胡延年

（國(guó)電浙江北侖第一發(fā)電有限公司，浙江寧波315800）

火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)卸船流程的節(jié)能優(yōu)化

胡延年

（國(guó)電浙江北侖第一發(fā)電有限公司，浙江寧波315800）

卸船作業(yè)耗電量在火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)用電量中占較大比重，輸煤線路長(zhǎng)，大功率的設(shè)備多，卸船效率的提高對(duì)改善輸煤系統(tǒng)噸煤耗電量指標(biāo)有重要作用。經(jīng)過(guò)分析得出低于邊際能耗是啟動(dòng)卸船流程的必要條件，即邊際煤量大于邊際能耗是卸船流程啟動(dòng)的必要條件，否則效率較低。據(jù)此優(yōu)化卸船作業(yè)流程，并從管理方面提出了節(jié)能措施，以減少設(shè)備無(wú)效運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備的啟停次數(shù)，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。。

火力發(fā)電廠；輸煤系統(tǒng)；卸船機(jī)；邊際能耗；流程

北侖發(fā)電廠自備碼頭現(xiàn)有3個(gè)泊位，6臺(tái)卸船機(jī)，3條卸船線路。其中3號(hào)泊位是10萬(wàn)噸級(jí)，1號(hào)、2號(hào)泊位是5萬(wàn)噸級(jí)。6臺(tái)卸船機(jī)主要設(shè)備規(guī)范見(jiàn)表1。3條皮帶機(jī)C-1A，C-1B，C-14卸船線路可供選擇。但經(jīng)過(guò)多年的節(jié)能優(yōu)化，已到了挖潛增效的瓶頸，進(jìn)一步節(jié)能降耗的空間已經(jīng)很小，需要進(jìn)一步降低噸煤耗電率必須進(jìn)行一些技術(shù)或者管理上的創(chuàng)新。

1 邊際能耗的定義

碼頭運(yùn)行模式優(yōu)化問(wèn)題可以這樣考慮，即分析什么情況下作業(yè)是不合理的、是應(yīng)該避免的作業(yè)方式?？紤]到碼頭實(shí)際情況，1號(hào)與3號(hào)泊位是連在一起的，共4臺(tái)卸船機(jī)，即一期2臺(tái)1 500t/h，三期2臺(tái)1 650 t/h，有C-1A，C-1B 2臺(tái)輸煤線路可以選擇。

表1 碼頭6臺(tái)卸船機(jī)主要設(shè)備參數(shù)

如果從邊際的角度出發(fā)來(lái)尋求對(duì)策，當(dāng)邊際收益等于邊際成本時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。邊際生產(chǎn)率就是增加一個(gè)單位勞動(dòng)要素所增加的產(chǎn)量。邊際卸船作業(yè)量可以認(rèn)為增加一個(gè)單位能耗所增加的作業(yè)量，即高于邊際能耗啟動(dòng)卸船流程是不優(yōu)化的、不合理的。對(duì)上述利潤(rùn)、效益最大化原則，可用數(shù)學(xué)推導(dǎo)加以證明。

設(shè)α為利潤(rùn)，Q為輸煤產(chǎn)量，TR為輸煤的總收益，TC為輸煤的總成本，則

利潤(rùn)、效益最大化的充分條件還要求α的二階導(dǎo)數(shù)為負(fù)數(shù)，表示利潤(rùn)最大化要求邊際成本函數(shù)的斜率要大于邊際收益函數(shù)的斜率，用數(shù)學(xué)式表示為：

利潤(rùn)、效益極大化的必要條件是α對(duì)Q的一階導(dǎo)數(shù)為0，而TR對(duì)Q的一階導(dǎo)數(shù)就是邊際收益MR，同樣，就是邊際成本MC。所以，當(dāng)MR= MC，即邊際收益等于邊際成本時(shí)，利潤(rùn)、效益極大值。用數(shù)學(xué)式表示為：

2 邊際量的計(jì)算

班噸煤耗電率＝班耗電量（kWh）/班作業(yè)量（t），其中班作業(yè)量＝班卸（供）煤量＋班卸（供）石量的總和。目前，碼頭卸船耗電較經(jīng)濟(jì)模式之一，功率因數(shù)計(jì)0.8，卸船從一期到2號(hào)斗輪機(jī)，輸煤流程即為1與2號(hào)卸船機(jī)―C-1A/B―C-2―C-4―C-5―2號(hào)斗輪機(jī)。

消耗的功率＝2 000+220+（2×355+1×132）+ 160+2×250+500=4 222 kW。目前輸煤線路最短的卸船流程：5/6號(hào)卸船機(jī)―C-1B―C-30―C-31―C-33―7/8號(hào)斗輪機(jī)。

消耗的功率＝2 250＋500＋2×355＋355＋2×450＋630＝5 345 kW。

2014年每月的噸煤耗電指標(biāo)見(jiàn)表2。以2014年平均的噸煤耗電率指標(biāo)1.13 kWh/t為邊際量計(jì)算。5 345 kW/1.13 kWh/t/2＝2 365 t/h（因?yàn)樾睹毫俊⒐┟毫肯嗟?，噸煤耗電率包含二者，所以?jì)算中除以2），即卸船流程啟動(dòng)的必要條件在邊際流量大于2 365 t/h的情況下能低于邊際能耗，能夠達(dá)到節(jié)能降耗目的。

