基于反平衡新型供電煤耗計算模型的建立

李瑞環

（寧夏中寧發電有限責任公司，寧夏 中衛 755100）

0 引 言

火力發電廠既是能源轉換企業，又是耗能企業。技術經濟指標對火力發電廠的生產、經營及管理至關重要。技術經濟指標不僅反映電力企業的生產能力和管理水平，更指導火電廠的生產管理，是核算經營成本的重要依據。供電煤耗不僅是生產技術指標，也是火電廠經濟性指標，綜合反映了一個電廠的生產管理水平和機組性能。此外，煤耗指標是反映火電企業能耗水平的唯一指標，是行業電力節能監管和電力調度的主要指標，是政府監管火電企業能耗水平的重要指標。

1 供電煤耗計算存在的問題

為加強火電廠發供電煤耗的科學管理，進一步降低發供電煤耗，國家及電力行業制定和頒布了一系列火力發電廠經濟指標計算標準和規定。《火力發電廠節約能源規定》中要求：火電廠的供電煤耗應按正平衡法計算，并以此數據上報及考核。國家發改委發布的《火力發電廠技術經濟指標計算方法》DL/T904-2015，以行業標準的形式統一了火力發電指標的計算方法。該方法規定：發電、供熱煤耗中提供了正、反平衡法計算式。《電力節能技術監督導則》DL/T1052-2016第6.2.2.2條款明確要求：發電企業應按照實際入爐煤量和入爐煤機械取樣分析的低位發熱量正平衡計算發、供電煤耗率。當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，應及時查找原因。發電企業應定期采用反平衡法校核煤耗率。該導則不但要求發電企業用正平衡計算發供電煤耗，而且要求發電企業定期用反平衡法校核發供電煤耗。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×入爐煤低位發熱量+入爐燃料油量×入爐煤燃料油低位發熱量）÷供電量

正平衡供電煤耗是根據入爐煤、油計量裝置實測的發電消耗原煤量及燃油量，按其平均熱值計算耗用的標準煤量，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鍋爐效率和鍋爐生產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確性。實際生產中，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，若嚴格按照標準要求準確測量流量數值，只有電科院等科研機構試驗時才能做到[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，計算基準供電煤耗。實際運行工況下，修正負荷率、入爐煤質及各小指標，利用Excel建立供電煤耗計算模型，輸入機組發電量、入爐煤質及各小指標完成值后，自動計算對應的供電煤耗。

2.1 基準供電煤耗計算

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據和設計鍋爐效率，利用反平衡計算公式計算供電煤耗值，并作為基準煤耗。

2.2 負荷率對供電煤耗影響修正系數

根據中電聯頒布的《常規燃煤發電機組單位產品能源消耗限額》GB 21258-2017，負荷率對供電煤耗修正系數如表1所示。

表1 負荷率對供電煤耗修正系數表

2.3 煤質對供電煤耗影響修正系數

煤質對供電煤耗影響修正系數，如表2所示。

表2 煤質對供電煤耗影響修正系數表

2.4 小指標對供電煤耗影響修正（各小指標均以設計值為基準）

由機組設計熱力性能數據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計值時對供電煤耗的影響量（為保證準確性，不以經驗值計算）。利用反平衡法計算鍋爐飛灰可燃物和排煙溫度偏離設計值時對供電煤耗的影響量。其他小指標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

根據中電聯頒布的《常規燃煤發電機組單位產品能源消耗限額》GB 21258-2017，機組超低排放，對供電煤耗的修正系數為1.004。

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

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 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任務的下達、測算及校核分析。各廠還可在此模型基礎上繼續開發拓展，以滿足實際經營生產要求。

表3 某電廠2019年1月份供電煤耗值對比表