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燃煤發(fā)電廠燃料工作過(guò)程優(yōu)化分析論文
0 引 言
近年來(lái)，伴隨著電力行業(yè)壟斷的打破及煤炭市場(chǎng)化的不斷深入，電力用煤價(jià)格在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的杠桿下不斷上漲，燃煤發(fā)電企業(yè)燃料成本不斷提高，來(lái)煤結(jié)構(gòu)也越發(fā)復(fù)雜。在此狀況下，做好燃料工作已經(jīng)成為各電廠完成效益目標(biāo)的基礎(chǔ)，燃料工作也必須由粗放式管理向高效化、技術(shù)化、精細(xì)化管理過(guò)渡。
但當(dāng)前，出于燃料工作中防漏洞和強(qiáng)化管理的需要，往往頻繁地更換燃料管理工作人員，使得燃料工作的技術(shù)力量相對(duì)不足，同時(shí)燃料工作的資金投入較電廠其他專業(yè)偏低很多。上述因素造成了當(dāng)前各電廠在燃料工作中存在一定的問(wèn)題，導(dǎo)致燃料驗(yàn)收過(guò)程中各種損失的發(fā)生。且燃料損失的相關(guān)參數(shù)具備很強(qiáng)的隱蔽性和長(zhǎng)期性，故燃料工作中的損失對(duì)電廠的經(jīng)濟(jì)效益影響巨大。
由于以前煤價(jià)偏低，大部分電廠與相關(guān)科研單位未重視此項(xiàng)工作的開(kāi)展，且當(dāng)前電力行業(yè)在各省的研究院均處于轉(zhuǎn)型期，對(duì)于非電專業(yè)的重視程度進(jìn)一步下降，故當(dāng)前電廠燃料工作的整體優(yōu)化在國(guó)內(nèi)基本處于空白階段。對(duì)電廠燃料工作的整體優(yōu)化，既是各電廠提高燃料工作水平、提高經(jīng)濟(jì)效益的需要，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到當(dāng)前階段的需要，更是社會(huì)責(zé)任的需要。
當(dāng)前，在全燃料的各單項(xiàng)工作上，各科研單位開(kāi)展了或多或少的工作，但對(duì)于全方位排查燃料工作中的問(wèn)題，優(yōu)化燃料工作的各方面，則缺乏全面、系統(tǒng)的研究。電廠燃料工作中遇到的問(wèn)題主要依靠電廠自身的力量去解決，而各電廠燃料管理和工作人員頻繁更換，燃料人員的管理水平、技術(shù)水平參差不齊，各電廠燃料管理工作千差萬(wàn)別，如此造成了燃料工作的結(jié)果差距明顯，各種隱性損失很大。
故需對(duì)此方向進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，以期完整地從技術(shù)手段優(yōu)化燃煤發(fā)電企業(yè)的燃料工作全過(guò)程，減少損失，提高效益。
開(kāi)展燃料工作整體優(yōu)化，主要是從經(jīng)濟(jì)層面與技術(shù)層面開(kāi)展工作。經(jīng)濟(jì)層面上主要開(kāi)展燃料使用的經(jīng)濟(jì)性核算，指導(dǎo)電廠燃料的采購(gòu)、存放、應(yīng)用全過(guò)程，從而提高燃料的應(yīng)用效益；技術(shù)層面主要從設(shè)備技術(shù)、人員培訓(xùn)、存儲(chǔ)管理等方面開(kāi)展，從而使得全燃料工作無(wú)漏洞、少損失。
1 理論和實(shí)踐依據(jù)
通過(guò)對(duì)近百家電廠 2 a 來(lái)煤樣的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，廠爐熱值差基本呈現(xiàn)如下?tīng)顟B(tài)：平均廠爐熱值差以收到基低位發(fā)熱量計(jì)算約為 0.47 MJ/kg,其中最大 1.27 MJ/kg,熱值差大于 1 MJ/g 的電廠占3.6%,熱值差介于0.75~1 MJ/kg 的電廠占 3.6%,熱值差介于 0.5~0.75 MJ/kg 的占38%.
干基高位發(fā)熱量的廠爐熱值差更能說(shuō)明電廠燃料工作實(shí)際狀況[1],以干燥基高位發(fā)熱量計(jì)算，則近 2 a 平均廠爐熱值差為0.77 MJ/kg,其中最大為 2.5 MJ/kg,熱值差大于 1.5 MJ/g 的電廠占4.8%,熱值差介于 1~1.5 MJ/kg 的電廠占20.2%,熱值差介于 0.75~1 MJ/kg 的電廠占 32.1%,熱值差介于 0.5~0.75 MJ/kg 的占 15.5%.
