大型生物質(zhì)電廠燃料進(jìn)、存、用一體化管理模式研究與應(yīng)用

黃基柳

內(nèi)容摘要：生物質(zhì)料場(chǎng)作業(yè)是大型生物質(zhì)電廠生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，燃料品種的多樣性是生物質(zhì)發(fā)電廠的特性，所以料場(chǎng)燃料的堆儲(chǔ)和使用是影響生物質(zhì)電廠機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全生產(chǎn)的重要因素。為實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)量化管理，提高料場(chǎng)作業(yè)經(jīng)濟(jì)性，本文對(duì)燃料“進(jìn)、存、用”的一體化管理模式進(jìn)行研究，提升生物質(zhì)電廠安全生產(chǎn)和企業(yè)效益。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì) 科學(xué)堆儲(chǔ) 燃料成本 經(jīng)濟(jì)性

一、研究背景

湛江生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目是能源集團(tuán)第一個(gè)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目，兩臺(tái)50WM純直燃生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組分別于2011年8月和11月先后投產(chǎn)。然而，由于生物質(zhì)發(fā)電廠是典型的“小火電，大燃料”，機(jī)組單位投資成本高，燃料耗量大，我國(guó)大部分生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)都面臨經(jīng)營(yíng)困境，對(duì)于湛江生物質(zhì)發(fā)電公司大型發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)尤其突出。

湛江生物質(zhì)發(fā)電公司每年生物質(zhì)燃料消耗量約100萬(wàn)噸，生物質(zhì)燃料成本占了生物質(zhì)電廠生產(chǎn)成本的80%以上，另外，生物質(zhì)燃料具有種類多樣、各燃料之間品質(zhì)差異性大、收購(gòu)規(guī)模小、市場(chǎng)不完善等特點(diǎn)，所以如何做好生物質(zhì)燃料從采購(gòu)、儲(chǔ)存、使用各環(huán)節(jié)的科學(xué)統(tǒng)一管理，有效控制和降低燃料成本和各項(xiàng)生產(chǎn)成本，是保證我公司長(zhǎng)期盈利的工作重心。

二、研究與實(shí)施

1、“進(jìn)”——調(diào)整燃料采購(gòu)策略，降低燃料成本

從我公司機(jī)組2011年投產(chǎn)至今，經(jīng)過(guò)不斷的摸索，在生物質(zhì)燃料的采購(gòu)模式和市場(chǎng)規(guī)模已逐漸成熟，燃料采購(gòu)量逐年增長(zhǎng)，保證了兩臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行的口糧，擺脫了因缺料停機(jī)的窘境。

由于生物質(zhì)電廠特有的鍋爐腐蝕爆管這一技術(shù)難題，機(jī)組運(yùn)行的不確定性和故障停機(jī)的次數(shù)較多。目前公司燃料的調(diào)度計(jì)劃以每月初發(fā)電量計(jì)劃為目標(biāo)，如果遇到機(jī)組非?；蛘咛鞖庖蛩赜绊?，會(huì)導(dǎo)致料場(chǎng)庫(kù)存積壓或庫(kù)存量偏少現(xiàn)象。

為了解決這種矛盾，應(yīng)該從燃料的采購(gòu)調(diào)度來(lái)做出調(diào)整，每月末根據(jù)月底料場(chǎng)燃料庫(kù)存、下月上網(wǎng)電量目標(biāo)和機(jī)組燃料消耗量提出燃料調(diào)度需求，然后以此來(lái)制定下月燃料采購(gòu)計(jì)劃。

2、“存”——提升料場(chǎng)科學(xué)堆儲(chǔ)，減少燃料損耗

科學(xué)的燃料庫(kù)存可以保證機(jī)組正常運(yùn)行的燃料供應(yīng)，燃料庫(kù)存太高會(huì)導(dǎo)致周轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，燃料損耗大，而且占用公司燃料資金成本，無(wú)形中增加了公司的財(cái)務(wù)成本。

