燃煤發電廠摻燒褐煤對機組供電煤耗及經濟性影響分析

李春雷（遼寧華電鐵嶺發電有限公司，遼寧　　鐵嶺　　112000）

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燃煤發電廠摻燒褐煤對機組供電煤耗及經濟性影響分析

李春雷
（遼寧華電鐵嶺發電有限公司，遼寧鐵嶺112000）

摘要：燃煤發電廠能否盈利，取決于成本和利潤的博盈，而煤在成本里是影響最大的指標，它占總成本的70%～80%，對電廠而言，如何降低煤的成本至關重要。燃煤發電廠在確保機組正常運行基礎上通過摻燒適當比例的便宜褐煤，建立最佳經濟運行方式，有效降低發電成本。本研究按照生產系統進行逐項詳實核算燃煤電廠摻燒褐煤后各項生產成本變化，以論述和說明摻燒褐煤給燃煤電廠帶來的益處。

關鍵詞：摻燒；褐煤；煤耗；經濟性

0. 引言

燃煤發電廠燃料費用是最大的一項成本，企業要想降低成本，首先考慮燃煤成本管理。摻燒非設計經濟煤種，如褐煤、印尼煤等，以進一步提高電力企業經濟效益，是近年來各燃煤發電廠不斷探索和研究的課題。本研究在確保機組安全穩定運行基礎上，試圖通過摻燒一定比例褐煤，不但降低成本而且還不影響正常生產。通過查閱文獻，關于燃煤發電廠摻燒褐煤的研究報道也有一些，介紹了相關成功應用情況。但是基于工藝系統的深度煤耗成本核算涉及較少，論述也不全面。本研究突破傳統理念，按照生產系統進行逐項詳實核算燃煤電廠摻燒褐煤后各項生產成本變化，以論述和說明摻燒褐煤給燃煤電廠帶來的益處。同時，也為電廠燃煤成本管理提供必要的經濟和技術支持。

1. 煙煤、褐煤成本分析

某燃煤電廠有4臺300MW機組，原設計煤種主要為煙煤。為了本研究成本計算需要，按照當前煤炭價格作為基準價格。電廠煙煤標煤單價為762.93元/t（含稅、估算價），褐煤標煤單價為640.08 元/t（含稅、估算價），綜合標煤單價680.81元/t（不含稅）。其中，由于褐煤由國鐵運輸，#1、#2煤場無卸車設備，褐煤只能卸到#3煤場，從#3煤場汽運至#1、#2煤場向一期供煤。從#3煤廠向#2倒運費用為7.00元/t（天然煤），折算成標準煤倒運總費用近14元/t。因此，摻燒褐煤成本降低為108.85元/t。

2. 摻燒褐煤對機組供電煤耗的影響

（1）摻燒褐煤對鍋爐效率、供電煤耗的影響

按照事先做的褐煤摻燒試驗，初步測算摻燒褐煤后鍋爐效率降低了0.18%左右，按照鍋爐效率每變化1%，影響煤耗3.70g/kW·h，摻燒褐煤后影響煤耗增加0.67g/kW·h。

（2）摻燒褐煤對機組負荷率、供電煤耗的影響

摻燒褐煤的運行方式為尖峰時間段兩臺磨煤機摻燒褐煤，褐煤與煙煤比例1∶2摻燒。其他負荷段為4臺磨煤機摻燒褐煤，1臺磨煤機正常燃用煙煤，摻燒按照褐煤與煙煤比例1∶2摻燒。煙煤、褐煤煤質較差，發熱量低，某單月份累計入爐煤發熱量完成1.38×104kJ/kg，部分時間段2.00×102t機組負荷僅能帶2.50×102MW，致使尖峰負荷帶不上去。磨煤機正常出力在41t～45t左右，摻燒褐煤后出力降至33t～35t。因此，尖峰時間段兩臺磨煤機摻燒褐煤，磨煤機出力降低16t，按照現燃用煤質發熱量計算，磨煤機降低出力16t約影響機組負荷2.20×104kW，根據供電煤耗與負荷的關系曲線，機組負荷下降1.00×104kW，供電煤耗升高1.23g/kW·h，摻燒褐煤影響供電煤耗2.71g/kW·h。尖峰時間按照8h/d，每天平均機組負荷率按照75%，尖峰平均負荷按照2.7×105kW，機組供電煤耗按照3.40×102g/kW·h，摻燒褐煤機組負荷率下降影響供電煤耗升高計算：供電煤耗升高=摻燒褐煤增加標煤量÷日發電量=（2.71g/kW·h×8h×2.7×105kW）÷ （75%×3.00×105kW×24h）=1.08g/kW·h。

