燃煤发电厂掺烧褐煤对机组供电煤耗及经济性影响分析

李春雷（辽宁华电铁岭发电有限公司，辽宁　　铁岭　　112000）



燃煤发电厂掺烧褐煤对机组供电煤耗及经济性影响分析

李春雷
（辽宁华电铁岭发电有限公司，辽宁铁岭112000）

摘要：燃煤发电厂能否盈利，取决于成本和利润的博盈，而煤在成本里是影响最大的指标，它占总成本的70%～80%，对电厂而言，如何降低煤的成本至关重要。燃煤发电厂在确保机组正常运行基础上通过掺烧适当比例的便宜褐煤，建立最佳经济运行方式，有效降低发电成本。本研究按照生产系统进行逐项详实核算燃煤电厂掺烧褐煤后各项生产成本变化，以论述和说明掺烧褐煤给燃煤电厂带来的益处。

关键词：掺烧；褐煤；煤耗；经济性

0. 引言

燃煤发电厂燃料费用是最大的一项成本，企业要想降低成本，首先考虑燃煤成本管理。掺烧非设计经济煤种，如褐煤、印尼煤等，以进一步提高电力企业经济效益，是近年来各燃煤发电厂不断探索和研究的课题。本研究在确保机组安全稳定运行基础上，试图通过掺烧一定比例褐煤，不但降低成本而且还不影响正常生产。通过查阅文献，关于燃煤发电厂掺烧褐煤的研究报道也有一些，介绍了相关成功应用情况。但是基于工艺系统的深度煤耗成本核算涉及较少，论述也不全面。本研究突破传统理念，按照生产系统进行逐项详实核算燃煤电厂掺烧褐煤后各项生产成本变化，以论述和说明掺烧褐煤给燃煤电厂带来的益处。同时，也为电厂燃煤成本管理提供必要的经济和技术支持。

1. 烟煤、褐煤成本分析

某燃煤电厂有4台300MW机组，原设计煤种主要为烟煤。为了本研究成本计算需要，按照当前煤炭价格作为基准价格。电厂烟煤标煤单价为762.93元/t（含税、估算价），褐煤标煤单价为640.08 元/t（含税、估算价），综合标煤单价680.81元/t（不含税）。其中，由于褐煤由国铁运输，#1、#2煤场无卸车设备，褐煤只能卸到#3煤场，从#3煤场汽运至#1、#2煤场向一期供煤。从#3煤厂向#2倒运费用为7.00元/t（天然煤），折算成标准煤倒运总费用近14元/t。因此，掺烧褐煤成本降低为108.85元/t。

2. 掺烧褐煤对机组供电煤耗的影响

（1）掺烧褐煤对锅炉效率、供电煤耗的影响

按照事先做的褐煤掺烧试验，初步测算掺烧褐煤后锅炉效率降低了0.18%左右，按照锅炉效率每变化1%，影响煤耗3.70g/kW·h，掺烧褐煤后影响煤耗增加0.67g/kW·h。

（2）掺烧褐煤对机组负荷率、供电煤耗的影响

掺烧褐煤的运行方式为尖峰时间段两台磨煤机掺烧褐煤，褐煤与烟煤比例1∶2掺烧。其他负荷段为4台磨煤机掺烧褐煤，1台磨煤机正常燃用烟煤，掺烧按照褐煤与烟煤比例1∶2掺烧。烟煤、褐煤煤质较差，发热量低，某单月份累计入炉煤发热量完成1.38×104kJ/kg，部分时间段2.00×102t机组负荷仅能带2.50×102MW，致使尖峰负荷带不上去。磨煤机正常出力在41t～45t左右，掺烧褐煤后出力降至33t～35t。因此，尖峰时间段两台磨煤机掺烧褐煤，磨煤机出力降低16t，按照现燃用煤质发热量计算，磨煤机降低出力16t约影响机组负荷2.20×104kW，根据供电煤耗与负荷的关系曲线，机组负荷下降1.00×104kW，供电煤耗升高1.23g/kW·h，掺烧褐煤影响供电煤耗2.71g/kW·h。尖峰时间按照8h/d，每天平均机组负荷率按照75%，尖峰平均负荷按照2.7×105kW，机组供电煤耗按照3.40×102g/kW·h，掺烧褐煤机组负荷率下降影响供电煤耗升高计算：供电煤耗升高=掺烧褐煤增加标煤量÷日发电量=（2.71g/kW·h×8h×2.7×105kW）÷ （75%×3.00×105kW×24h）=1.08g/kW·h。

