張 磊，秦 嶺，陸 超，汪后港，曾 彬，李小江

（華電電力科學(xué)研究院，杭州 310030）

煤耗是發(fā)電企業(yè)最為關(guān)心的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，直接體現(xiàn)發(fā)電成本和機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行狀況，一般多采用“正平衡計(jì)算，反平衡校核”的原則核算機(jī)組發(fā)、供電煤耗［1］。

準(zhǔn)確計(jì)算電廠機(jī)組發(fā)、供電煤耗是對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考核及節(jié)能降耗評(píng)價(jià)的主要依據(jù)。由于沒(méi)有具體國(guó)標(biāo)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范發(fā)電企業(yè)煤耗的測(cè)量與計(jì)算，造成有些發(fā)電企業(yè)測(cè)得的發(fā)、供電煤耗與企業(yè)實(shí)際發(fā)、供電煤耗存在差異，機(jī)組存在的一些問(wèn)題無(wú)法發(fā)現(xiàn)，給電廠造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。發(fā)電煤耗出現(xiàn)異常，一般會(huì)從電子皮帶秤計(jì)量精確性、入爐煤采樣規(guī)范性、鍋爐燃燒調(diào)整等常規(guī)環(huán)節(jié)查找［2］。

本文依據(jù)正反平衡方法規(guī)范計(jì)算華電集團(tuán)某發(fā)電企業(yè)實(shí)際煤耗，并通過(guò)測(cè)量值、計(jì)算值與設(shè)計(jì)值對(duì)比，找出造成機(jī)組煤耗高的原因，提出有效降低煤耗的方法和措施，已期為其他發(fā)電企業(yè)準(zhǔn)確計(jì)算發(fā)、供電煤耗，提高經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及節(jié)能降耗提供指導(dǎo)和幫助。

1 機(jī)組正反平衡煤耗計(jì)算方法

1.1 正平衡煤耗計(jì)算

正平衡方法是根據(jù)入爐煤裝置實(shí)測(cè)得的發(fā)電廠每天發(fā)電所消耗的原煤，并按其平均熱值計(jì)算出耗用的標(biāo)準(zhǔn)煤量來(lái)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)煤耗率。因而發(fā)、供電煤耗的計(jì)算需要提供入爐煤量、入爐煤收到基低位發(fā)熱量、發(fā)電量、廠用電量等參數(shù)。

（1）標(biāo)準(zhǔn)煤耗

式中 Bb——試驗(yàn)期內(nèi)耗用標(biāo)準(zhǔn)煤量，t；

∑Bh——試驗(yàn)期內(nèi)耗用燃料總量（折至標(biāo)準(zhǔn)煤），

包括燃煤、燃油與其它燃料之和，同時(shí)考慮煤倉(cāng)、

粉倉(cāng)的變化），t；

∑Bkc——試驗(yàn)期內(nèi)應(yīng)扣除的非生產(chǎn)用燃料量（折

至標(biāo)準(zhǔn)煤），t。

（2）廠用電率

式中 Lfcy——試驗(yàn)期內(nèi)平均發(fā)電廠用電率，% ；

Wf——試驗(yàn)期內(nèi)發(fā)電量，kW·h；

Wd——試驗(yàn)期內(nèi)發(fā)電廠用電量，kW·h。

（3）發(fā)電煤耗

式中 bf——試驗(yàn)期內(nèi)平均發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗，g／kWh；Wf——試驗(yàn)期內(nèi)發(fā)電量，kWh。

（4）供電煤耗

式中 bg——試驗(yàn)期內(nèi)平均供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗，g／kWh；Wg——發(fā)電機(jī)組供電量，kWh。

1.2 反平衡煤耗計(jì)算

反平衡煤耗計(jì)算方法是根據(jù)每天鍋爐的反平衡效率和所生產(chǎn)的蒸汽含熱量反算出所耗用的標(biāo)準(zhǔn)煤量。反平衡煤耗的真實(shí)水平，切實(shí)反映火力發(fā)電企業(yè)的節(jié)能調(diào)整各項(xiàng)小指標(biāo)的差距。

