600MW機組正反平衡煤耗試驗研究

張 磊，秦 嶺，陸 超，汪后港，曾 彬，李小江

（華電電力科學研究院，杭州 310030）

煤耗是發電企業最為關心的經濟指標之一，直接體現發電成本和機組當前運行狀況，一般多采用“正平衡計算，反平衡校核”的原則核算機組發、供電煤耗［1］。

準確計算電廠機組發、供電煤耗是對電廠經濟指標考核及節能降耗評價的主要依據。由于沒有具體國標及相關標準規范發電企業煤耗的測量與計算，造成有些發電企業測得的發、供電煤耗與企業實際發、供電煤耗存在差異，機組存在的一些問題無法發現，給電廠造成巨大的經濟損失。發電煤耗出現異常，一般會從電子皮帶秤計量精確性、入爐煤采樣規范性、鍋爐燃燒調整等常規環節查找［2］。

本文依據正反平衡方法規范計算華電集團某發電企業實際煤耗，并通過測量值、計算值與設計值對比，找出造成機組煤耗高的原因，提出有效降低煤耗的方法和措施，已期為其他發電企業準確計算發、供電煤耗，提高經濟指標及節能降耗提供指導和幫助。

1 機組正反平衡煤耗計算方法

1.1 正平衡煤耗計算

正平衡方法是根據入爐煤裝置實測得的發電廠每天發電所消耗的原煤，并按其平均熱值計算出耗用的標準煤量來計算標準煤耗率。因而發、供電煤耗的計算需要提供入爐煤量、入爐煤收到基低位發熱量、發電量、廠用電量等參數。

（1）標準煤耗

式中 Bb——試驗期內耗用標準煤量，t；

∑Bh——試驗期內耗用燃料總量（折至標準煤），

包括燃煤、燃油與其它燃料之和，同時考慮煤倉、

粉倉的變化），t；

∑Bkc——試驗期內應扣除的非生產用燃料量（折

至標準煤），t。

（2）廠用電率

式中 Lfcy——試驗期內平均發電廠用電率，% ；

Wf——試驗期內發電量，kW·h；

Wd——試驗期內發電廠用電量，kW·h。

（3）發電煤耗

式中 bf——試驗期內平均發電標準煤耗，g／kWh；Wf——試驗期內發電量，kWh。

（4）供電煤耗

式中 bg——試驗期內平均供電標準煤耗，g／kWh；Wg——發電機組供電量，kWh。

1.2 反平衡煤耗計算

反平衡煤耗計算方法是根據每天鍋爐的反平衡效率和所生產的蒸汽含熱量反算出所耗用的標準煤量。反平衡煤耗的真實水平，切實反映火力發電企業的節能調整各項小指標的差距。

（1）汽輪機熱耗率

式中 HRt——試驗熱耗率，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——測量的發電機功率，kW。

（2）廠用電率的計算方法

式中 ra——廠用電率，%（其值由廠用電率試驗結果給

出）；

Pg——發電機輸出功率，MW；

Pu——高廠變輸入功率，MW。

（3）發電煤耗和供電煤耗的計算方法

式中 HR——汽機熱耗率，kJ／（kW·h），其值由汽輪機

性能試驗結果給出；

ηb——鍋爐熱效率，%；

ηp——管道效率，取設計值99%。

2 試驗內容及結果分析

2.1 正平衡試驗

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計數據，這就涉及到耗煤量的計量問題。試驗通過動態軌道衡計量的火車煤量實煤校驗入爐煤皮帶秤，以達到動態秤的要求，使其能準確計量鍋爐上煤量。校驗過程如下：

（1）檢驗前準備工作：檢查稱重輥、稱重傳感器、測速傳感器工作是否正常，目測秤四周間隙是否有異物，設備外露件應無松動和機械損壞。啟動皮帶并空轉15分鐘以上，皮帶運行穩定后開始校驗。

（2）零點校準：進入積分器主菜單界面的“零點校準”，進行自動零點校準。當脈沖數達到設定值（或持續時間接近3min），皮帶秤自動停止計量并顯示零點誤差。對于0.5級皮帶秤，零點的最大誤差應不超過0.05%。