樹(shù)皮類燃料是我公司的主要燃料品種之一，年消耗量占總?cè)剂狭康?0%以上。但由于樹(shù)皮類燃料水分高的特征，堆儲(chǔ)周期不能過(guò)長(zhǎng)，且容易發(fā)熱自燃，消防風(fēng)險(xiǎn)壓力大。特別是雨季期間露天堆放的樹(shù)皮類燃料，被淋雨后的燃料熱值損失很大，而且更容易高溫自燃，所以料場(chǎng)的燃料堆儲(chǔ)計(jì)劃應(yīng)該針對(duì)不同季度的天氣情況來(lái)做科學(xué)規(guī)劃。

（1）湛江全年天氣特點(diǎn)

湛江全年天氣，第一季度和第四季度雨水較少，天氣干燥;第二季度5、6月份進(jìn)入雨水季節(jié)，降雨較多;第三季度湛江地區(qū)經(jīng)常受臺(tái)風(fēng)天氣影響，雨水也多。故第二、三季度應(yīng)減少露天燃料堆放，特別是露天樹(shù)皮。減少因雨水天氣造成料場(chǎng)燃料的損耗。

（2）燃料品種與天氣相關(guān)性

受雨水天氣影響比較大的燃料品種是散樹(shù)皮、木尾、碎樹(shù)頭等干料，所以第二、三季度的干料供應(yīng)十分緊張。碎樹(shù)皮進(jìn)廠量受天氣影響情況比較小，法定節(jié)假日碎樹(shù)皮的供應(yīng)也相對(duì)充足，所以在碎樹(shù)皮供應(yīng)量穩(wěn)定的情況下，不必過(guò)于追求碎樹(shù)皮的高庫(kù)存，避免因儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致燃料熱值損失。

（3）料場(chǎng)堆儲(chǔ)計(jì)劃

第一季度主要以消耗料場(chǎng)露天燃料為主，特別是散樹(shù)皮、碎樹(shù)皮，降低場(chǎng)損和消防風(fēng)險(xiǎn)，為雨季來(lái)臨前做準(zhǔn)備。第二、三季度雨水多，所有燃料應(yīng)該盡量棚內(nèi)堆放，樹(shù)皮類燃料不作露天堆放。控制廠內(nèi)樹(shù)皮庫(kù)存量約2.3萬(wàn)噸。第四季度天氣干爽，雨水較少，逐步開(kāi)放露天場(chǎng)地堆放，騰出燃料棚空間存放干料，增加料場(chǎng)燃料庫(kù)存，作為春節(jié)期間的用料儲(chǔ)備。

3、“用”——提升生物質(zhì)燃料使用的經(jīng)濟(jì)性

（1）合理的料場(chǎng)堆儲(chǔ)一方面可以減少燃料中轉(zhuǎn)量，從而降低中轉(zhuǎn)費(fèi)用和提升燃料的周轉(zhuǎn)效率，減少燃料的損耗;另一方面可優(yōu)化皮帶及破碎機(jī)的運(yùn)行方式，節(jié)省廠用電。

（2）燃料摻配經(jīng)濟(jì)性

由于生物質(zhì)燃料種類多樣、各燃料之間品質(zhì)、價(jià)格等差異性大，入爐燃料品種變化較大，而各種燃料的水份、熱值又摻差不齊，鍋爐的燃燒工況波動(dòng)很大。為了控制生產(chǎn)成本和機(jī)組的正常穩(wěn)定運(yùn)行，探索出生物質(zhì)燃料經(jīng)濟(jì)性摻配方案是有效降低度電燃料成本的重點(diǎn)，也是保證公司長(zhǎng)期生存下去的有效辦法。