從技術(shù)角度分析，燃料工作的評(píng)價(jià)依據(jù)最重要的指標(biāo)為干基高位發(fā)熱量。通過(guò)對(duì)各廠煤質(zhì)的分析，通過(guò)開(kāi)展燃料的整體優(yōu)化，將實(shí)際廠爐熱值差（以干基高位發(fā)熱量計(jì)）控制在盡可能低的范圍內(nèi)對(duì)發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益提高勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生很大的影響。
電廠燃料工作與效益掛鉤主要包括以下內(nèi)容：即：入廠驗(yàn)收部分、入爐驗(yàn)收部分、煤炭管理部分。這三個(gè)大的方面的工作從對(duì)燃料工作的影響因素來(lái)劃分，可分為：電廠燃料綜合經(jīng)濟(jì)性測(cè)算的技術(shù)、采制化及計(jì)量設(shè)備的技術(shù)、燃料工作人員的操作技術(shù)、相應(yīng)的質(zhì)量控制措施、煤炭?jī)?chǔ)運(yùn)過(guò)程降低損耗技術(shù)。
由于煤炭質(zhì)量的千差萬(wàn)別，各種煤炭的價(jià)格、運(yùn)輸距離、品質(zhì)、存儲(chǔ)特性、使用特性等均不相同，因此，需要建立經(jīng)濟(jì)模型，使燃料的利用最優(yōu)化。
這是加強(qiáng)電廠燃煤精細(xì)化管理、提高效益的手段之一。
燃煤采制化及計(jì)量設(shè)備因其工作環(huán)境異常惡劣，常常因磨損撞擊等情況使得設(shè)備性能出現(xiàn)偏差，故對(duì)設(shè)備開(kāi)展試驗(yàn)工作時(shí)對(duì)存在問(wèn)題的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整或改造，可以確保驗(yàn)收設(shè)備的準(zhǔn)確性，使之不產(chǎn)生不利電廠的偏差。由于電廠燃煤的基數(shù)很大，即使是很小的偏差調(diào)整，也可以為電廠挽回非�？捎^的損失。
燃料的驗(yàn)收工作，至今仍需要大量的人員操作。人員的操作習(xí)慣、對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的理解掌握等，都會(huì)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生各種各樣的影響。通過(guò)對(duì)人員的技術(shù)培訓(xùn)，規(guī)范其操作過(guò)程，可以有效地降低人為操作的偏差，使得電廠驗(yàn)收過(guò)程更加準(zhǔn)確。
煤炭在運(yùn)輸與儲(chǔ)存過(guò)程中，往往因?yàn)檠趸�、大風(fēng)、降雨等因素而產(chǎn)生損耗。因?yàn)槊禾炕鶖?shù)龐大，減少這些環(huán)節(jié)的損耗，會(huì)對(duì)提升電廠效益產(chǎn)生明顯效果[2].
通過(guò)這些技術(shù)的掌控，就可以從技術(shù)層面系統(tǒng)性地做好燃料工作，堵住漏洞，降低耗損，從而提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。
本研究的關(guān)鍵點(diǎn)，在于對(duì)燃料工作進(jìn)行系統(tǒng)的整合，全過(guò)程地解決發(fā)電廠燃料工作的技術(shù)問(wèn)題，且最終反饋到對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)層面，為如何更好地買好煤炭、管好煤炭、用好煤炭提供全方位的技術(shù)支持。技術(shù)難點(diǎn)是，由于煤炭構(gòu)成的多變性及當(dāng)前煤炭市場(chǎng)的復(fù)雜性，使得每個(gè)電廠情況有很大的差異，需通過(guò)不同途徑解決各廠問(wèn)題。
2 整體優(yōu)化初步方案
本研究整體的工作內(nèi)容主要包括這樣幾個(gè)方面：分別是燃料采購(gòu)階段，入廠驗(yàn)收階段，廠內(nèi)管理、入爐煤驗(yàn)收階段。
2.1 采購(gòu)階段
此階段主要進(jìn)行煤種適應(yīng)性及采購(gòu)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)研究，研究將通過(guò)鍋爐對(duì)煤種適應(yīng)情況，結(jié)合電廠購(gòu)煤的煤質(zhì)、運(yùn)輸距離、價(jià)格、儲(chǔ)存情況、適用情況等因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，以指導(dǎo)電廠的煤炭采購(gòu)。最終獲取電廠在當(dāng)前燃料市場(chǎng)狀況下最優(yōu)的燃料采購(gòu)方式。
2.2 入廠驗(yàn)收階段
