火力發(fā)電廠燃煤調(diào)度分析

湯　晨張　屹王建闖

（1. 三峽大學(xué)機(jī)械與動力學(xué)院 2. 湖北華電襄陽發(fā)電有限公司）

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火力發(fā)電廠燃煤調(diào)度分析

湯晨1，2張屹1王建闖1，2

（1. 三峽大學(xué)機(jī)械與動力學(xué)院 2. 湖北華電襄陽發(fā)電有限公司）

摘要：火力發(fā)電廠燃煤調(diào)度涵蓋的內(nèi)容較廣，本文主要分析了燃煤需求計(jì)劃，燃煤調(diào)度的主要環(huán)節(jié)。從一段時間的發(fā)電量著手，分析計(jì)算該段時間的燃煤需求量，繼而確定合理的庫存量，為燃煤采購提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，也為煤場設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：燃煤；調(diào)度；采購；火電廠；庫存

0 引言

電能是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中不可缺少的必需品，對國民經(jīng)濟(jì)影響巨大。在電能的構(gòu)成中，火力發(fā)電占我國電力供應(yīng)的絕大部分，幾乎70％以上，所以提高火電廠運(yùn)營效率意義非常重大[1]。

燃煤作為火力發(fā)電廠最主要的能源供給形式，目前已占發(fā)電成本的50％～80％[2]，火力發(fā)電企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營中必須保證電能正常、穩(wěn)定、連續(xù)不斷地供給，一旦燃料供應(yīng)中斷而影響正常發(fā)電，將會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失以及不良的社會影響。燃煤的庫存既起到保障電廠安全運(yùn)營的作用，又是一種占用資金、引起企業(yè)現(xiàn)金流緊張的閑置資源，企業(yè)承擔(dān)著燃煤庫存所帶來的資金積壓和庫存成本增加的負(fù)擔(dān)，影響發(fā)電企業(yè)的盈利能力。因此，控制成本的關(guān)鍵在于對燃料的庫存進(jìn)行合理的控制。

發(fā)電企業(yè)燃煤庫存數(shù)量很大，占用資金量較多，一般大、中型發(fā)電企業(yè)燃煤庫存量逾萬噸，占用資金達(dá)數(shù)百萬元[3]。同時，過多的庫存需占據(jù)大量的場地、人員、機(jī)械資源，消耗大量能源，倉儲費(fèi)用隨之增加。由于燃煤大多露天存放，容易發(fā)生風(fēng)化和自燃等現(xiàn)象，燃煤的庫存量越多，損耗也越大，因此減少庫存可以有效地降低企業(yè)發(fā)電成本。但是燃煤庫存量過少，又很難保證安全發(fā)供電。

由此可見，研究電廠燃煤的庫存、制定最優(yōu)的燃煤采購策略對保證發(fā)電企業(yè)的正常、安全運(yùn)行具有重大意義。在充分進(jìn)行預(yù)測分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合庫存儲備定額和機(jī)組檢修項(xiàng)目計(jì)劃，可確定一定時期內(nèi)的庫存量，以滿足生產(chǎn)需要。

1 火電廠燃煤需求計(jì)劃

一般來說，由于動力燃煤供應(yīng)緊張，大多數(shù)火電廠除購置一定數(shù)量的鍋爐設(shè)計(jì)燃煤外，也購置一定數(shù)量的其他燃煤；加之國家和地方對環(huán)保要求的提高，火電廠為保證粉塵、脫硫、脫硝效率及排放量達(dá)標(biāo)，火電廠被迫購置非設(shè)計(jì)煤種和摻燒低價低硫煤，導(dǎo)致電廠購煤種類多，煤質(zhì)變化大，電廠的煤場存煤需按煤種分區(qū)存放，存新用舊，統(tǒng)一管理堆煤、取煤、配煤、存煤[4]。

對于一個火力發(fā)電廠來說，根據(jù)未來一段時間的發(fā)電和供熱計(jì)劃，當(dāng)燃煤庫存達(dá)到某一低位時就需要進(jìn)行及時的燃煤采購。

燃煤需求計(jì)劃方案需要對發(fā)電企業(yè)以下內(nèi)容進(jìn)行編制。①發(fā)電量：是企業(yè)生產(chǎn)電能的數(shù)量，也是計(jì)算發(fā)電需求燃料的依據(jù) ；②供熱量：是火力發(fā)電廠在發(fā)電的同時，對外供出蒸汽或熱水的熱量指標(biāo)；③入爐煤平均低位發(fā)熱量：是指爐前各種燃料(煤、油)的平均低位發(fā)熱量；④燃料需用量合計(jì)：是指發(fā)電、供熱、運(yùn)損及其他燃料之和；⑤期初庫存量：是指在計(jì)劃期之初的實(shí)際庫存燃料數(shù)量；⑥期末庫存量：為了保證下一計(jì)劃期的期初的生產(chǎn)正常進(jìn)行，需要預(yù)計(jì)的庫存量，也是一計(jì)劃期末結(jié)束時的庫存數(shù)量，它是經(jīng)常儲備和安全儲備量之和。