（1）汽輪機(jī)熱耗率

式中 HRt——試驗(yàn)熱耗率，kJ／（kW·h）；

hms——主蒸汽焓，kJ／kg；

hfw——給水焓，kJ／kg；

hhrh——熱再熱蒸汽焓，kJ／kg；

hcrh——冷再熱蒸汽焓，kJ／kg；

Pe——測(cè)量的發(fā)電機(jī)功率，kW。

（2）廠用電率的計(jì)算方法

式中 ra——廠用電率，%（其值由廠用電率試驗(yàn)結(jié)果給

出）；

Pg——發(fā)電機(jī)輸出功率，MW；

Pu——高廠變輸入功率，MW。

（3）發(fā)電煤耗和供電煤耗的計(jì)算方法

式中 HR——汽機(jī)熱耗率，kJ／（kW·h），其值由汽輪機(jī)

性能試驗(yàn)結(jié)果給出；

ηb——鍋爐熱效率，%；

ηp——管道效率，取設(shè)計(jì)值99%。

2 試驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果分析

2.1 正平衡試驗(yàn)

2.1.1 皮帶秤校核

降低供電煤耗的前提是要有可靠的耗煤量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這就涉及到耗煤量的計(jì)量問(wèn)題。試驗(yàn)通過(guò)動(dòng)態(tài)軌道衡計(jì)量的火車(chē)煤量實(shí)煤校驗(yàn)入爐煤皮帶秤，以達(dá)到動(dòng)態(tài)秤的要求，使其能準(zhǔn)確計(jì)量鍋爐上煤量。校驗(yàn)過(guò)程如下：

（1）檢驗(yàn)前準(zhǔn)備工作：檢查稱(chēng)重輥、稱(chēng)重傳感器、測(cè)速傳感器工作是否正常，目測(cè)秤四周間隙是否有異物，設(shè)備外露件應(yīng)無(wú)松動(dòng)和機(jī)械損壞。啟動(dòng)皮帶并空轉(zhuǎn)15分鐘以上，皮帶運(yùn)行穩(wěn)定后開(kāi)始校驗(yàn)。

（2）零點(diǎn)校準(zhǔn)：進(jìn)入積分器主菜單界面的“零點(diǎn)校準(zhǔn)”，進(jìn)行自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)。當(dāng)脈沖數(shù)達(dá)到設(shè)定值（或持續(xù)時(shí)間接近3min），皮帶秤自動(dòng)停止計(jì)量并顯示零點(diǎn)誤差。對(duì)于0.5級(jí)皮帶秤，零點(diǎn)的最大誤差應(yīng)不超過(guò)0.05%。

（3）實(shí)煤物料計(jì)量：輸煤量以滿(mǎn)足皮帶秤最大流量的80%左右為宜，輸煤時(shí)間至少在5min以上。為了減少誤差，按照20節(jié)左右的火車(chē)煤為一次試驗(yàn)物料，并以火車(chē)軌道衡稱(chēng)重的物料為準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)定。試驗(yàn)前后都應(yīng)清空火車(chē)卸煤溝的所有煤樣。

（4）實(shí)物間隔校準(zhǔn)：軌道衡準(zhǔn)確計(jì)量的物料全部通過(guò)皮帶秤，計(jì)算軌道衡與皮帶秤計(jì)量數(shù)據(jù)間的偏差值。實(shí)物校驗(yàn)至少3次，取各次校驗(yàn)偏差的加權(quán)平均值，并通過(guò)積算器調(diào)整間隔系數(shù)。

2.1.2 入爐采制樣裝置調(diào)整及煤質(zhì)化驗(yàn)

入爐煤采樣的代表性以及準(zhǔn)確的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)，對(duì)鍋爐正平衡計(jì)算發(fā)、供電煤耗至關(guān)重要。試驗(yàn)前調(diào)整好入爐采樣設(shè)備，確保煤質(zhì)分析設(shè)備結(jié)果的準(zhǔn)確性。工作內(nèi)容如下：

（1）采樣設(shè)備檢查及調(diào)整：檢查皮帶采樣裝置的采樣頭、給料機(jī)、破碎機(jī)及縮分器等部件是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，運(yùn)行是否正常，調(diào)整合適的采樣周期、縮分周期。試驗(yàn)期間應(yīng)控制試驗(yàn)煤樣的全水分，不應(yīng)發(fā)生嚴(yán)重堵煤等情況。

（2）煤樣制備和化驗(yàn)：試驗(yàn)期間入爐煤按單臺(tái)機(jī)組分別采樣、制樣和化驗(yàn)，制樣、化驗(yàn)依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求執(zhí)行。并由通過(guò)CNAS認(rèn)證的專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)及時(shí)制樣、化驗(yàn)。正平衡煤耗測(cè)試結(jié)果如表1所示。