表2 2014年每月的噸煤耗電率實(shí)際值

假如，這里以較經(jīng)濟(jì)模式之一，總功率4 222 kW計(jì)算，則邊際流量為1 868 t/h，考量到各條卸船線路的不同，認(rèn)為輸煤系統(tǒng)的邊際流量控制為2 000 t/h左右較為合適。

3 卸船流程的改進(jìn)

考慮到節(jié)能降耗目的，低于邊際能耗是啟動(dòng)卸船流程的必要條件，也就是邊際煤量大于、等于邊際能耗是卸船流程啟動(dòng)的必要條件，否則效率是缺失的。邊際收益等于邊際成本時(shí)，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化，邊際卸船清倉(cāng)作業(yè)量是清倉(cāng)作業(yè)必須考量的重要因素。

十萬(wàn)噸級(jí)碼頭卸船流程的優(yōu)化，3臺(tái)機(jī)、2條線路的作業(yè)模式探討分以下3種情況：

（1）2臺(tái)機(jī)單線作業(yè)。5與6號(hào)卸船機(jī)，C-1A或者C-1B皮帶機(jī)作業(yè)，一般在倒機(jī)或者清艙作業(yè)時(shí)，當(dāng)卸船流量小于邊際流量時(shí)暫停作業(yè)。

（2）3臺(tái)機(jī)單線作業(yè)。2，5，6號(hào)卸船機(jī)，C-1A與C-1B皮帶機(jī)作業(yè)，一般僅適用于清艙作業(yè)，當(dāng)卸船流量小于邊際流量時(shí)暫停作業(yè)。

（3）3臺(tái)機(jī)、雙線作業(yè)。2，5，6號(hào)卸船機(jī)，C-1A與C-1B皮帶機(jī)同時(shí)作業(yè)，考慮到實(shí)際作業(yè)效率，一般建議2號(hào)卸船機(jī)一條線路，5與6號(hào)卸船機(jī)一條線路。當(dāng)C-1A或者C-1B皮帶機(jī)輸煤流量小于邊際流量時(shí)暫停該線路作業(yè)。

4 其他節(jié)能措施

（1）加強(qiáng)和提高司機(jī)長(zhǎng)業(yè)務(wù)水平及統(tǒng)籌組織能力的培訓(xùn)。司機(jī)長(zhǎng)必須對(duì)卸船進(jìn)度、作業(yè)順序具備良好的掌控能力，根據(jù)調(diào)度卸船作業(yè)指令單并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，合理修正卸貨順序，及時(shí)調(diào)整作業(yè)進(jìn)度，避免因卸貨順序等原因造成相鄰兩艙作業(yè)間距不足而無(wú)法進(jìn)行2臺(tái)卸船機(jī)同時(shí)作業(yè)，影響作業(yè)效率。

（2）各值當(dāng)班司機(jī)長(zhǎng)接班后全面了解生產(chǎn)情況，并根據(jù)卸船進(jìn)度及艙內(nèi)實(shí)際情況，加強(qiáng)與煤控主值的聯(lián)系溝通，避免流程空載運(yùn)行。合理調(diào)整卸船作業(yè)順序及進(jìn)度，避免碼頭卸船與煤控進(jìn)倉(cāng)造成的作業(yè)線路及設(shè)備的沖突，煤種與堆場(chǎng)的沖突，盡可能做到統(tǒng)籌兼顧。

（3）十萬(wàn)噸級(jí)煤船盡可能安排集中清艙，便于卸船流量的控制。當(dāng)然，當(dāng)卸船流量小于邊際流量而暫停卸船線路時(shí)，應(yīng)該考慮到避免卸船流程的反復(fù)啟動(dòng)的情況，因此，作為當(dāng)值司機(jī)長(zhǎng)，全局調(diào)控卸船作業(yè)順序?qū)τ诠?jié)能降耗起到了非常關(guān)鍵的作用?；蛘哒f(shuō)當(dāng)皮帶流量小于設(shè)定值時(shí)，必須盡可能安排3臺(tái)卸船機(jī)作業(yè)，例如10萬(wàn)噸級(jí)煤船先2臺(tái)機(jī)滿倉(cāng)作業(yè)，最后安排7個(gè)倉(cāng)同時(shí)3臺(tái)機(jī)清倉(cāng)較經(jīng)濟(jì)合理。

[1]朱志范，金寶勝.概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2012.

（本文編輯：陸瑩）

Energy Saving Optim ization on Ship Unloading Process of Coal Handling System in Thermal Power Plant

HU Yannian
(Guodian Zhejiang Beilun No.1 Power Generation Co.，Ltd.，Ningbo Zhejiang 315800，China)

Power consumption for ship unloading takes a great part of that for coal handling system in thermal power plant.Due to long coal handling line and multiple powerful equipment，ship unloading efficiency promotion is key to improvement of power consumption index of coal handling system for each ton of coal.It is concluded by analysis that it is essential to start ship unloading process under marginal coal consumption, meaningmarginal coal consumption must be larger than marginal energy consumption，otherwise the efficiency is low.The paper also optimizes ship unloading process accordingly and proposes energy savingmeasures from the perspective ofmanagement to reduce equipment idling as well as times of startup and shutdown to save energy and lower energy consumption.

thermal power plant；coal handling system；ship unloader；marginal energy consumption；process

TM621.9

B

1007-1881（2016）01-0070-02

2015-05-11

胡延年（1970），男，從事發(fā)電廠輸煤運(yùn)行管理工作。