火力发电厂燃煤热值差的原因分析和控制措施陈新

火力发电厂燃煤热值差的原因分析和控制措施陈新

(国华太仓发电有限公司江苏省太仓市215433)

摘要:入厂煤和入炉煤的热值差能够直接的反映出发电厂的燃料管理质量,入厂入炉煤的热值差指入厂煤的收到基低位发热量同入炉煤的收到基低位发热量的差值。由于在发电厂成本中燃料成本占有70%以上的比例,因此有效控制热值差能够使电厂经济效益得到进一步的提高。另一方面来说,热值差控制的成效标志着发电厂在燃料管理方面的管理水平。火电厂热值差是评价火电燃料经济性和燃煤管理的一项主要指标。

关键词:火力发电厂;燃煤热值差;原因;控制措施;分析

1导言

在我国,有很多的火力发电厂,而大多数的火力发电厂入厂煤和入炉煤之间比较容易出现热值差偏大的现象,这对我国火力发电厂来说是非常不利的,这会损失很多煤原料,极大地浪费了不可再生资源,因此为减少煤的浪费,控制入厂煤和入炉煤出现的偏差,这样不仅可以有效提高火力发电厂的经济效益,还可以减少煤对环境的污染,热值差控制的好坏标志着火力发电厂管理水平的高低。

2火力发电厂中控制热值差的重要性

在我国燃煤是主要的能源,在我国的国民经济中占据重要的地位,我国有很多发电厂,这些发电厂需要燃煤做生产原料,因此我国的燃煤需求量非常大,因此提高燃煤的利用率就非常重要,此外提高燃煤的利用率有利于减少燃煤对环境的影响,这对我国的环境保护非常有帮助。燃煤的成本与发电厂的利益息息相关,火力发电厂在进行发电时要做好燃煤的管理。在燃煤市场中,燃煤价格高,供应比较紧张,其质量无法保证,这就使火力发电厂的成本大大增加。控制入厂煤和入炉煤之间的差值有利于增加燃煤的利用率。从增加企业的效益、完善企业管理、节能减排等方面来说,控制入厂煤和入炉煤之间的差值可以在一定程度上增加火力发电厂的经济效益,更能体现出火力发电厂的管理水平。燃煤资源不断减少,使燃煤的价格不断上涨,燃煤的供应更是不足,因此必须在燃煤供应短缺的情况下,控制入厂煤和入炉煤之间的差值,提高入厂煤和入炉煤热值差的管理水平,不但可以节省火力发电厂的生产成本,而且还可以提高火力发电厂的经济效益,更重要的是节约燃煤资源,大大的节省了生产成本,因此控制火力发电厂的入厂煤和入炉煤的热值差非常重要。

3热值差的含义

热值差的概念在20世纪70年代出现,当时我国的煤炭市场主要是计划型经济,发电厂的燃料都是由国家进行计划配给的,这是为了审核发电厂燃料的周转率,其周转率快说明此发电厂的煤炭热值损失小,同样入厂入炉煤的热值差就小。在当时发电厂的煤炭都是由国家来计划供应,不存在掺假现象,因此煤炭相对都比较均匀,其产生热值差大小的差别主要取决于煤场的损耗。到了20世纪80年代,当时我国对煤炭市场渐渐放开,煤炭的价格主要是由市场进行调节的,发电厂按照燃料的热值进行计价结算。随着当前煤炭的供应紧张以及煤炭的价格上涨,热值差所受的影响因素也越来越多,如果只是考虑煤场的热值损耗,就无法使热值差得到合理有效的控制,因为煤场的热值损耗并不是产生热值差的主要原因,给热值差造成影响的主要因素已经产生了转变。20世纪80年代某电管局运用热值差的指标来审核电厂在燃料管理方面的水平,这种方法现在还在沿用。煤炭市场逐步的发生变化,热值差的影响因素也有了变化,各发电厂由于其煤炭的采购与管理的方法不一样,因此造成热值差的主要影响因素也不相同。

