能源與環境的可持續發展是實現國民經濟和社會可持續發展的重要保障．2010年，我國全年能源消費總量為3. 25×10⁹ t標準煤，火力發電燃煤消耗量約占煤炭產量的50%，煤燃燒所釋放的S02占S02排放總量的87%，NOx占67%，C0：占71010，粉塵占60%。，隨著《火電廠大氣污染物排放標準》( GB 13223-2011)的頒布，火電廠污染物排放問題得到了越來越多的關注和治理，
    區別于廣泛應用于鍋爐計算的熱平衡理論，火用理論是考慮量質匹配的能量分析方法，可通過制定分析數學模型、建立能量系統的平衡方程、確立用能評價準則進行研究．RANT于1956年提出火用概念，將能分成一定環境條件下可轉換的和不可轉換的兩部分，并確定了火用效率的計算原則．龜山一吉田提出元素化學燜周期表，將火用理論擴展到工業對環境影響的定量評價．SOMA[4]提出了火用傳遞理論，火用方法被完善為可研究的熱動力學方法：雖然由熱力學第一定律得到能量在傳遞和轉換過程中是守恒的，但火用傳遞過程其火用量是減少的．項新耀‘5 3在火用傳遞理論的基礎上提出了火用分布場和燜流的概念，得出火用傳遞系數受不可逆性程度大小影響的結論，可對不同能級傳輸能量系統進行分析評價．
    鍋爐是電站中完成燃燒系統的設備，是電廠污染物排放的主要來源．目前，很多國家已經把火用分析法廣泛應用于熱能動力、石油化工等行業．其中，日本于1980年頒布了火用的工業標準，我國也于20世紀80年代開始將火用分析法用于評價指導用能實踐．對于發電廠而言，采用火用方法對鍋爐經濟性和污染物排放特性進行分析評價，可以更客觀準確地挖掘節能潛力、改進設備性能，以及提高火電機組對環境的友好性．
1、火用理論概述及研究現狀
1.1傳統火用分析方法的概述
    目前，我國電站鍋爐的熱經濟性定量分析通常采用熱量法，即熱平衡法．但由于節能不僅要重視量，還應注意節能潛力的挖掘及能級匹配的政善，因此結合火用方法進行節能評價具有重要指導意義.
    火用描述的是能量的做功能力，也就是工程角度上的最終收益．與熱力學第一定律建立的能量方程及能量分析方法不同，火用方程和火用分析方法是對實際設備和系統分析用能過程的合理性和有效利用程度進行分析，優點是可以從能量的量和質兩個方面分析能量的利用情況，準確揭示系統中煳損失最大的環節或過程，為節約能源提供目標及對策．
     三門峽富通新能源主要生產銷售燃燒木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料的生物質鍋爐，如下圖所示：    將傳統熱力學火用分析方法用于對電站鍋爐的計算分析得出：鍋爐燃燒和傳熱過程中火用損偏大，因此鍋爐是火用損失最大的設備．由于燃燒和傳熱過程的不可逆性難以避免，而且受材料和制造水平的限制，理論節能并不能完全應用于實際技術中，因此傳統熱力學火用分析方法并不能最大限度地為節能減排工作進行評價指導，其具體不足主要有：
    (1)燜分析法只能具體量化系統和設備中不可逆所造成的耗能，無法全面分析不可逆性和能量消耗增加的原因，難以指導實際生產；
    (2)鍋爐系統中不同過程和設備所造成的火用損失是不等價的，局部的不可逆對整體造成的影響更是不同，因此無法對其進行綜合評價；
    (3)由于僅考慮系統的熱力學評價而忽視了生產運行中的經濟成本因素，火用分析法無法更全面地評價系統和設備的坐產性能，以獲得真正的經濟效益；
    (4)火用分析法無法確定標準參考環境參數，只能簡單定量分析評價鍋爐排放污染物的火用量，此外，也無法全面分析具體設備或過程對環境的影響．
1.2炳理論改進應用方法的研究現狀
    針對傳統火用分析方法所存在的問題和不足，學者們提出了多種改進火用理論應用的具體方法，其中熵分析法、單耗分析法和熱經濟學結構理論等受到越來越多的關注．
    (1)熵分析法  系統的熵越大，其能量的品位越低，對外做功的潛力越小，可用性也就越小，該方法是通過對所研究體系的熵平衡進行分析，求取熵產的大小及分布，分析影響熵產的因素，作為評價過程的不完善程度和改進過程的依據．同時，基于熵方法可以根據熵增原理對環境影響進行分析，采用環境收益指標的定量計算如下：Rh=對環境熵產/主要成本
    (2)單耗分析法建立在燜分析基礎上的能量系統分析的理論和方法，以產品單耗作為節能降耗的主要指標，分析單耗的構成及其分布和變化．
    (3)熱經濟學結構理論  通過建立線性數學模型解決火電廠的系統整體研究以及各設備在不同運行工況下的成本變化規律．實際應用中，MARC Rosen A等人建立了火電廠對環境的燜成本和收益計算方法．
    表1為熱平衡法、熵分析法、傳統火用分析法、單耗分析法、熱經濟結構理論等熱力學計算方法及其在電站鍋爐中的應用的分析比較．