蘇攀，沈陽，于鵬峰，韓靜

(華電電力科學研究院有限公司， 杭州 310030)

0 引言

燃煤電廠節(jié)能技術監(jiān)督工作重點是保證機組的經濟運行，供電煤耗作為一個重要的綜合經濟指標，直接反映了電廠的能耗水平。各電廠重視供電煤耗數據變化，并以此作為各部門生產考核的依據。在經濟分析活動中，電廠可根據供電煤耗及能耗小指標的變化分析機組設備及運行方面的問題，從而更好地提高電廠節(jié)能管理水平。燃煤電廠通常依據《火力發(fā)電廠技術經濟指標計算方法》采用正平衡方法計算供電煤耗[1]，根據入爐煤煤量、發(fā)熱量及供電量等數據計算得到日均、月均及年均供電煤耗，分析供電煤耗環(huán)比及同比變化趨勢。

針對某電廠2×300 MW機組正平衡月均供電煤耗升高的問題，查驗入爐煤煤質化驗報告、灰渣可燃物、摻配方案、日耗煤量、日發(fā)電量、機組指標統(tǒng)計表等相關歷史數據，結合現場對供電煤耗同比異常升高的原因進行分析及煤耗修正計算，提出了相關建議。

表1 #2 機組與#1機組小指標耗差分析數據Tab.1 Small index energy loss analysis of No.2 unit and No.1 unit

表2 #2機組與 #1機組汽機側數據Tab.2 Machine-side data analysis of No.2 unit and No.1 unit

1 設備簡介

該電廠#1，#2機組配置上海鍋爐廠設計、制造的SG-1113/17.50-M887型亞臨界、一次中間再熱、控制循環(huán)汽包爐；鍋爐采用全擺動直流式燃燒器，四角布置、切圓燃燒；采用冷一次風正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配3臺MGS4060雙進雙出鋼球磨煤機；配置上海汽輪機廠設計、制造的330 MW、亞臨界、一次中間再熱、高/中壓缸分缸、單軸、三缸兩排汽、雙抽可調整抽汽沖動凝汽式汽輪機。

2 問題概述

該電廠2018年4月和5月，全廠月均供電煤耗統(tǒng)計數據同比升高了12.51 g/(kW·h)和16.85 g/(kW·h)。2018年4—5月，#2機組連續(xù)運行，而#1機組啟停機各2次，且停機時間較長，對機組供電煤影響較大。2017年4—5月，#1機組連續(xù)運行，#2機組停運，且2017年4月入爐煤采樣機進行了技術改革，部分時間段在煤倉落煤口使用人工采樣，采樣缺乏代表性?，F選擇2018年5月#2機組供電煤耗與2017年5月#1機組供電煤耗的統(tǒng)計值進行比較。

2018年5月#2機組月均供電煤耗為349.31 g/(kW·h)，2017年5月#1機組月均供電煤耗為335.41 g/(kW·h)，同比升高了13.90 g/(kW·h)，而這2個月的燃用煤煤質化驗數據無明顯偏差，因此可排除煤質變化對2臺機組供電煤耗差異的影響[2]?，F對2臺300 MW機組正平衡供電煤耗統(tǒng)計值的異常升高進行原因分析及煤耗修正計算。

3 耗差對比分析

3.1 鍋爐側指標分析

#2機組與#1機組的月均能耗小指標同期數據見表1。由表1可知，小指標影響供電煤耗合計約6.26 g/(kW·h)，其中主要原因為發(fā)電廠用電率和飛灰可燃物含量的增加[3-4]。

3.2 汽機側指標分析

兩時間段內機組供熱比接近，#2與#1機組汽機側數據見表2。對#2機組與#1機組汽機側月均能耗小指標進行同期數據耗差分析[5]，在2臺機組負荷基本相同且循環(huán)水運行方式完全一致的情況下，#2機組排汽壓力比#1機組高0.21 kPa，增加供電煤耗約0.63 g/(kW·h)。利用現場測點計算2臺機組缸效率，#1高壓缸效率比#2機高壓缸效率高5.87%，中壓缸效率比#2機偏低2.47%，整體考慮高/中壓缸效率對煤耗的影響，#2機比#1機煤耗將高出大約1.20 g/(kW·h)。2臺機組汽機側其他因素相差不大，影響供電煤耗約1.83 g/(kW·h)，其中主要原因為高/中壓缸效率增加所致。

4 煤耗偏差分析

為使供電煤耗統(tǒng)計數據更接近真值，對2018年5月#2機組供電煤耗進行采樣修正、化驗修正、計量修正及統(tǒng)計過程修正后，得到供電煤耗修正值的區(qū)間范圍。

4.1 入爐煤采樣裝置改造

入爐煤采樣裝置異常會引發(fā)煤耗數據的異常波動[6]。因此對入爐煤皮帶中部采樣機進行了技術改造，由錘式破碎機改為立式破碎機，解決了采樣機長期堵煤的問題。由于技術改造前采樣機堵煤頻繁，需停機進行清煤處理，無法保證全周期采樣，影響采樣代表性及入爐煤發(fā)熱量準確性。