4影响燃料热值差的因素

4.1煤质均匀性

火电厂采用单一、均匀的煤种作为燃料时,其热值差非常容易计算。例如当某一火力发电厂采用神华煤作为燃料时,基于一列火车机采20个子样所测量得到的平均干基灰分Ad=10.27%,人采20个子样所测得的平均干基灰分Ad=10.20%,两者间存在的灰分差保持在0.07%,这表明当燃烧的煤质均匀时,所得到的热值差的偏差值较小,往往可以忽略。对于采用混合、不均匀煤种作为燃料的火电厂,其热值差的计算就显得相当困难。如当某一发电厂采用神华煤、印尼煤、俄罗斯煤作为混合型燃料时,基于一列火车机采20个子样所测量得到的平均干基灰分为36.45%,人采20个子样所测得的平均干基灰分60.89%,两者间存在的灰分差保持在24.44%,这表明,当燃烧的煤质复杂时,所得到的热值差的偏差值非常大,因而采用所具有的代表性就被弱化了。

4.2采制化过程中形成的误差

国际上已经明文规定了煤炭的采制化过程。但在实际生产过程中,采制过程会受到多种因素的影响而出现偏差,导致火电厂热值差超出了所规定的允许范围。煤的采制化过程是相当复杂的,当其中一个环节出现问题,则可能导致入厂煤和入炉煤的低位发热量产生较大偏差。如在煤样采制过程中,由于采样点设置数量不足、深度不够、子样点的布置位置存在问题等,都会造成热差值存在较大偏差。目前,许多火电厂都实现了机械化的采制装置,由于系统方面存在的偏差也会导致化验结果存在较大偏差。如采样机的设计不合理,采样过程中不能根据具体情况调整采样方案,采样机在运行过程中不能保证试验结果所要求的性能需求进行调整,燃料化验设备出现系统偏差等。这些因素都会影响到热差值的准确度。发电厂的煤炭燃料是根据煤的采制来确定的,而发电厂的经济性是通过对煤的热值计算的,燃煤热值差与入厂煤采制化有着最直接的联系。所以,各发电厂为提高自己的经济性指标,就必须要加强对入厂煤的分析和管理,具体包括提高采制设备的精准化,对煤炭掺假现象监督,提高采制人员的采制水平等。

4.3煤场存放所造成的损耗

电厂采购燃料后,需要将燃料储存于燃料码头中,而煤种在运输和储存的过程中热值都会出现不同程度的损失,因而需要对煤场燃料存储区进行管理,避免出现不必要的燃料自燃问题,积极采取烧旧存新的方式。通过研究表明:对于储存了6个月的不同种类煤粉,烟煤在存储过程中损失的热量在1%~3%区间,褐煤损失的热量在6%左右。同时,煤场存放燃料热量损失还会受到日照、雨淋等各种因素的影响,因而在对热值差计算过程中还需要考虑到这部分的热量损失。

4.4采样缺乏代表性

传统的以人工为主的采样技术很难实现对所有车厢深度的采样计算,通常都是采取车厢顶部的煤样进行分析,这样煤样采制缺乏代表性,导致入厂煤的热值明显高于实际值。而采用螺杆采样头的入厂煤的机械采样,在实际操作过程中要求采样头与箱底间保持适当的距离,这样导致所采取的煤样不能到达箱底,并且采样轴占据了一部分的空间,导致采样头在采取一些大颗粒煤粉时的适应性下降。因此,基于机械采样技术也容易导致入厂煤的理论热值高于实际热值。

4.5采样方式不合理

一个好的采样方式要求根据采样质量和采样时间选取全面系统的采样点。而煤场的运输设备,例如车辆和船舶的重量都各不相同,运输煤炭工具的实际运输量也会存在较大差异,若不同运输设备所运输的煤质存在较大差异,如果采用的样本是载重小、煤质好的样本则容易导致入厂煤的热值虚高。

4.6采样人员操作不规范

煤场的实际采样过程中,由于采样人员缺乏对采样规则的了解以及缺乏责任心,并未按照相关的法律规定严格执行标准化采样,在采样的数量以及采样重量等方面都存在缺陷;在样品制备过程中并未进行完整的机型筛选、破碎和缩分等操作,容易影响到采样的验收结果。

5检查分析和控制热值差

5.1热量计准确度检查

当热量差稍微超规定值时,应首先排除化验方面是否有问题。热量计准确度检查可以使用在有效期内的标准煤样。将标准煤样的测定值与其标准值比较,若测定值在标准煤样的不确定度范围内则该热量计准确度符合要求。