（3）掺烧褐煤磨煤机、引风机耗及渣浆泵电量增加对供电煤耗的影响

由于褐煤水分高，影响磨煤机出力，造成掺烧褐煤后磨煤机较全烧烟煤磨煤机增加1台运行，引风机低速运行时间减少，尖峰时间渣浆泵增加1台运行，致使厂用电率增加，影响供电煤耗增加。

①每台机组增加磨煤机1台运行，运行时间约8h，磨煤机正常运行电流50A，电压6000V，功率因数0.85。增加磨煤机电量=1.732×电流×电压×功率因数×小时数=1.732×50×6000×0.85×8=3533.28 kW·h。

每天平均机组负荷率按照75%计算，机组供电煤耗按照3.40×102g/kW·h，因掺烧褐煤增加1台磨煤机影响供电煤耗升高计算：供电煤耗升高=增加运行磨煤机电量×机组供电煤耗÷日发电量=3353.28kW·h×3.40×102g/kW·h÷ （75%×3.00×105kW×24h）=0.21g/kW·h。

②引风机高速切换至低速运行时间减少4h，引风机低速运行时电流可比高速运行时降低60A，增加引风机电量=1.732×电流×电压×功率因数×小时数=1.732×60×6000×0.85×4=2120kW·h。

每天平均机组负荷率按照75%计算，机组供电煤耗按照3.40×102g/kW·h，因引风机高速切换至低速运行时间减少4h影响供电煤耗升高计算：供电煤耗升高=增加引风机电量×机组供电煤耗÷日发电量=2120kW·h×3.40×102g/kW·h÷（75% ×3.00×105kW×24h）=0.13g/kW·h。

③增加1台渣浆泵运行，运行时间约8h，磨煤机正常运行电流50A，电压6000V，功率因数0.85。两台炉共用1个渣浆泵房。增加渣浆泵电量=1.732×电流×电压×功率因数×小时数÷2台机组=1.732×50×6000×0.85×8÷2=1766.64 kW·h。

每天平均机组负荷率按照75%计算，机组供电煤耗按照3.40×102g/kW·h，因掺烧褐煤增加1台渣浆泵影响供电煤耗升高计算：供电煤耗升高=增加渣浆泵电量×机组供电煤耗按照÷日发电量=1766.64，kW·h×3.40×102g/kW·h÷ （75%×3.00×105kW×24h）=0.11g/kW·h。

④掺烧褐煤磨煤机、引风机耗、渣浆泵电量增加影响供电煤耗增加=0.21 g/kW·h+0.13g/kW·h+0.11g/kW·h=0.45g/kW·h。

⑤掺烧褐煤锅炉效率、负荷率及厂用电影响供电煤耗总计。掺烧褐煤影响供电煤耗总计=锅炉效率影响煤耗+负荷率影响煤耗+磨煤机、引风机影响煤耗=0.67g/kW·h+1.08g/kW·h+0.45g/kW·h= 2.20g/kW·h。

3. 掺烧褐煤经济性分析

（1）掺烧褐煤降低燃料成本

掺烧按照每天每台机组平均掺烧褐煤1000t计算，掺烧褐煤成本降低为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）锅炉效率及负荷率增加燃料成本

每天平均机组负荷率按照75%计算，锅炉效率、负荷率及厂用电量变化影响供电煤耗增加2.20g/kW·h。锅炉效率及负荷率增加燃料成本=发电量×供电煤耗增加×标煤单价=（75% ×3.00×105kW×24h）×2.20g/kW·h ×680.81元/t=8088.02元。

（3）每台机组每天掺烧褐煤经济性分析

每台机组每天掺烧褐降低燃料成本还是比较客观的，具体计算情况如下。掺烧褐煤经济性=掺烧褐煤降低燃料成本－锅炉效率及负荷率增加燃料成本=108850.00元-8088.02元=100761.98元。

结论

综上所述，本研究详细分析和计算了燃煤发电厂燃料系统掺烧褐煤后对锅炉、机组、磨煤机、引风机及渣浆泵等效率、供电煤耗成本指标，经核算，燃煤发电厂掺烧褐煤后每天、每台300MW机组降低燃料成本约10076.98元。依据褐煤的特点，对燃料系统进行合理混配和掺烧褐煤，极大地降低了发电成本，提高了电厂生产效益。同时，生产实践也表明，燃煤发电厂掺烧褐煤能增加企业经济效益，但由于褐煤热值较低，灰渣量较大，掺烧褐煤后造成受热面磨损严重，加大了空气预热器漏风率，增加了锅炉结焦，会影响到机组某些系统的安全运行。因此，还有待燃煤电厂做进一步持续技术改进和提高，尤其要充分考虑生产的安全性和不稳定性，以不断提高电力安全生产水平。

参考文献

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中图分类号：TK227

文献标识码：A