在燃煤機械化采制樣裝置性能試驗中，使用入爐煤皮帶中部采樣機(乙側)進行采樣[7]。機采樣與參比樣(人工對比樣)干燥基灰分的差值為-0.34百分點，結合煤種灰分變化與發(fā)熱量的關系[8]，以及發(fā)熱量變化與煤耗變化的關系可知，影響供電煤耗1.50～1.70 g/(kW·h)。

入爐煤采樣機縮分裝置原為刮板式(如圖1所示)，易造成向兩側跑煤，不滿足縮分裝置全斷面縮分要求，建議改為刮斗式。

圖1 入爐煤采樣機縮分裝置Fig.1 Divider of sampler for coal as fire

入爐煤采樣機乙側采樣頭切面離皮帶間隙較大(如圖2所示)，無法取到皮帶底部煤流的樣本，不符合煤流全斷面采樣要求，建議采樣機性能試驗期間對其進行調整。

圖2 入爐煤采樣機乙側采樣頭Fig.2 Side B sample head of sampler for coal as fire

4.2 化驗分析

改造后，量熱儀用苯甲酸對煤樣進行標定，查閱化驗記錄，2018年5月共計標定57次，與標準值進行比較，正偏差達到51次，負偏差6次，無偏差1次。標定結果與標準值的變差雖在±50 J的合格范圍內[9]，但出現多次正偏差(正偏差均值達到20.6 J)，供電煤耗約高于真值0.39～0.44 g/(kW·h)。

4.3 煤量計量分析

2018年5月皮帶秤校驗偏差結果見表3。3次皮帶秤校驗結果平均偏差及最大偏差均為正值，皮帶秤顯示結果與鏈碼或實物結果的最大相對偏差結果為0.32%，皮帶秤顯示結果與鏈碼或實物結果的平均相對偏差結果為0.17%，影響供電煤耗約高于真值0.51～0.96 g/(kW·h)。

表3 2018年5月皮帶秤校驗偏差結果Tab.3 Calibration deviation of the belt scale in May 2018 %

4.4 統(tǒng)計過程分析

日供電煤耗受煤倉煤位變化的影響，存在正常波動。2018年5月，#2機組供電煤耗統(tǒng)計值為349.31 g/(kW·h)，在統(tǒng)計月頭和月尾的煤耗時，取前后兩天供電煤耗的平均值進行計算，以此減少煤倉煤位變化對供電煤耗統(tǒng)計數據的影響，見表4。重新計算后供電煤耗后數據由 349.31 g/(kW·h)降至 347.61 g/(kW·h)，統(tǒng)計值降低了1.70 g/(kW·h)。

表4 跨月時間段供電煤耗均值Tab.4 Average coal consumption of power supply during the spanning period g/(kW·h)

4.5 供電煤耗修正計算

為使供電煤耗統(tǒng)計數據更接近真值，對2018年5月#2機組供電煤耗的統(tǒng)計值(349.31 g/(kW·h))進行修正計算，修正計算結果見表5，經采樣修正、化驗修正、計量修正及其他修正后，得到供電煤耗修正值的區(qū)間為344.51～345.21 g/(kW·h)(機組負荷率為55.31%，供熱比為4.41%)。

表5 #2機組供電煤耗修正計算結果Tab.5 #2 unit coal consumption for power supply correction calculation results g/(kW·h)

5 結論

(1)#2機組月均能耗小指標與#1機組月均能耗小指標同期數據進行耗差分析得出，爐側近似影響供電煤耗約6.26 g/(kW·h)，其中主要原因為發(fā)電廠用電率和飛灰可燃物含量增加所致；機側影響供電煤耗約1.83 g/(kW·h)，其中主要原因為高/中壓缸效率增加所致。

(2)采樣、化驗、計量及統(tǒng)計過程影響供電煤耗4.10～4.80 g/(kW·h)。其中，采樣過程影響供電煤耗高于真值1.50～1.70 g/(kW·h)，化驗過程影響供電煤耗高于真值0.39～0.44 g/(kW·h)，煤量計量近似影響供電煤耗高于真值0.51～0.96 g/(kW·h)，統(tǒng)計過程近似影響供電煤耗高于真值1.70 g/(kW·h)。

(3)經修正后得到供電煤耗修正值的區(qū)間為344.51～345.21 g/(kW·h)(機組負荷率為55.31%，供熱比為4.41%)。

(4)加強采制化設備維護，保證入爐煤計量及采制化準確性。建議將入爐煤采樣機縮分裝置由刮板式改為刮斗式，建議采樣機性能試驗期間調整采樣頭切面離皮帶間隙；開展采樣機性能試驗過程中，建議將機采樣與參比樣之差調整在合理范圍且保持正偏差；調整量熱儀精度，保證多次重復試驗下正負偏差一致性較好。