電煤熱值控制對煤電一體化公司經濟影響分析

朱克強

（淮浙煤電公司， 安徽淮南232001）

淮浙煤電公司是均股的煤電一體化企業。煤礦與電廠是煤電一體化公司的兩個分屬車間，根據公司兩個分公司設計配置初衷，電廠所需電煤全部由配套煤礦顧北礦供應。對于煤炭產品而言，有一個商品煤質與資源回收率的對應關系，在什么價格條件下，洗多少kcal的煤可以實現收益的最大化。而作為提供最終產品的電廠，又有一個什么樣的的煤質與煤耗最少、發電成本最低的問題。實踐證明，若僅限于的考慮一礦一廠的利益，都可能導致煤電公司整體效益的損失。對于煤電一體化企業，科學確定動力煤洗選的發熱量與資源回收率的關系，同時兼顧電廠煤質與煤耗的關系，從而取得企業綜合效益的最大化，是煤電一體化企業的重大課題。

一 電煤熱值控制對公司效益的影響

（一） 電煤熱值對電廠運行經濟性的影響

以某季度生產情況為實例，預計該季度完成發電量19.66億kw·h，利用1 560h，原煤產量138.41萬t，按照電廠提供的不同電煤熱值對應的爐效數據，計算可得電煤熱值對應電廠燃煤成本曲線如圖1所示，可以認為在負荷一定基礎上（假設電廠所需電煤全部由顧北自供），電廠電煤成本隨著電煤熱值升高而基本呈線性降低趨勢，電煤熱值越高，電廠為之付出燃煤成本越低，對應效益越好。

（二） 電煤熱值控制對煤礦收益的影響

實際工作中，電煤熱值不可能無限制的高控，一方面受配套煤礦顧北礦采場情況制約及洗選成本影響，另一方面，洗選過高熱值的電煤產品會直接影響煤礦的受益。理論上，洗選生產不同質量電煤的熱值與煤礦銷售收入的高低成反比。洗選電煤熱值越高，煤礦排矸力度愈大，排矸愈多，可售資源量相應減少，煤礦銷售收入逐步降低。但由于受市場價格策略影響，電煤熱值對應煤礦銷售收入曲線并非隨著電煤產品熱值往下調收入呈線性上升如圖2所示。圖2中，煤礦銷售收入分三部分，一部分是應電煤要求熱值洗選對應的電煤收入（2011年基礎價格是560元／t，以4 800kcal／kg為基準，每增減1cal±0.08元／t，以下價格全部含稅），另一部分是除電煤外其余混煤假設全部按水運方式銷售（按水運報價對應4 650kcal為614.8元／t），第三部分為煤泥產品收入。結合煤礦的實際采場情況（入洗原煤灰分為36.5%，煤泥灰分48%，全水分26%），隨著洗選降灰力度的逐步下降，其增加的經濟效益將逐步減少如圖2所示，第四季度煤礦煤質最佳效益點預計大約在控制電煤熱值為4 650kcal左右。

圖1 電廠電煤熱值對應電廠燃煤成本曲線

圖2 電煤熱值對應煤礦銷售收入曲線

（三） 尋找煤電一體化公司電煤熱值控制的最佳經濟點

對于煤電一體化公司，既要考慮電廠的安全經濟運行又要結合煤礦的收入效益。電煤熱值控制過高按目前的市場定價策略明顯會降低煤礦的收入水平，電煤熱值過低又會直接影響電廠的安全經濟運行，長期燃用低值煤還容易造成電廠出力受限、煤耗和廠用電率上升、甚至導致機組可用率降低、檢修和技改費用上升等等。所以尋找一個合適的電煤熱值控制區間將是公司尋求在長期利益和短期利益之間博奕的平衡過程。本文單一從電煤熱值因素來看，公司季度整體收益最佳結合點應在電煤熱值區間控制在4 800～4 900kcal區域如圖3所示，在這個區域內，煤礦收入和電廠電煤成本差額顯示在最高位，電廠基本可實現平均負荷率達95%以上磨煤機五用一備狀態，從而大大節約廠用電率并有效減少磨煤機啟停次數，預計5 000kcal電煤可實現五臺磨長時段帶滿負荷。

