基于反平衡新型供電煤耗計算模型的建立

李瑞環(huán)

（寧夏中寧發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 中衛(wèi) 755100）

0 引 言

火力發(fā)電廠既是能源轉(zhuǎn)換企業(yè)，又是耗能企業(yè)。技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)對火力發(fā)電廠的生產(chǎn)、經(jīng)營及管理至關(guān)重要。技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)不僅反映電力企業(yè)的生產(chǎn)能力和管理水平，更指導(dǎo)火電廠的生產(chǎn)管理，是核算經(jīng)營成本的重要依據(jù)。供電煤耗不僅是生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)，也是火電廠經(jīng)濟性指標(biāo)，綜合反映了一個電廠的生產(chǎn)管理水平和機組性能。此外，煤耗指標(biāo)是反映火電企業(yè)能耗水平的唯一指標(biāo)，是行業(yè)電力節(jié)能監(jiān)管和電力調(diào)度的主要指標(biāo)，是政府監(jiān)管火電企業(yè)能耗水平的重要指標(biāo)。

1 供電煤耗計算存在的問題

為加強火電廠發(fā)供電煤耗的科學(xué)管理，進一步降低發(fā)供電煤耗，國家及電力行業(yè)制定和頒布了一系列火力發(fā)電廠經(jīng)濟指標(biāo)計算標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定?！痘鹆Πl(fā)電廠節(jié)約能源規(guī)定》中要求：火電廠的供電煤耗應(yīng)按正平衡法計算，并以此數(shù)據(jù)上報及考核。國家發(fā)改委發(fā)布的《火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)計算方法》DL/T904-2015，以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形式統(tǒng)一了火力發(fā)電指標(biāo)的計算方法。該方法規(guī)定：發(fā)電、供熱煤耗中提供了正、反平衡法計算式?！峨娏?jié)能技術(shù)監(jiān)督導(dǎo)則》DL/T1052-2016第6.2.2.2條款明確要求：發(fā)電企業(yè)應(yīng)按照實際入爐煤量和入爐煤機械取樣分析的低位發(fā)熱量正平衡計算發(fā)、供電煤耗率。當(dāng)以入廠煤和煤場盤煤計算的煤耗率和以入爐煤計算的煤耗率偏差達到1.0%時，應(yīng)及時查找原因。發(fā)電企業(yè)應(yīng)定期采用反平衡法校核煤耗率。該導(dǎo)則不但要求發(fā)電企業(yè)用正平衡計算發(fā)供電煤耗，而且要求發(fā)電企業(yè)定期用反平衡法校核發(fā)供電煤耗。但實際計算中，正反平衡供電煤耗仍存在問題[1]。

1.1 正供電煤耗計算公式

供電煤耗＝（入爐原煤量×入爐煤低位發(fā)熱量+入爐燃料油量×入爐煤燃料油低位發(fā)熱量）÷供電量

正平衡供電煤耗是根據(jù)入爐煤、油計量裝置實測的發(fā)電消耗原煤量及燃油量，按其平均熱值計算耗用的標(biāo)準(zhǔn)煤量，進而計算供電煤耗。

1.2 反平衡供電煤耗計算公式

反平衡供電煤耗＝汽機熱耗率÷[（管道效率×鍋爐效率×29 271）×（1-廠用電率）]×1 000

反平衡供電煤耗是根據(jù)鍋爐效率和鍋爐生產(chǎn)的蒸汽含熱量反算供電煤耗率。

1.3 反平衡供電煤耗計算存在的問題

反平衡煤耗的計算式主要涉及汽輪機熱耗率、鍋爐效率及電量。其中，汽輪機熱耗率、鍋爐效率易出現(xiàn)誤差。汽輪機熱耗率和鍋爐效率的計算需使用壓力、溫度及流量。目前的測量手段無法滿足對流量的精密度和準(zhǔn)確度要求。高溫、高壓、蒸汽或給水的長年累月沖刷直接影響流量計量的準(zhǔn)確性。實際生產(chǎn)中，計算反平衡煤耗需涉及的主要流量有主汽流量、給水流量、過熱器減溫水流量、再熱器減溫水流量、再熱蒸汽流量、鍋爐排污流量、吹灰用汽流量以及一些不明泄露流量。計算中，若嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)要求準(zhǔn)確測量流量數(shù)值，只有電科院等科研機構(gòu)試驗時才能做到[2]。

