火电厂入厂入炉煤热值差分析研究

陶晓进 吴毅弘

摘要：入场煤与入炉煤间的热值差是燃料管理的一项重要指标，能客观的反映出燃煤从入厂、采样、制样、化验、储存、入炉等过程中的管理情况，也能协助火电企业采取各项措施，精细化管理，降低发电成本，提升效益。造成热值差的原因有很多，本文通过分析影响热值差的原因，并制定相应对策和提出可行性建议，将热值差控制在合理范围内，提高火电厂燃料管理质量。

关键词：火电厂;热值差;煤场管理

引言

火电厂生产成本70%是燃煤，随着市场化的发展，燃煤价格波动大，为了进一步提高经济效益，掺烧各种经济煤种可以达到提质增效的目的。这就导致入厂煤的品质参差不齐，煤质相差较大。因此作为评价燃料管控的重要参数，做好入厂煤和入炉煤的热值差分析，能有效的检查燃煤的验收、储存、耗用等工作，及时发现问题，并积极采取措施，不仅能提升燃料管理水平，更能提高经济效益。

1 热值差含义

某火电厂海轮运输燃煤，单船经过分批次化验后均值计算此船煤种的热值，以此作为单煤种入厂热值。热值差对比以年、月、日、班次统计，可细化到一日三班。

入厂煤热值：每班加仓煤种、煤量加权平均计算的收到基低位热值。

入炉煤热值：每班入炉煤经过皮带采样装置，按照国家标准采样精密度1%所实测的收到基低位热值。

计算入厂煤和入炉煤热值差时，需要进行水分差调整，水分差是入厂煤收到基全水分（加权平均），与入炉煤收到基全水分之差，公式：

式中：—入厂煤与入炉煤水分差，%;

—入厂煤收到基全水分，%;

—入爐煤收到基全水分，%。

计算入厂与入炉煤热值差时应考虑煤的收到基水分变化的影响，并修正到同一水分的状态下进行计算，计算公式为 ：

国家标准中明确了火力发电企业的入厂煤与入炉煤热值差不超过0.502MJ/kg[1]，我厂考核要求是0.4MJ/kg。

2 入厂煤与入炉煤热值差产生原因

某火电厂装机容量为2×330MW+2×1000MW共4台燃煤发电机组，总装机容量2660MW。为提高经济效益，进行多煤种掺烧掺配作业，热值有12.41～23.21MJ/kg，全水分有7.5～47.3%，煤种较多，煤质较为复杂。

2.1煤场管理的影响

2.1.1储存正常损耗

燃煤在储存过程中，会被氧化不可避免的存在储存损耗。不同煤种氧化程度也不同，煤的自燃趋势随着煤的变质程度的加深而降低，反之则更易产生自燃，特别是高挥发分的燃煤如印尼煤长期储存宜发生氧化自燃现象，这样就会损耗大量的热量。

2.1.2煤场翻烧周期长带来的损耗

燃煤库存保证7-15天的耗煤，但由于各种原因，一方面是燃煤市场经营原因，一方面为加快海轮接卸，采取复堆方式，或因为掺烧要求，煤场管理不能严格坚持“烧旧存新”的原则，造成长时间堆放造成热值损失。

2.1.3煤场堆放管理损耗

不同的煤种不能明显分堆存放，常常底脚复堆，又因为多种原因，必要时进行不同煤种的复堆，在进行加仓时为保证锅炉稳定性，以好代差，长期以往就会产生影响。另一方面，由于煤场定期水喷洒或者自燃点处理造成煤场底部积水，也会造成热值损失。

2.2全水分影响

燃煤在入厂煤和入炉煤的全水分是不同的，在入炉时，经过场地喷洒、干雾除尘或者落煤管堵煤清理后，全水分产生了变化，造成水分的差异。以某日入炉煤为例：入厂和入炉煤全水分不同，折算后入炉热值为：17.94MJ/kg×（100-24.95）÷（100-27.4）=18.55MJ/kg。热值差为19.11MJ/kg-18.55MJ/kg=0.56MJ/kg=133.84Kcal/kg，与原先的280Kcal/kg的热值差相差一半，因此不能忽略全水分差的影响。

2.3煤流不均匀造成的影响

由于斗轮机在工作面循环往复式回转取煤，必然会在取到煤层边缘时煤量变小，这就会导致入炉皮带流量不均匀。而入炉采样装置是定时采样，若采样频率正好与流量变化同频，那么采样子样的代表性必然会有偏差。图1中明显看出4：10前因斗轮机取料导致煤流不均匀的情况。

2.3煤样采制化过程不规范的影响

实验表明：在煤质分析过程中采样环节影响分析准确性的比例在80%，制样环节影响分析准确性的比例在16%，化验环节影响分析准确性的比例在4%。因此采制化过程对准确分析煤质有很大影响。

2.3.1煤质原因

煤的不均匀性及采样方式的局限性对采样偏差影响最大，机械采样对煤的品种、颗粒度、均匀性、湿度有一定要求，仅能适应一定粒度、湿度、均匀的煤种，超出适应范围煤种所采样品代表性会大幅下降，例如采样装置要求粒度最大100mm，全水≤40%，而某些情况下实际并不符合采样装置的要求。

2.3.2设备原因

入炉煤采样为机采方式，由于设备原因，导致采样子样量不足，致使入炉煤样代表性降低的情况时有发生。例如，每班样量至少20kg，但在实际操作中加仓量变化大，采样频率未改变导致样量变小，或者采样装置日常维护不到位，设备故障频繁，导致样量变小，不满足样量要求，降低了所采样品的代表性。

3 建议采取措施

3.1 煤场管理

（1）加强场地管理，与掺烧办配合做好场地翻烧工作，做好场地的周转，尽量做到单堆单放，减少不同煤种复堆的情况。

（2）采取措施防止煤堆自燃，对于易自燃的煤种，定期做好测温台账，跟踪煤堆温度，尽快缩短存煤周期，防止自燃情况的发生。

3.2控制入炉煤皮带出力均匀

控制皮带出力均匀，确保皮带流量均匀，以保证采样的代表性。若实在因设备原因，取料机无法稳定取料或者无法保证每个储煤场地出口皮带都有电子秤，在填报数据时就不能简单的按照掺烧比例填报数据，要实报实销，尽量保证与实际相符。

3.3采制化

（1）提高设备的可靠性，减少故障时间，确保设备正常采样，并且有足够的子样量。

（2）定期做好采制化相关试验、督查工作，减少设备及人员操作对热值的影响。

3.4热值差统计周期

热值统计周期[2]有长有短，理论上是一个长期综合统计的过程，单班的热值差统计只能作为参考帮助，主要还应以日的趋势观察分析，以月或年的周期来进行统计。

4 结语

近年来尽管我国将重点转向发展新能源，但火力发电规模占比依旧非常大，2020年中国火电发电量占总发电量71.19%，而燃煤市场复杂多变，作为火电厂的重要能源和主要成本，如何实现充分的合理化利用是所有火电厂不断追寻的共同目标，热值差能从侧面反映出燃料的精细化管理程度，控制好热值差是一个复杂的过程，需要不断分析，并优化每一个细节，各部门共同合作，才能有较好的效果，才能好提高企业的效益。

参考文献

原煤仓料位测量常用方法及选型

[1]曹长武.火电厂煤质监督与检测技术[M].北京：中国标准出版社，2010.

[2]王超，高子琦.电厂入厂煤与入炉煤热值差偏大问题分析[J].山东电力技术，2019（3）：66-68.