根據(jù)以上內(nèi)容，可以按月份編制企業(yè)燃煤需求計(jì)劃。

2 燃煤調(diào)度的主要環(huán)節(jié)

燃煤調(diào)度需要考慮一個電廠燃煤需求量、庫存量和燃煤采購三個環(huán)節(jié)。

（1）燃煤需求量

燃料需用量包括發(fā)電燃料需用量、供熱燃料需用量和其他耗用燃料需用量三個部分，可以用以下公式求出。

發(fā)電需用燃煤量

式中，Bfd為發(fā)電需用燃煤量，t；Efd為計(jì)劃發(fā)電量，g/kWh ；bfd為發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗，g/kWh。

供熱需用燃煤量

式中，Qgr為供熱需用燃煤量；Qgr為計(jì)劃供熱量，GJ；bgr為供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗，kg/GJ。

其他需用燃煤量

式中，Bqt為其他需用燃煤量；Bqb為其他需用標(biāo)準(zhǔn)煤量。

燃煤需用量合計(jì)

根據(jù)以上計(jì)算公式，可得出一段時間內(nèi)的燃料需用量。以燃料需用量為基礎(chǔ)，綜合考慮運(yùn)輸方式、采購方式、煤炭到貨情況、煤炭庫存情況等，可進(jìn)一步進(jìn)行煤炭庫存管理，以使電廠的煤炭庫存既可保證發(fā)電生產(chǎn)的安全穩(wěn)定，又使燃料成本保持較低水平。

（2）燃煤庫存量

以煤場保證火電廠鍋爐一段時間（以天計(jì)）的供煤量作為安全生產(chǎn)底線來計(jì)算電廠燃煤庫存量，其計(jì)算式為

式中，Q為庫存量；B為燃煤需用量；N為安全生產(chǎn)庫存天數(shù)。

（3）燃煤采購

燃煤采購是關(guān)系到火電廠是否能正常生產(chǎn)發(fā)電的頭等大事，必須制定燃煤采購計(jì)劃。燃煤采購計(jì)劃分年度計(jì)劃、半年計(jì)劃、季度計(jì)劃和月計(jì)劃等。

由于年度計(jì)劃在制定過程中時間跨度較大，在具體實(shí)施過程中受市場不確定因素影響較大，因此，一般情況下，電企大部分按月度制定采購計(jì)劃

當(dāng)月計(jì)劃采購燃煤量=當(dāng)月發(fā)電量×機(jī)組發(fā)電煤耗。

3 應(yīng)用實(shí)例

以襄陽火力發(fā)電廠為例，對上述燃煤調(diào)度模型進(jìn)行應(yīng)用。目前襄陽電廠330MW機(jī)組4臺，640MW機(jī)組2臺，兩個儲煤場計(jì)劃儲煤量分別是20.8萬t和21.8萬t。

為了火電設(shè)備的健康運(yùn)行，需要合理安排檢修，年運(yùn)行時間在6000h以內(nèi)，主要設(shè)備可依據(jù)表1安排大小修。

適當(dāng)考慮設(shè)備大、小修時間，每臺機(jī)組按一年250天（6000h）計(jì)算發(fā)電量。當(dāng)然發(fā)電量受制于電網(wǎng)調(diào)度安排，這里只是做一種模擬計(jì)算(見表2）。

表1　火電設(shè)備大小修間隔

表2　各類火電機(jī)組平均燃煤消耗量

考慮電廠運(yùn)行安全性，以一個月（30天計(jì)）滿負(fù)荷運(yùn)行作為燃煤調(diào)度依據(jù)較為合適。一個月的發(fā)電量為

Efd=30×24×(4×33000+2×64000)=1872×105kWh

根據(jù)式（1），一個月的耗煤量為

Bfd=Efdbfd×10-6=1872×105×(4×333+2×302.2)=362494t

暫不考慮供熱和其他煤耗，則襄陽火力發(fā)電廠一個月滿負(fù)荷發(fā)電需要的供煤量是36.2萬t，與兩個煤場的設(shè)計(jì)吞吐量基本吻合。

4結(jié)束語

綜上所述，火電廠燃煤調(diào)度需要考慮的因素主要有燃煤采購計(jì)劃、庫存和發(fā)電量三要素，它們之間存在著密切的聯(lián)系。確定火電廠燃煤庫存，制定最優(yōu)的燃煤調(diào)度策略對保證發(fā)電企業(yè)正常、安全生產(chǎn)具有重大意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬姍姍. 發(fā)電企業(yè)燃煤庫存管理優(yōu)化研究[D]. 北京：華北電力大學(xué), 2014.

[2] 李超. 火電廠節(jié)煤管理模式研究[D]. 北京：華北電力大學(xué), 2007.

[3] 白福全,宋杰. 火電廠燃料經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析探討[J].煤質(zhì)技術(shù), 2011(3).

[4] 龐岳紅. 燃煤精細(xì)化管理探討[J]. 中國電力教育, 2012(33).

收稿日期：（2015-11-23）