2.2.1 燃料驗(yàn)收各環(huán)節(jié)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
燃料驗(yàn)收工作應(yīng)完全按照國(guó)家及行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展。但由于煤炭驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)較多，且同樣的測(cè)試項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法也有多種，不同方法的組合往往會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生明顯的影響，如采制過(guò)程中水分損失[3].故合理的設(shè)計(jì)采樣方案、制樣方案，選擇合適的化驗(yàn)方法，對(duì)于燃料驗(yàn)收工作是非常重要的。
本項(xiàng)工作的重點(diǎn)就在于，根據(jù)電廠的實(shí)際狀況，對(duì)各種來(lái)煤的采樣、制樣的方案和化驗(yàn)流程進(jìn)行完整設(shè)計(jì)，從而使得驗(yàn)收工作在完全符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，盡可能地控制偏差。
2.2.2 采制化及計(jì)量設(shè)備的技術(shù)
燃煤采、制、化設(shè)備作為燃料驗(yàn)收的核心設(shè)備，因設(shè)計(jì)、加工、安裝等原因，或者因其工作環(huán)境變化，常常發(fā)生形變、磨損等情況，使得設(shè)備性能出現(xiàn)偏差。根據(jù)采制樣設(shè)備的設(shè)計(jì)原理及對(duì)已有設(shè)備試驗(yàn)結(jié)論的統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前采制在未經(jīng)過(guò)有效調(diào)整的情況下，約 80%的設(shè)備的偏倚差值平均值為負(fù)。故對(duì)設(shè)備開(kāi)展以無(wú)偏差為目的的調(diào)整、改造和試驗(yàn)工作，可以有效地提高燃料驗(yàn)收設(shè)備的準(zhǔn)確性，不使其發(fā)生偏差。
實(shí)施的基本方式為：對(duì)開(kāi)展項(xiàng)目的發(fā)電企業(yè)的燃煤采樣、制樣、化驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行全面試驗(yàn)，找出其中存在偏差的設(shè)備或環(huán)節(jié)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題有針對(duì)性地開(kāi)展調(diào)整或改造工作，對(duì)于設(shè)備存在問(wèn)題較大的，將采取技術(shù)攻關(guān)，從而使得采制化及計(jì)量的設(shè)備均處于基本無(wú)偏差的狀態(tài)。
2.2.3 燃料驗(yàn)收人員技術(shù)培訓(xùn)
燃料驗(yàn)收的采樣、制樣、化驗(yàn)當(dāng)前還離不開(kāi)工作人員的現(xiàn)場(chǎng)操作，在這個(gè)過(guò)程中，諸多習(xí)慣性的動(dòng)作、對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)理解的不足或者操作過(guò)程中的簡(jiǎn)化，都會(huì)對(duì)驗(yàn)收結(jié)果產(chǎn)生很大影響。燃料人員的培訓(xùn)工作一直都在進(jìn)行，但往往集中于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的課堂講解和對(duì)某一設(shè)計(jì)好的狀況下的操作，卻無(wú)法做到根據(jù)出現(xiàn)的實(shí)際狀況去分析、發(fā)現(xiàn)操作過(guò)程中可能存在的問(wèn)題。應(yīng)針對(duì)電廠的實(shí)際狀況，有針對(duì)性地且必須是分層次地展開(kāi)人員培訓(xùn)工作。
2.2.4 燃料驗(yàn)收質(zhì)量控制措施設(shè)計(jì)
燃料驗(yàn)收過(guò)程的質(zhì)量控制是確保全過(guò)程按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范正確開(kāi)展的手段[4],質(zhì)控的措施有多種，且質(zhì)控要求越高，工作人員的工作量就越大。
故設(shè)計(jì)合理的質(zhì)量控制的技術(shù)手段，既能有效控制燃料驗(yàn)收過(guò)程的質(zhì)量，又使得工作量合理，是本項(xiàng)工作的關(guān)鍵，能夠保證最終達(dá)到同時(shí)提高工作質(zhì)量與工作效率的目的。
