参数变化对锅炉热效率和机组煤耗的影响分析

孙 伟，王 岩，李利伟，黄友超，王文生，李彦龙

（1.华电电力科学研究院有限公司，辽宁沈阳 110179；2.中国能源建设集团辽宁电力勘测设计院有限公司，辽宁沈阳 110179；3.白音华金山发电有限公司，内蒙古锡林郭勒 026200）

0 引言

燃煤是我国非常重要的一次能源，占全国能源消耗的70%，在火电企业发电成本中燃煤成本约占70%。近十几年来，煤炭价格基本上维持在高价位运行，而当前电力市场需求增速放缓，产能过剩导致年利用小时数不断下降，上网电价受政府调控，采用竞价上网，实际成交电价持续走低，往往难以与煤炭价格同步联动，煤炭价格与上网电价之间存在着“市场煤和计划电”的矛盾，燃煤价格高位和人力成本增加给火电企业的生产经营造成了巨大压力[1]。

随着国家电改政策陆续出台和环保政策的持续推进，国内发电系统正经历市场化改革进程逐步加快的形势，国家对火电企业污染物排放标准日益严格。随着国家出台了越来越低的能耗标准，火电企业的节能减排压力愈发凸显，火电企业的能耗指标压力持续增加，火电企业有必要利用先进的管理思想建立一套新的发电运行管控模式，提高锅炉热效率、降低机组煤耗，为企业带来更大的经济效益。机组设备各项运行小指标变化影响着火电企业锅炉热效率及供电煤耗，通过小指标变化分析，可以找出影响锅炉热效率及机组煤耗的主要因素，制定锅炉检修及运行优化管理方案。

1 锅炉参数对锅炉热效率和机组煤耗影响分析方法

锅炉热效率的测定和计算方法有正平衡法和反平衡法两种，本文介绍反平衡法测试计算锅炉热效率。

1.1 锅炉热效率计算方法

锅炉热效率测定及计算方法按GB/T 10184—2015《电站锅炉性能试验规程》中有关规定进行，以入炉煤低位发热量为基准，采用反平衡方法计算各项热损失：

式中 ηg——锅炉效率，%

q2——排烟热损失，%

q3——气体未完全燃烧热损失，%

q4——固体未完全燃烧热损失，%

q5——锅炉散热损失，%

q6——灰渣物理热损失，%

qoth——其他热损失（包括石子煤排放热损失等），%

qex——外来热量与燃料低位发热量的百分比，%

1.2 机组煤耗计算方法

按DL/T 904—2015《火力发电厂技术经济指标计算方法》，发电煤耗计算见式（2）：

式中 bf——发电煤耗，g/（kW·h）

q——试验热耗率，kJ/（kW·h）

ηg——锅炉效率，%

ηgd——管道效率，%

Rh——热功当量值，取4.186 8 kJ/kcal

供电煤耗计算见式（3）。

式中 bg——机组供电煤耗，g/（kW·h）

Lfcy——机组发电厂用电率，%

1.3 主要参数对锅炉热效率及机组煤耗影响的分析方法

按照《电站锅炉性能试验规程》编写锅炉热效率计算程序，通过对锅炉热效率计算公式中各项损失进行分析，总结出影响锅炉热效率和机组煤耗的各项参数。通过假定仅某个参数发生变化且其他参数不发生变化，计算出参数变化前后锅炉热效率和机组煤耗变化值，以此方法可以得出所有参数变化对锅炉热效率和机组煤耗的影响幅度[2]。

通过衡量一个指标对煤耗影响程度是根据其单位耗差（即单位变化下的该指标对煤耗的影响值）：单位耗差大的指标即认为其对煤耗影响大，单位耗差小的指标即认为其对煤耗影响小。

2 各项参数对锅炉热效率及煤耗影响分析

计算锅炉热效率时，可以通过调整锅炉主要参数得到参数对锅炉热效率的影响幅度，进而指导电厂经济运行。需要注意的是，这些数据是各项参数在小范围内变化的结果，如果某项参数变化幅度较大，则计算结果会产生较大误差。

以某火电企业600 MW 机组为例，根据《电站锅炉性能试验规程》计算出600 MW 负荷下各项参数变化对锅炉热效率的影响幅度（表1）。

表1 机组600 MW 负荷下各项参数变化对锅炉热效率及煤耗影响

3 制定检修和锅炉运行优化管理方案

结合各项参数变化对锅炉热效率及煤耗影响的分析，计算出这些参数偏离优化目标值时对火电机组煤耗的影响，从而优化机组的运行管理，确定影响机组设备经济运行经济性的原因、部位及机组节能潜力，对火电运行中关键参数连续进行监督分析。

火电企业根据参数对锅炉热效率或机组煤耗影响程度，制定锅炉运行优化方案，通过分析检修前锅炉热效率和机组煤耗试验结果，制定检修方案，最终可提升管控力度、降本增效、带来经济和社会效益。

4 结束语

以锅炉热效率计算方法为基础，分析参数变化对锅炉热效率和机组煤耗影响，找出影响机组经济性因素，为火电企业制定锅炉检修及运行优化管理方案提供指导和决策依据。