參數(shù)變化對鍋爐熱效率和機組煤耗的影響分析

孫 偉，王 巖，李利偉，黃友超，王文生，李彥龍

（1.華電電力科學研究院有限公司，遼寧沈陽 110179；2.中國能源建設集團遼寧電力勘測設計院有限公司，遼寧沈陽 110179；3.白音華金山發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古錫林郭勒 026200）

0 引言

燃煤是我國非常重要的一次能源，占全國能源消耗的70%，在火電企業(yè)發(fā)電成本中燃煤成本約占70%。近十幾年來，煤炭價格基本上維持在高價位運行，而當前電力市場需求增速放緩，產(chǎn)能過剩導致年利用小時數(shù)不斷下降，上網(wǎng)電價受政府調(diào)控，采用競價上網(wǎng)，實際成交電價持續(xù)走低，往往難以與煤炭價格同步聯(lián)動，煤炭價格與上網(wǎng)電價之間存在著“市場煤和計劃電”的矛盾，燃煤價格高位和人力成本增加給火電企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營造成了巨大壓力[1]。

隨著國家電改政策陸續(xù)出臺和環(huán)保政策的持續(xù)推進，國內(nèi)發(fā)電系統(tǒng)正經(jīng)歷市場化改革進程逐步加快的形勢，國家對火電企業(yè)污染物排放標準日益嚴格。隨著國家出臺了越來越低的能耗標準，火電企業(yè)的節(jié)能減排壓力愈發(fā)凸顯，火電企業(yè)的能耗指標壓力持續(xù)增加，火電企業(yè)有必要利用先進的管理思想建立一套新的發(fā)電運行管控模式，提高鍋爐熱效率、降低機組煤耗，為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益。機組設備各項運行小指標變化影響著火電企業(yè)鍋爐熱效率及供電煤耗，通過小指標變化分析，可以找出影響鍋爐熱效率及機組煤耗的主要因素，制定鍋爐檢修及運行優(yōu)化管理方案。

1 鍋爐參數(shù)對鍋爐熱效率和機組煤耗影響分析方法

鍋爐熱效率的測定和計算方法有正平衡法和反平衡法兩種，本文介紹反平衡法測試計算鍋爐熱效率。

1.1 鍋爐熱效率計算方法

鍋爐熱效率測定及計算方法按GB/T 10184—2015《電站鍋爐性能試驗規(guī)程》中有關規(guī)定進行，以入爐煤低位發(fā)熱量為基準，采用反平衡方法計算各項熱損失：

式中 ηg——鍋爐效率，%

q2——排煙熱損失，%

q3——氣體未完全燃燒熱損失，%

q4——固體未完全燃燒熱損失，%

q5——鍋爐散熱損失，%

q6——灰渣物理熱損失，%

qoth——其他熱損失（包括石子煤排放熱損失等），%

qex——外來熱量與燃料低位發(fā)熱量的百分比，%

1.2 機組煤耗計算方法

按DL/T 904—2015《火力發(fā)電廠技術經(jīng)濟指標計算方法》，發(fā)電煤耗計算見式（2）：

式中 bf——發(fā)電煤耗，g/（kW·h）

q——試驗熱耗率，kJ/（kW·h）

ηg——鍋爐效率，%

ηgd——管道效率，%

Rh——熱功當量值，取4.186 8 kJ/kcal

供電煤耗計算見式（3）。

式中 bg——機組供電煤耗，g/（kW·h）

Lfcy——機組發(fā)電廠用電率，%

1.3 主要參數(shù)對鍋爐熱效率及機組煤耗影響的分析方法

按照《電站鍋爐性能試驗規(guī)程》編寫鍋爐熱效率計算程序，通過對鍋爐熱效率計算公式中各項損失進行分析，總結(jié)出影響鍋爐熱效率和機組煤耗的各項參數(shù)。通過假定僅某個參數(shù)發(fā)生變化且其他參數(shù)不發(fā)生變化，計算出參數(shù)變化前后鍋爐熱效率和機組煤耗變化值，以此方法可以得出所有參數(shù)變化對鍋爐熱效率和機組煤耗的影響幅度[2]。

通過衡量一個指標對煤耗影響程度是根據(jù)其單位耗差（即單位變化下的該指標對煤耗的影響值）：單位耗差大的指標即認為其對煤耗影響大，單位耗差小的指標即認為其對煤耗影響小。

2 各項參數(shù)對鍋爐熱效率及煤耗影響分析

計算鍋爐熱效率時，可以通過調(diào)整鍋爐主要參數(shù)得到參數(shù)對鍋爐熱效率的影響幅度，進而指導電廠經(jīng)濟運行。需要注意的是，這些數(shù)據(jù)是各項參數(shù)在小范圍內(nèi)變化的結(jié)果，如果某項參數(shù)變化幅度較大，則計算結(jié)果會產(chǎn)生較大誤差。

以某火電企業(yè)600 MW 機組為例，根據(jù)《電站鍋爐性能試驗規(guī)程》計算出600 MW 負荷下各項參數(shù)變化對鍋爐熱效率的影響幅度（表1）。

表1 機組600 MW 負荷下各項參數(shù)變化對鍋爐熱效率及煤耗影響

3 制定檢修和鍋爐運行優(yōu)化管理方案

結(jié)合各項參數(shù)變化對鍋爐熱效率及煤耗影響的分析，計算出這些參數(shù)偏離優(yōu)化目標值時對火電機組煤耗的影響，從而優(yōu)化機組的運行管理，確定影響機組設備經(jīng)濟運行經(jīng)濟性的原因、部位及機組節(jié)能潛力，對火電運行中關鍵參數(shù)連續(xù)進行監(jiān)督分析。

火電企業(yè)根據(jù)參數(shù)對鍋爐熱效率或機組煤耗影響程度，制定鍋爐運行優(yōu)化方案，通過分析檢修前鍋爐熱效率和機組煤耗試驗結(jié)果，制定檢修方案，最終可提升管控力度、降本增效、帶來經(jīng)濟和社會效益。

4 結(jié)束語

以鍋爐熱效率計算方法為基礎，分析參數(shù)變化對鍋爐熱效率和機組煤耗影響，找出影響機組經(jīng)濟性因素，為火電企業(yè)制定鍋爐檢修及運行優(yōu)化管理方案提供指導和決策依據(jù)。