火力发电厂燃煤调度分析

汤　晨张　屹王建闯

（1. 三峡大学机械与动力学院 2. 湖北华电襄阳发电有限公司）



火力发电厂燃煤调度分析

汤晨1，2张屹1王建闯1，2

（1. 三峡大学机械与动力学院 2. 湖北华电襄阳发电有限公司）

摘要：火力发电厂燃煤调度涵盖的内容较广，本文主要分析了燃煤需求计划，燃煤调度的主要环节。从一段时间的发电量着手，分析计算该段时间的燃煤需求量，继而确定合理的库存量，为燃煤采购提供科学的数据支持，也为煤场设计提供依据。

关键词：燃煤；调度；采购；火电厂；库存

0 引言

电能是工农业生产和生活中不可缺少的必需品，对国民经济影响巨大。在电能的构成中，火力发电占我国电力供应的绝大部分，几乎70％以上，所以提高火电厂运营效率意义非常重大[1]。

燃煤作为火力发电厂最主要的能源供给形式，目前已占发电成本的50％～80％[2]，火力发电企业在生产经营中必须保证电能正常、稳定、连续不断地供给，一旦燃料供应中断而影响正常发电，将会造成重大的经济损失以及不良的社会影响。燃煤的库存既起到保障电厂安全运营的作用，又是一种占用资金、引起企业现金流紧张的闲置资源，企业承担着燃煤库存所带来的资金积压和库存成本增加的负担，影响发电企业的盈利能力。因此，控制成本的关键在于对燃料的库存进行合理的控制。

发电企业燃煤库存数量很大，占用资金量较多，一般大、中型发电企业燃煤库存量逾万吨，占用资金达数百万元[3]。同时，过多的库存需占据大量的场地、人员、机械资源，消耗大量能源，仓储费用随之增加。由于燃煤大多露天存放，容易发生风化和自燃等现象，燃煤的库存量越多，损耗也越大，因此减少库存可以有效地降低企业发电成本。但是燃煤库存量过少，又很难保证安全发供电。

由此可见，研究电厂燃煤的库存、制定最优的燃煤采购策略对保证发电企业的正常、安全运行具有重大意义。在充分进行预测分析的基础上，结合库存储备定额和机组检修项目计划，可确定一定时期内的库存量，以满足生产需要。

1 火电厂燃煤需求计划

一般来说，由于动力燃煤供应紧张，大多数火电厂除购置一定数量的锅炉设计燃煤外，也购置一定数量的其他燃煤；加之国家和地方对环保要求的提高，火电厂为保证粉尘、脱硫、脱硝效率及排放量达标，火电厂被迫购置非设计煤种和掺烧低价低硫煤，导致电厂购煤种类多，煤质变化大，电厂的煤场存煤需按煤种分区存放，存新用旧，统一管理堆煤、取煤、配煤、存煤[4]。

对于一个火力发电厂来说，根据未来一段时间的发电和供热计划，当燃煤库存达到某一低位时就需要进行及时的燃煤采购。

燃煤需求计划方案需要对发电企业以下内容进行编制。①发电量：是企业生产电能的数量，也是计算发电需求燃料的依据 ；②供热量：是火力发电厂在发电的同时，对外供出蒸汽或热水的热量指标；③入炉煤平均低位发热量：是指炉前各种燃料(煤、油)的平均低位发热量；④燃料需用量合计：是指发电、供热、运损及其他燃料之和；⑤期初库存量：是指在计划期之初的实际库存燃料数量；⑥期末库存量：为了保证下一计划期的期初的生产正常进行，需要预计的库存量，也是一计划期末结束时的库存数量，它是经常储备和安全储备量之和。

根据以上内容，可以按月份编制企业燃煤需求计划。

2 燃煤调度的主要环节

燃煤调度需要考虑一个电厂燃煤需求量、库存量和燃煤采购三个环节。

（1）燃煤需求量

燃料需用量包括发电燃料需用量、供热燃料需用量和其他耗用燃料需用量三个部分，可以用以下公式求出。

发电需用燃煤量

式中，Bfd为发电需用燃煤量，t；Efd为计划发电量，g/kWh ；bfd为发电标准煤耗，g/kWh。

供热需用燃煤量

式中，Qgr为供热需用燃煤量；Qgr为计划供热量，GJ；bgr为供热标准煤耗，kg/GJ。

其他需用燃煤量

式中，Bqt为其他需用燃煤量；Bqb为其他需用标准煤量。

燃煤需用量合计

根据以上计算公式，可得出一段时间内的燃料需用量。以燃料需用量为基础，综合考虑运输方式、采购方式、煤炭到货情况、煤炭库存情况等，可进一步进行煤炭库存管理，以使电厂的煤炭库存既可保证发电生产的安全稳定，又使燃料成本保持较低水平。

（2）燃煤库存量

以煤场保证火电厂锅炉一段时间（以天计）的供煤量作为安全生产底线来计算电厂燃煤库存量，其计算式为

式中，Q为库存量；B为燃煤需用量；N为安全生产库存天数。

（3）燃煤采购

燃煤采购是关系到火电厂是否能正常生产发电的头等大事，必须制定燃煤采购计划。燃煤采购计划分年度计划、半年计划、季度计划和月计划等。

由于年度计划在制定过程中时间跨度较大，在具体实施过程中受市场不确定因素影响较大，因此，一般情况下，电企大部分按月度制定采购计划

当月计划采购燃煤量=当月发电量×机组发电煤耗。

3 应用实例

以襄阳火力发电厂为例，对上述燃煤调度模型进行应用。目前襄阳电厂330MW机组4台，640MW机组2台，两个储煤场计划储煤量分别是20.8万t和21.8万t。

为了火电设备的健康运行，需要合理安排检修，年运行时间在6000h以内，主要设备可依据表1安排大小修。

适当考虑设备大、小修时间，每台机组按一年250天（6000h）计算发电量。当然发电量受制于电网调度安排，这里只是做一种模拟计算(见表2）。

表1　火电设备大小修间隔

表2　各类火电机组平均燃煤消耗量

考虑电厂运行安全性，以一个月（30天计）满负荷运行作为燃煤调度依据较为合适。一个月的发电量为

Efd=30×24×(4×33000+2×64000)=1872×105kWh

根据式（1），一个月的耗煤量为

Bfd=Efdbfd×10-6=1872×105×(4×333+2×302.2)=362494t

暂不考虑供热和其他煤耗，则襄阳火力发电厂一个月满负荷发电需要的供煤量是36.2万t，与两个煤场的设计吞吐量基本吻合。

4结束语

综上所述，火电厂燃煤调度需要考虑的因素主要有燃煤采购计划、库存和发电量三要素，它们之间存在着密切的联系。确定火电厂燃煤库存，制定最优的燃煤调度策略对保证发电企业正常、安全生产具有重大意义。

参考文献：

[1] 马姗姗. 发电企业燃煤库存管理优化研究[D]. 北京：华北电力大学, 2014.

[2] 李超. 火电厂节煤管理模式研究[D]. 北京：华北电力大学, 2007.

[3] 白福全,宋杰. 火电厂燃料经济技术指标分析探讨[J].煤质技术, 2011(3).

[4] 庞岳红. 燃煤精细化管理探讨[J]. 中国电力教育, 2012(33).

收稿日期：（2015-11-23）