（3）摻燒褐煤磨煤機、引風機耗及渣漿泵電量增加對供電煤耗的影響

由于褐煤水分高，影響磨煤機出力，造成摻燒褐煤后磨煤機較全燒煙煤磨煤機增加1臺運行，引風機低速運行時間減少，尖峰時間渣漿泵增加1臺運行，致使廠用電率增加，影響供電煤耗增加。

①每臺機組增加磨煤機1臺運行，運行時間約8h，磨煤機正常運行電流50A，電壓6000V，功率因數0.85。增加磨煤機電量=1.732×電流×電壓×功率因數×小時數=1.732×50×6000×0.85×8=3533.28 kW·h。

每天平均機組負荷率按照75%計算，機組供電煤耗按照3.40×102g/kW·h，因摻燒褐煤增加1臺磨煤機影響供電煤耗升高計算：供電煤耗升高=增加運行磨煤機電量×機組供電煤耗÷日發電量=3353.28kW·h×3.40×102g/kW·h÷ （75%×3.00×105kW×24h）=0.21g/kW·h。

②引風機高速切換至低速運行時間減少4h，引風機低速運行時電流可比高速運行時降低60A，增加引風機電量=1.732×電流×電壓×功率因數×小時數=1.732×60×6000×0.85×4=2120kW·h。

每天平均機組負荷率按照75%計算，機組供電煤耗按照3.40×102g/kW·h，因引風機高速切換至低速運行時間減少4h影響供電煤耗升高計算：供電煤耗升高=增加引風機電量×機組供電煤耗÷日發電量=2120kW·h×3.40×102g/kW·h÷（75% ×3.00×105kW×24h）=0.13g/kW·h。

③增加1臺渣漿泵運行，運行時間約8h，磨煤機正常運行電流50A，電壓6000V，功率因數0.85。兩臺爐共用1個渣漿泵房。增加渣漿泵電量=1.732×電流×電壓×功率因數×小時數÷2臺機組=1.732×50×6000×0.85×8÷2=1766.64 kW·h。

每天平均機組負荷率按照75%計算，機組供電煤耗按照3.40×102g/kW·h，因摻燒褐煤增加1臺渣漿泵影響供電煤耗升高計算：供電煤耗升高=增加渣漿泵電量×機組供電煤耗按照÷日發電量=1766.64，kW·h×3.40×102g/kW·h÷ （75%×3.00×105kW×24h）=0.11g/kW·h。

④摻燒褐煤磨煤機、引風機耗、渣漿泵電量增加影響供電煤耗增加=0.21 g/kW·h+0.13g/kW·h+0.11g/kW·h=0.45g/kW·h。

⑤摻燒褐煤鍋爐效率、負荷率及廠用電影響供電煤耗總計。摻燒褐煤影響供電煤耗總計=鍋爐效率影響煤耗+負荷率影響煤耗+磨煤機、引風機影響煤耗=0.67g/kW·h+1.08g/kW·h+0.45g/kW·h= 2.20g/kW·h。

3. 摻燒褐煤經濟性分析

（1）摻燒褐煤降低燃料成本

摻燒按照每天每臺機組平均摻燒褐煤1000t計算，摻燒褐煤成本降低為762.93 元/t-640.08元/t-14元/t=108.85元/t。每天降低燃料成本=1.00×103t×108.85元/t =1.09×105元。

（2）鍋爐效率及負荷率增加燃料成本

每天平均機組負荷率按照75%計算，鍋爐效率、負荷率及廠用電量變化影響供電煤耗增加2.20g/kW·h。鍋爐效率及負荷率增加燃料成本=發電量×供電煤耗增加×標煤單價=（75% ×3.00×105kW×24h）×2.20g/kW·h ×680.81元/t=8088.02元。

（3）每臺機組每天摻燒褐煤經濟性分析

每臺機組每天摻燒褐降低燃料成本還是比較客觀的，具體計算情況如下。摻燒褐煤經濟性=摻燒褐煤降低燃料成本－鍋爐效率及負荷率增加燃料成本=108850.00元-8088.02元=100761.98元。

結論

綜上所述，本研究詳細分析和計算了燃煤發電廠燃料系統摻燒褐煤后對鍋爐、機組、磨煤機、引風機及渣漿泵等效率、供電煤耗成本指標，經核算，燃煤發電廠摻燒褐煤后每天、每臺300MW機組降低燃料成本約10076.98元。依據褐煤的特點，對燃料系統進行合理混配和摻燒褐煤，極大地降低了發電成本，提高了電廠生產效益。同時，生產實踐也表明，燃煤發電廠摻燒褐煤能增加企業經濟效益，但由于褐煤熱值較低，灰渣量較大，摻燒褐煤后造成受熱面磨損嚴重，加大了空氣預熱器漏風率，增加了鍋爐結焦，會影響到機組某些系統的安全運行。因此，還有待燃煤電廠做進一步持續技術改進和提高，尤其要充分考慮生產的安全性和不穩定性，以不斷提高電力安全生產水平。

參考文獻

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