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    火力發(fā)電廠燃煤調(diào)度分析

    2016-04-01 02:39:21晨張屹王建闖
    關(guān)鍵詞:采購火電廠燃煤

    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)

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