參數變化對鍋爐熱效率和機組煤耗的影響分析

孫 偉，王 巖，李利偉，黃友超，王文生，李彥龍

（1.華電電力科學研究院有限公司，遼寧沈陽 110179；2.中國能源建設集團遼寧電力勘測設計院有限公司，遼寧沈陽 110179；3.白音華金山發電有限公司，內蒙古錫林郭勒 026200）

0 引言

燃煤是我國非常重要的一次能源，占全國能源消耗的70%，在火電企業發電成本中燃煤成本約占70%。近十幾年來，煤炭價格基本上維持在高價位運行，而當前電力市場需求增速放緩，產能過剩導致年利用小時數不斷下降，上網電價受政府調控，采用競價上網，實際成交電價持續走低，往往難以與煤炭價格同步聯動，煤炭價格與上網電價之間存在著“市場煤和計劃電”的矛盾，燃煤價格高位和人力成本增加給火電企業的生產經營造成了巨大壓力[1]。

隨著國家電改政策陸續出臺和環保政策的持續推進，國內發電系統正經歷市場化改革進程逐步加快的形勢，國家對火電企業污染物排放標準日益嚴格。隨著國家出臺了越來越低的能耗標準，火電企業的節能減排壓力愈發凸顯，火電企業的能耗指標壓力持續增加，火電企業有必要利用先進的管理思想建立一套新的發電運行管控模式，提高鍋爐熱效率、降低機組煤耗，為企業帶來更大的經濟效益。機組設備各項運行小指標變化影響著火電企業鍋爐熱效率及供電煤耗，通過小指標變化分析，可以找出影響鍋爐熱效率及機組煤耗的主要因素，制定鍋爐檢修及運行優化管理方案。

1 鍋爐參數對鍋爐熱效率和機組煤耗影響分析方法

鍋爐熱效率的測定和計算方法有正平衡法和反平衡法兩種，本文介紹反平衡法測試計算鍋爐熱效率。

1.1 鍋爐熱效率計算方法

鍋爐熱效率測定及計算方法按GB/T 10184—2015《電站鍋爐性能試驗規程》中有關規定進行，以入爐煤低位發熱量為基準，采用反平衡方法計算各項熱損失：

式中 ηg——鍋爐效率，%

q2——排煙熱損失，%

q3——氣體未完全燃燒熱損失，%

q4——固體未完全燃燒熱損失，%

q5——鍋爐散熱損失，%

q6——灰渣物理熱損失，%

qoth——其他熱損失（包括石子煤排放熱損失等），%

qex——外來熱量與燃料低位發熱量的百分比，%

1.2 機組煤耗計算方法

按DL/T 904—2015《火力發電廠技術經濟指標計算方法》，發電煤耗計算見式（2）：

式中 bf——發電煤耗，g/（kW·h）

q——試驗熱耗率，kJ/（kW·h）

ηg——鍋爐效率，%

ηgd——管道效率，%

Rh——熱功當量值，取4.186 8 kJ/kcal

供電煤耗計算見式（3）。

式中 bg——機組供電煤耗，g/（kW·h）

Lfcy——機組發電廠用電率，%

1.3 主要參數對鍋爐熱效率及機組煤耗影響的分析方法

按照《電站鍋爐性能試驗規程》編寫鍋爐熱效率計算程序，通過對鍋爐熱效率計算公式中各項損失進行分析，總結出影響鍋爐熱效率和機組煤耗的各項參數。通過假定僅某個參數發生變化且其他參數不發生變化，計算出參數變化前后鍋爐熱效率和機組煤耗變化值，以此方法可以得出所有參數變化對鍋爐熱效率和機組煤耗的影響幅度[2]。

通過衡量一個指標對煤耗影響程度是根據其單位耗差（即單位變化下的該指標對煤耗的影響值）：單位耗差大的指標即認為其對煤耗影響大，單位耗差小的指標即認為其對煤耗影響小。

2 各項參數對鍋爐熱效率及煤耗影響分析

計算鍋爐熱效率時，可以通過調整鍋爐主要參數得到參數對鍋爐熱效率的影響幅度，進而指導電廠經濟運行。需要注意的是，這些數據是各項參數在小范圍內變化的結果，如果某項參數變化幅度較大，則計算結果會產生較大誤差。

以某火電企業600 MW 機組為例，根據《電站鍋爐性能試驗規程》計算出600 MW 負荷下各項參數變化對鍋爐熱效率的影響幅度（表1）。

表1 機組600 MW 負荷下各項參數變化對鍋爐熱效率及煤耗影響

3 制定檢修和鍋爐運行優化管理方案

結合各項參數變化對鍋爐熱效率及煤耗影響的分析，計算出這些參數偏離優化目標值時對火電機組煤耗的影響，從而優化機組的運行管理，確定影響機組設備經濟運行經濟性的原因、部位及機組節能潛力，對火電運行中關鍵參數連續進行監督分析。

火電企業根據參數對鍋爐熱效率或機組煤耗影響程度，制定鍋爐運行優化方案，通過分析檢修前鍋爐熱效率和機組煤耗試驗結果，制定檢修方案，最終可提升管控力度、降本增效、帶來經濟和社會效益。

4 結束語

以鍋爐熱效率計算方法為基礎，分析參數變化對鍋爐熱效率和機組煤耗影響，找出影響機組經濟性因素，為火電企業制定鍋爐檢修及運行優化管理方案提供指導和決策依據。