二 根據機組負荷率情況及特殊時段調整電廠電煤熱值計劃

實際運行中，電廠鍋爐對電煤熱值的要求呈季節性變化主要表現在負荷率和真空度（跟環境溫度有關）兩個指標的影響上，其中負荷率的影響是正相關的，即負荷率越高，希望電煤熱值越好，機組煤耗指標就越理想。真空度指標因為影響汽機效率，所以在汽機真空度指標不佳的情況下，希望電煤熱值能好些，以改善機組整體經濟運行性能，這也是每年7／8月份機組煤耗指標會出現統一上升的主要原因。根據2009年及2010年1～9月電廠實際負荷率＼發電煤質對應供電煤耗曲線如圖4所示，實際負荷率越高，供電煤耗降低，供電煤耗的最低值并不對應在電煤熱值最高點，而是在環境溫度相對低、負荷率相對較高的1月份（2月份有機組調停，故數據沒有代表性）。

圖4 2010年電廠實際負荷率－供電煤耗曲線

一般而言，春秋季環境溫度低機組真空度高機組效率越高，這個時節氣候適宜用電高峰時段少，發電負荷率偏低，鍋爐對電煤熱值的要求可以降低，所以在春秋季節可以按機組校核煤種要求控制電煤熱值區間在4 700～4 800kcal之間，而當環境溫度高，汽機真空度低時機組效率越低，這種情況往往出現在迎峰度夏期間，并且這個時段機組負荷率也會很高，所以在迎峰度夏期間應該按機組校核煤種上浮要求控制電煤熱值區間在4 800～4 900kcal以上，另外，嚴冬時節雖然沒有真空度影響機組效率的問題，但在用電量上升負荷率偏高的時段仍應按較好煤質調度。如圖5所示。

圖5 2010年電廠實際發電煤質－供電煤耗曲線

需要說明的是，合理的煤質區間是動態的，與原煤熱質、煤炭價格、機組環境溫度、發電負荷率都有密切的關系，要根據實際情況，準確選定。

三 建立經濟濟調度組織，保障電煤的經濟化調度

電廠鍋爐燃燒性能基本由鍋爐設計參數決定，尤其是大容量鍋爐爐體龐大，結構復雜，一旦設計制造完畢，很難就爐膛容積和形狀做實質性修改，故按鍋爐設計煤種和校核煤種來控制電煤熱值是電廠鍋爐機組安全經濟運行的有效保障。鳳臺電廠鍋爐燃燒系統采用墻式對沖燃燒的旋流燃燒器，比較適應煤質較好的煤種，而且對煤種的適應范圍較窄。總的來講，做好計劃調度保持相對穩定的電煤熱值區間，是電廠鍋爐安全經濟運行的基礎，同時也對煤礦電煤洗選以及按計劃熱值調運電煤提出了很高的配套要求。加上由于煤電一體化電廠庫存量一直不高，來煤即入爐的情況比較多，所以電廠只能接受來什么燒什么的現狀，而無法實現廠內的經濟調度。因此，對于煤電一體化企業的煤質管理及火車裝運調配，都要針對這一特殊性改進和創新思路，建立更加一體化的生產、經營調運形式，組織多層級熱值電煤燃燒性能試驗，收集和建立建全燃燒性能經驗數據庫，爭取通過實驗求真為電廠鍋爐拓展更合理的煤質適應區域。局部效益服從整體效益，變算小賬為算大賬，變1＋1＜2為1＋1＞2，實現綜合效益的最大化。

［1］ 陳鵬.中國煤炭性質、分類和利用［M］.北京：化學工業出版社，2001.

［2］ 李向利，張國良.煤炭采制樣理論與實踐［M］.北京：中國標準出版社，2005.

［3］ 樊泉桂.鍋爐原理［M］.北京：中國電力出版社，2012.

［4］ 曹長武.電力用煤采制化技術及其應用［M］.北京：中國電力出版，2003.

［5］ 浙江大學熱能工程研究所.淮南礦業集團煤炭燃燒特性試驗研究報告［R］.2004.