2.2 反平衡試驗(yàn)

本次試驗(yàn)主流量的測(cè)量使用現(xiàn)場(chǎng)流量孔板，采用差壓變送器測(cè)量孔板差壓，根據(jù)差壓計(jì)算主給水流量。發(fā)電機(jī)功率的測(cè)量發(fā)采用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)有功統(tǒng)計(jì)值。溫度采用工業(yè)精密I級(jí)熱電偶測(cè)量。壓力及輔助流量的測(cè)量采用0.075級(jí)ROSEMOUNT壓力變送器測(cè)量。過(guò)熱器減溫水流量和再熱器減溫水流量利用現(xiàn)場(chǎng)孔板測(cè)量。高壓缸后軸封漏汽至中排流量、高、中壓缸軸封漏汽至汽封調(diào)節(jié)器流量、低壓汽封漏汽至軸加流量采用設(shè)計(jì)值。

主、輔流量差壓、壓力、溫度采用IMP分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)量記錄，每5分鐘采集一次。反平衡煤耗測(cè)試結(jié)果及偏離設(shè)計(jì)值情況見(jiàn)表2。

表1 正平衡煤耗測(cè)試結(jié)果

表2 反平衡煤耗測(cè)試結(jié)果及與設(shè)計(jì)值偏差

由表2可知，機(jī)組煤耗偏高主要原因是：真空偏離設(shè)計(jì)值較大、運(yùn)行參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值較大（如負(fù)荷率、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度偏低）、高中壓缸效率偏低、排煙溫度高、排煙量大、廠用電率高等。

由于背壓的變化使主機(jī)進(jìn)汽量的改變，造成蒸汽在機(jī)內(nèi)作功能力的變化。最終是機(jī)內(nèi)效率下降。熱耗值增加。煤耗上升。所以說(shuō)實(shí)際生產(chǎn)中加強(qiáng)對(duì)真空的監(jiān)視，一旦發(fā)生變化及時(shí)從真空系統(tǒng)嚴(yán)密性、循環(huán)水量、凝汽器端差等方面檢查操作，以保證設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、可靠投入，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

對(duì)具體熱損失進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析發(fā)現(xiàn)：干煙氣熱損失較設(shè)計(jì)值增加了2.29%，其中排煙溫度較設(shè)計(jì)高了36.94℃，大約影響鍋爐效率1.8%。另外排煙氧量偏高（實(shí)測(cè)值6.15%），造成煙氣量增加，排煙損失升高，兩者共同作用，造成了排煙損失偏高。

廠用電率高說(shuō)明了電廠輔機(jī)（如水泵、風(fēng)機(jī)、除塵、脫硫脫硝設(shè)備），在這個(gè)工作區(qū)段偏離了最優(yōu)工況區(qū)域，這就需要應(yīng)用較好的調(diào)節(jié)方式，挖掘這部分節(jié)能潛力；另外應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)的維護(hù)和檢修力度。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)“正平衡計(jì)算，反平衡校核”試驗(yàn)研究機(jī)組實(shí)際煤耗，正反平衡結(jié)果相吻合。要準(zhǔn)確計(jì)量實(shí)際煤耗應(yīng)根據(jù)各煤質(zhì)情況進(jìn)行摻配燒，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)煤種偏差要求及環(huán)保要求。應(yīng)堅(jiān)持定期校驗(yàn)秤，保證煤秤的準(zhǔn)確性。應(yīng)盡快使用煤質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀，使運(yùn)行人員在燃煤的同時(shí)能及時(shí)了解煤質(zhì)，從而有效地調(diào)整鍋爐燃燒，做到經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。

［1］ 蔣明昌.火力發(fā)電廠能耗指標(biāo)管理［M］.北京：華文出版社，2004.

［2］ 徐威，陳勇，王文慶，等.煤耗在線(xiàn)性能試驗(yàn)系統(tǒng)在600 MW 超臨界機(jī)組的應(yīng)用［J］.熱力發(fā)電，2012，41（3）：71-73.XU Wei，CHENG Yong，WANG Wen-qing，et al.Application of online coal consumption system on supercritical 600MW unit［J］.Thermal Power Generation，2012，41（3）：71-73.