2.3 燃料的廠內(nèi)管理階段
2.3.1 煤炭?jī)?chǔ)運(yùn)過(guò)程降低損耗技術(shù)研究
煤炭在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、堆放過(guò)程中，會(huì)因?yàn)檠趸�、大風(fēng)、下雨而產(chǎn)生損耗，根據(jù)電廠狀況，研究制定針對(duì)電廠煤種的最佳降低損耗的方法，尤其是降低儲(chǔ)煤過(guò)程中的氧化與自燃，是提高電廠燃料生產(chǎn)效益的關(guān)鍵。
2.3.2 燃煤的優(yōu)化摻配研究
當(dāng)入廠煤與鍋爐設(shè)計(jì)煤種存在偏差時(shí)，摻配工作便應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前燃煤的摻配工作在許多電廠都已開(kāi)展，但如何使得摻配工作做得最好，發(fā)揮最佳的經(jīng)濟(jì)和綜合效益，是燃煤摻配工作的重點(diǎn)。
2.4 入爐驗(yàn)收階段
入爐驗(yàn)收與入廠驗(yàn)收相似，同樣也存在設(shè)備的調(diào)整校驗(yàn)、人員培訓(xùn)和質(zhì)控措施建立等。
2.5 燃料工作全過(guò)程中其他問(wèn)題研究
燃料工作中還有其他一些情況，如堵煤、凍煤、提質(zhì)等問(wèn)題，視實(shí)際需求情況確定。
3 成果預(yù)測(cè)
通過(guò)加強(qiáng)入廠驗(yàn)收環(huán)節(jié)和廠內(nèi)管理環(huán)節(jié)等工作方案的實(shí)施，計(jì)算可知，燃料損耗或損失每下降0.1 MJ/kg（國(guó)標(biāo)中規(guī)定的化驗(yàn)工作中發(fā)熱量測(cè)試的重復(fù)性限為 0.12 MJ/kg,且化驗(yàn)是燃料驗(yàn)收過(guò)程中誤差最小的環(huán)節(jié)，故燃料驗(yàn)收、存儲(chǔ)的漏洞往往會(huì)遠(yuǎn)超這個(gè)數(shù)據(jù)），折合電廠供電煤耗可下降約1.65 g（以亞臨界機(jī)組供電煤耗 330 g/kWh,全廠年平均入廠煤熱值 20 MJ/kg 計(jì)算）。通過(guò)對(duì)各電廠入廠和入爐煤數(shù)據(jù)的分析，如電廠能通過(guò)加強(qiáng)燃料工作，勢(shì)必會(huì)給電廠帶來(lái)非�？捎^的效益。
4 結(jié)論及建議
通過(guò)對(duì)燃煤發(fā)電企業(yè)燃料工作中燃料采購(gòu)、入廠驗(yàn)收、廠內(nèi)管理、入爐煤驗(yàn)收等階段的優(yōu)化和質(zhì)量控制實(shí)現(xiàn)燃料工作的整體優(yōu)化。對(duì)燃料綜合經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行測(cè)算、調(diào)整采制化及計(jì)量設(shè)備、提高燃料工作人員的操作水平、加強(qiáng)質(zhì)量控制措施、降低煤炭?jī)?chǔ)運(yùn)過(guò)程損耗等具體手段開(kāi)展燃料整體優(yōu)化工作。研究表明，通過(guò)燃料工作的整體優(yōu)化，能夠有效提高燃煤發(fā)電企業(yè)的效益和管理水平。
通過(guò)對(duì)各電廠燃料工作狀況的分析、對(duì)燃料工作的認(rèn)識(shí)以及燃料工作的復(fù)雜性，提出兩點(diǎn)建議：
�。�1）在充分理解燃料工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建議電廠在燃料工作的管理和技術(shù)方面同步提高。當(dāng)前較普遍的現(xiàn)象是燃料工作重管理，技術(shù)方面重視程度相對(duì)不足，造成了燃料在技術(shù)方面存在較多短板。開(kāi)展燃料工作的整體優(yōu)化工作主要就是從技術(shù)角度出發(fā)，提高電廠的燃料工作水平，提高效益。但同時(shí)技術(shù)水平的提高也離不開(kāi)管理制度的適應(yīng)。故建議燃料的整體優(yōu)化工作應(yīng)為技術(shù)工作與管理工作同步開(kāi)展。
�。�2）鑒于燃料工作環(huán)節(jié)多、較瑣碎的特點(diǎn)，燃料工作的任何一個(gè)環(huán)節(jié)甚至是一個(gè)微小的動(dòng)作或設(shè)備結(jié)構(gòu)，都有可能造成最終的損失損耗。故燃料工作應(yīng)對(duì)全過(guò)程所有環(huán)節(jié)進(jìn)行全面掌控，不放過(guò)其中任何一個(gè)細(xì)節(jié)，才是最終燃料工作完全做好的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn)：
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