摻配燒試驗(yàn)按以下三個(gè)摻配比例方案進(jìn)行試驗(yàn)：

方案一：散樹(shù)皮20%+碎樹(shù)皮35%+木材加工副產(chǎn)品等燃料45%。

方案二：散樹(shù)皮25%+碎樹(shù)皮30%+木材加工副產(chǎn)品等其它燃料45%。

方案三：散樹(shù)皮30%+碎樹(shù)皮30%+木材加工副產(chǎn)品等其它燃料40%。

試驗(yàn)總結(jié)綜述：

在方案三中，相比方案二摻配的碎樹(shù)皮量不變，散樹(shù)皮增加5%，樹(shù)皮類配比達(dá)60%，而其它木材加工料、木尾等燃料比例降至40%。由于增加配比的散樹(shù)皮質(zhì)量較好，相比方案二的配比入爐燃料質(zhì)量相差不大。在該摻配方案中，鍋爐燃燒穩(wěn)定，爐膛負(fù)壓波動(dòng)小，床溫高達(dá)720℃以上，機(jī)組平均負(fù)荷也有49MW，機(jī)組負(fù)荷率達(dá)98%以上。

方案三的負(fù)荷率雖然比方案二的負(fù)荷率相對(duì)較低，但是考慮到散樹(shù)皮的燃料價(jià)格相對(duì)較低，在帶負(fù)荷能力相差不大的情況下，增加散樹(shù)皮的使用量有利于降低我廠的發(fā)電燃料成本。

三、分析與總結(jié)

1、有效減少燃料損耗

2019年以來(lái)，通過(guò)料場(chǎng)合理的堆儲(chǔ)和科學(xué)的庫(kù)存結(jié)構(gòu)，有效減少了燃料中轉(zhuǎn)量和熱值損失。特別是4-9月份的雨季，減少碎樹(shù)皮的露天堆放，降低碎樹(shù)皮的庫(kù)存量，很大程度地減少了燃料損耗和消防風(fēng)險(xiǎn)。

2019年4-9月份雨季期間，碎樹(shù)皮的月平均庫(kù)存量2萬(wàn)噸，相比2017、2018年分別下降了37.9%、56.7%，徹底解決了占用料場(chǎng)堆儲(chǔ)空間和公司現(xiàn)金流問(wèn)題。另外，樹(shù)皮類燃料庫(kù)存降低也有利于及時(shí)置換使用，降低消防風(fēng)險(xiǎn)壓力和因堆放時(shí)間造成的熱值損失。

2、大幅降低作業(yè)成本

合理庫(kù)存可大大減少燃料的中轉(zhuǎn)壓力，2019年1-9月份工程機(jī)械用油量183.63噸比2017、2018年同期都有明顯的下降，按0號(hào)柴油6.25元/升折算比2017年、2018年分別節(jié)省了8.03萬(wàn)元、6.46萬(wàn)元。

3、燃料使用經(jīng)濟(jì)性

通過(guò)2019年7-9月份進(jìn)行方案三的摻配方案實(shí)踐，下面從每個(gè)月的數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證和分析其經(jīng)濟(jì)性。

從以上的統(tǒng)計(jì)表可以看出，開(kāi)展生物質(zhì)燃料摻配燒經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)以來(lái)，公司生產(chǎn)方面取得了明顯的效果：

（1）機(jī)組負(fù)荷率穩(wěn)定而且能維持在99%以上。

（2）供電生物質(zhì)燃料單耗相對(duì)上半年1480g/kwh下降約48.4g/kwh。

（3）生產(chǎn)燃料成本相對(duì)上半年平均0.46元/kWh明顯下降。

通過(guò)對(duì)生物質(zhì)燃料摻配燒經(jīng)濟(jì)性的不斷摸索，我公司從2015年成功扭虧為盈，經(jīng)營(yíng)狀況持續(xù)好轉(zhuǎn)。相信通過(guò)對(duì)燃料進(jìn)、存、用一體化管理模式的研究與應(yīng)用，生物質(zhì)電廠在燃料使用經(jīng)濟(jì)性上不斷進(jìn)步，能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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