5.2人工制样偏差的检查

人工制样如果不按标准操作也可产生较大的误差。熟悉采制化标准的技术人员,可通过对制样人员的现场实际操作,检查制样人员规范操作的程度。

5.3采样偏差分析

一是检查缩分器缩分次数或切割煤流次数能否达到要求,而且必须截取煤流的全断面。在没有进行采样机性能检定情况下,推荐缩分器缩分次数(切割煤流)为:首先当采样机出料粒度为13mm时,切割煤流次数应大于10次以上;其次当采样机出料粒度为6mm时,切割煤流次数应大于5次以上。采样机实际采样时必须按照采样机性能检定的结论采样,或按照推荐的切割煤流次数运行。不符合要求的应进行调整或改造。二是检查采样机缩分器的开口尺寸缩分器开口尺寸必须根据实际出料粒度去调整,而且必须保证开口尺寸是采样机实际出料粒度的3倍。缩分器开口尺寸小容易造成热量偏高。三是缩分器性能评价综合几种型号采样机缩分器的运行情况,横过皮带缩分器和立式旋转缩分器相对较好,而滚筒式缩分器和圆锥旋转式缩分器容易造成系统偏差,这与其设计缺陷有关。

6火力发电厂中产生热值差的控制措施

对于热值差的控制措施首先是从输煤设备方面进行完善,其次是要使用一定技术的工作人员去操作,因此对于技术人员的要求必须严格,技术人员在燃煤过程中起着很大的决定作用,所以必须引起重视。对于引进的设备在使用前要做性能试验,确保在使用过程中不偏差,确保设备的完整,不可忽视。设备在使用过程中要定期进行检查,观察设备的运行情况,如在运行过程中出现差错,要及时的让机器停止运行,否则会使整个过程出现的误差,火力发电厂的有关专家可以根据燃煤的过程进行综合分析,从中分析问题出现的原因以及减少误差的解决方法,根据设备出现的运行情况不断的完善设备。从火力发电厂的管理方面来说,要规范采制样操作,目前我国的采制人员自身技术水平还需要不断的改进,对于采制流程需要用一些有一定技术的人来完成,对于采样点的过程要进行监督,确保无差错工作,此外还需要建立一定的监督机制,对于存放的样品进行定期的检查。

在火力发电的整个过程都需要进行监督,以防出现差错,入厂煤和入炉煤的热值差受很多方面的影响,任一个环节出现差错都会导致入厂煤和入炉煤的热值出现偏差,所以在此过程中,要以认真、负责的态度工作,一个火力发电厂的管理水平可以体现出入厂煤和入炉煤的热值偏差的大小,所以在进行过程中要加大燃煤的管理水平,对于一些技术方面薄弱的工作人员来说,企业要对这样的员工进行培训,提高员工的技术水平,这样才能保证在燃煤的过程少出现误差,对于使用的设备,相关的工作人员要熟练掌握对该设备的使用情况。对于燃煤的管理方面,因为燃煤是我国的能源物质,属于不可再生的能源,我国有无数个火力发电厂,这些火力发电厂每天都需要很多的燃煤,现在市场上燃煤的价格高,燃煤紧缺,在这样的情况下,加大对燃煤的利用率,不但可以节约燃煤资源,还可以节省火力发电厂的很多成本。最后在对燃煤进行存放的过程中,要注意燃煤存放时间的长短以及是否变质的问题等等,因为这些因素都会影响燃煤的质量问题,会给入厂煤和入炉煤的热值带来影响,所以在燃煤的全过程中,要注重对燃煤的管理、设备的改进以及对人员技术培训等,这样才能更好的控制燃煤的热值差,减少燃煤的热值差。

7结论

综上分析,产生热值差的主要原因是:煤炭的采制化和煤场的损耗。建议加强采制样管理,根据煤质变化调整采样方案,减少采制样误差,化验室应采用标准煤样控制化验结果的准确性,加强煤场管理,存新烧旧,提高煤场周转率。随着煤炭市场化改革的深入,火电厂燃煤表现出数量多、品种杂、杂质多、粒度变化范围大等特点,这些特点给电厂燃料管理和燃煤监督带来很大的难度。热值差是电厂燃料管理、技术监督和煤炭采制化的综合反映,热值差涉及商务交往、成本核算、安全生产、节能减排。严格控制影响热值差的各种因素,就能把热值差控制在合理范围之内,从而有效的保障发电厂的经济效益。

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