火力發電廠入廠入爐煤熱值差計算及應用

摘要：燃煤成本是火力發電廠的主要成本，燃煤管理是火力發電廠的一項重要工作。而熱值差是燃煤管理的重要指標之一，它直接反映了一個火電企業燃煤管理的水平。通過熱值差監控和分析可以及時發現燃煤管理中存在的問題，避免舞弊現象發生。本文對火電廠入廠、入爐煤熱值差的主要影響因素及計算方法進行了探討。

關鍵詞：燃煤;熱值差;管理

一、熱值差的概念

火電廠燃煤熱值差是指入廠煤與入爐煤熱值的差值。它是反映電廠煤場管理水平的一個重要指標。據資料統計，無煙煤在筒倉內存儲半年熱值損失約1%;煙煤筒倉存放半年熱值損失約1—3%;褐煤筒倉存放半年熱值損失約6%;在露天存放，風吹日曬的存放條件下燃煤熱值損失更大。由此可見煤種不同在同等存儲條件和相同時段內造成的熱值損失不同;同一煤種隨著燃煤在煤倉（場）存放的時間越長，煤的熱值損失越大。因此做好燃煤管理對電廠經濟性影響極大。而對煤場管理監督的一個最重要的指標是入廠入爐煤熱值差，熱值差監督對火電廠燃煤管理具有重要的指導意義。但是許多單位由于分析計算方法不正確，往往造成熱值差計算結果錯誤，無法正確有效地對煤場管理進行考核、監督。不同電力集團對其下屬企業熱值差定值要求不同，大部分企業熱值差最高控制值一般控制在120kcal/kg以內。

二、造成燃煤熱值差的主要因素

造成燃煤熱值差的因素有很多，但其中最主要的影響因素有以下幾點：

1、水分對燃煤熱值差的影響

水分對燃煤熱值差的影響主要是由于煤樣中水分損失造成煤的化驗熱值高于煤的實際熱值。煤的熱值越高，這種影響越大，據經驗統計：對于煤的低位發熱量高于5500kcal/kg的精煤，水分每提高1%影響煤的熱值降低60—80kcal/kg;對于煤的低位發熱量高于4000—5000kcal/kg的煤，水分每提高1%影響煤的熱值降低35—50kcal/kg;對于煤的低位發熱量3000—4000kcal/kg的低熱值煤，水分每提高1%影響煤的熱值降低25—35kcal/kg;對于熱值低于3000kcal/kg的矸石，水分每提高1%影響煤的熱值降低10—25kcal/kg。

2、由于燃煤在長時間堆放過程中被氧化、自燃造成熱值損失。

3、采、制、化不規范對熱值差的影響

入廠煤尤其是汽車運輸的入廠煤由于運輸時間長，沒有有效的監督手段，路途摻假現象時有發生，使入廠煤采樣變得復雜，從而造成入廠煤采樣失真，形成熱值差。據統計，煤的采、制、化偏差產生率為：煤的采樣偏差占總偏差的80%;制樣偏差占總偏差 16%;化驗偏差占總偏差的4%。由此可見在采、制、化方面，造成燃煤熱值差的主要因素在采樣和制樣環節。造成采樣偏差的主要因素為：

1）入廠燃煤的顆粒度大，采樣機采不到大顆粒煤炭，而大顆粒煤種主要為矸石;

2）入廠燃煤不均勻;

3）采樣機的局限性，如采樣機不能采集到靠近汽車底板300mm煤層的煤或加固梁附近的煤;

4）采樣人員與供應商竄通只在固定位置采樣;

5）人工采樣的局限性或人為采高或采低。

6）由于采樣工作的勞動強度大，采樣人員工作不負責任減少采樣點數量造成采集到的樣品不具代表性。根據試驗，對于低熱值煤來說，由于煤種矸石顆粒較多且不均勻，同一個人采樣兩次或兩個人對同一批煤采樣，采集到的煤樣化驗熱值往往都不一樣，有時偏差會很大，只有采樣的點數及煤樣量足夠多時采樣偏差才會越小。

4、熱值差計算方法錯誤對燃煤熱值差的影響

許多電廠在進行熱值差計算時只是簡單地用入廠熱值減入爐熱值得出熱值差，使熱值差數值不能真實反映入廠、入爐煤熱值的實際差值，失去了對煤場管理的指導意義。

三、單煤種入爐煤的熱值差計算

單煤種熱值差的計算公式是：

入廠入爐煤熱值差=入廠煤熱值—入爐煤熱值+（入廠煤水分-入爐煤水分）*κ

κ——水分對燃煤熱值的影響系數。

對于煤的低位發熱量高于5500kcal/kg的精煤，水分每提高1%影響煤的熱值降低κ=60—80kcal/kg;

對于煤的低位發熱量高于4000—5000kcal/kg的煤，水分每提高1%影響煤的熱值降低κ=35—50kcal/kg;

對于煤的低位發熱量3000—4000kcal/kg的低熱值煤，水分每提高1%影響煤的熱值降低κ=25—35kcal/kg;

對于熱值低于3000kcal/kg的矸石，水分每提高1%影響煤的熱值降低κ=10—25kcal/kg。

四、兩種以上煤種摻燒入爐煤熱值差的計算方法

κ——水分對燃煤熱值的影響系數。取值范圍同上。

五、熱值差對燃煤監管的作用

綜上所述，影響入廠煤入爐煤熱值差的因素主要有：燃煤長時間堆放氧化、自燃造成的熱值損失;水分對化驗熱值的影響;采樣、制樣、化驗不規范誤差;計算方法錯誤等。其中燃煤長時間存放會造成燃煤熱值實質性損失，必須遵循先入廠先燒的原則分批入爐燃燒。采樣、制樣、化驗不規范會影響燃煤化驗結果的代表性，容易給舞弊行為帶來機會，給電廠造成經濟損失，必須嚴格監管。水分會影響化驗熱值，但對電廠經濟性影響不是太大，因為入廠煤水分大，化驗熱值就低，結算煤價也低，水分減少燃煤熱值自然會升高，但入爐煤水分大會給鍋爐運行帶來不利影響，燃煤入爐時應加以控制。錯誤的計算方法會得出錯誤的結果，使熱值差指標失去對煤場管理的指導意義，從而造成煤場管理混亂。所以，我們在進行熱值差計算時要利用正確的計算方法（并去除水分對燃煤熱值差造成的影響），為準確分析燃煤熱值差產生的原因提供幫助，避免造成巨大經濟損失。

作者簡介：李虎貞，男，山西太原人，1962年出生，1986年畢業于太原工業大學電力分校;高級工程師，從事電力生產及管理工作。

（作者單位：中煤大同能源有限責任公司電廠）