2 新型供電煤耗計算模型

以機組滿負荷下最理想的汽輪機熱耗率和鍋爐效率為基準(zhǔn)，計算基準(zhǔn)供電煤耗。實際運行工況下，修正負荷率、入爐煤質(zhì)及各小指標(biāo)，利用Excel建立供電煤耗計算模型，輸入機組發(fā)電量、入爐煤質(zhì)及各小指標(biāo)完成值后，自動計算對應(yīng)的供電煤耗。

2.1 基準(zhǔn)供電煤耗計算

機組熱力試驗中，修正后的汽輪機熱耗率是機組最理想的熱耗水平，取最近日期試驗報告中的數(shù)據(jù)和設(shè)計鍋爐效率，利用反平衡計算公式計算供電煤耗值，并作為基準(zhǔn)煤耗。

2.2 負荷率對供電煤耗影響修正系數(shù)

根據(jù)中電聯(lián)頒布的《常規(guī)燃煤發(fā)電機組單位產(chǎn)品能源消耗限額》GB 21258-2017，負荷率對供電煤耗修正系數(shù)如表1所示。

表1 負荷率對供電煤耗修正系數(shù)表

2.3 煤質(zhì)對供電煤耗影響修正系數(shù)

煤質(zhì)對供電煤耗影響修正系數(shù)，如表2所示。

表2 煤質(zhì)對供電煤耗影響修正系數(shù)表

2.4 小指標(biāo)對供電煤耗影響修正（各小指標(biāo)均以設(shè)計值為基準(zhǔn)）

由機組設(shè)計熱力性能數(shù)據(jù)中的背壓對熱耗率修正曲線，如圖1所示，確定出背壓變化對熱耗率的影響。利用反平衡法計算出背壓偏離設(shè)計值時對供電煤耗的影響量（為保證準(zhǔn)確性，不以經(jīng)驗值計算）。利用反平衡法計算鍋爐飛灰可燃物和排煙溫度偏離設(shè)計值時對供電煤耗的影響量。其他小指標(biāo)變化對供電煤耗的影響很小，可不考慮。

圖1 背壓對熱耗的修正曲線圖

2.5 超低排放對供電煤耗的修正系數(shù)

根據(jù)中電聯(lián)頒布的《常規(guī)燃煤發(fā)電機組單位產(chǎn)品能源消耗限額》GB 21258-2017，機組超低排放，對供電煤耗的修正系數(shù)為1.004。

以負荷率、入爐煤質(zhì)及超低排放乘以供電煤耗的修正系數(shù)，乘以基準(zhǔn)供電煤耗值，再加上各小指標(biāo)變化對供電煤耗的影響值，即可得到對應(yīng)的機組實際供電煤耗值，利用Excel可實現(xiàn)模塊化。

3 計算實例

表3為某電廠2019年1月份的供電煤耗值對比表。

由表3可知，模型計算供電煤耗與正平衡供電煤耗相差0.5 g/（kW·h）左右，偏差不大。

4 結(jié) 論

本文采用Excel建立了基于反平衡法計算供電煤耗的模型，精確度高，建立簡單，實用性強，符合各廠實際。通過模型的建立，便于月度、年度供電煤耗的目標(biāo)任務(wù)的下達、測算及校核分析。各廠還可在此模型基礎(chǔ)上繼續(xù)開發(fā)拓展，以滿足實際經(jīng)營生產(chǎn)要求。

表3 某電廠2019年1月份供電煤耗值對比表