（3）實煤物料計量：輸煤量以滿足皮帶秤最大流量的80%左右為宜，輸煤時間至少在5min以上。為了減少誤差，按照20節左右的火車煤為一次試驗物料，并以火車軌道衡稱重的物料為準進行標定。試驗前后都應清空火車卸煤溝的所有煤樣。

（4）實物間隔校準：軌道衡準確計量的物料全部通過皮帶秤，計算軌道衡與皮帶秤計量數據間的偏差值。實物校驗至少3次，取各次校驗偏差的加權平均值，并通過積算器調整間隔系數。

2.1.2 入爐采制樣裝置調整及煤質化驗

入爐煤采樣的代表性以及準確的煤質分析數據，對鍋爐正平衡計算發、供電煤耗至關重要。試驗前調整好入爐采樣設備，確保煤質分析設備結果的準確性。工作內容如下：

（1）采樣設備檢查及調整：檢查皮帶采樣裝置的采樣頭、給料機、破碎機及縮分器等部件是否符合國家標準要求，運行是否正常，調整合適的采樣周期、縮分周期。試驗期間應控制試驗煤樣的全水分，不應發生嚴重堵煤等情況。

（2）煤樣制備和化驗：試驗期間入爐煤按單臺機組分別采樣、制樣和化驗，制樣、化驗依照相關標準的要求執行。并由通過CNAS認證的專業機構及時制樣、化驗。正平衡煤耗測試結果如表1所示。

2.2 反平衡試驗

本次試驗主流量的測量使用現場流量孔板，采用差壓變送器測量孔板差壓，根據差壓計算主給水流量。發電機功率的測量發采用現場發電機有功統計值。溫度采用工業精密I級熱電偶測量。壓力及輔助流量的測量采用0.075級ROSEMOUNT壓力變送器測量。過熱器減溫水流量和再熱器減溫水流量利用現場孔板測量。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節器流量、低壓汽封漏汽至軸加流量采用設計值。

主、輔流量差壓、壓力、溫度采用IMP分布式數據采集系統測量記錄，每5分鐘采集一次。反平衡煤耗測試結果及偏離設計值情況見表2。

表1 正平衡煤耗測試結果

表2 反平衡煤耗測試結果及與設計值偏差

由表2可知，機組煤耗偏高主要原因是：真空偏離設計值較大、運行參數偏離設計值較大（如負荷率、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進汽量的改變，造成蒸汽在機內作功能力的變化。最終是機內效率下降。熱耗值增加。煤耗上升。所以說實際生產中加強對真空的監視，一旦發生變化及時從真空系統嚴密性、循環水量、凝汽器端差等方面檢查操作，以保證設備安全、經濟、可靠投入，為企業的可持續發展打下堅實基礎。

對具體熱損失進行對標分析發現：干煙氣熱損失較設計值增加了2.29%，其中排煙溫度較設計高了36.94℃，大約影響鍋爐效率1.8%。另外排煙氧量偏高（實測值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。

廠用電率高說明了電廠輔機（如水泵、風機、除塵、脫硫脫硝設備），在這個工作區段偏離了最優工況區域，這就需要應用較好的調節方式，挖掘這部分節能潛力；另外應加強對鍋爐煙風系統和制粉系統的維護和檢修力度。

3 結語

通過“正平衡計算，反平衡校核”試驗研究機組實際煤耗，正反平衡結果相吻合。要準確計量實際煤耗應根據各煤質情況進行摻配燒，滿足設計煤種偏差要求及環保要求。應堅持定期校驗秤，保證煤秤的準確性。應盡快使用煤質在線監測儀，使運行人員在燃煤的同時能及時了解煤質，從而有效地調整鍋爐燃燒，做到經濟、安全運行。

［1］ 蔣明昌.火力發電廠能耗指標管理［M］.北京：華文出版社，2004.

［2］ 徐威，陳勇，王文慶，等.煤耗在線性能試驗系統在600 MW 超臨界機組的應用［J］.熱力發電，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.