火力发电厂燃煤调度分析

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月第5期   作者:邬守英
[导读] 缓解资源危机和减少大气污染是当下能源可持续发展中迫切需要解决的问题之一,
        摘要:缓解资源危机和减少大气污染是当下能源可持续发展中迫切需要解决的问题之一,在火力发电生态系统中燃煤资源的消耗、购置、存储等调度的运营管理水平关系整个发电企业的整体经营效益,构建以精细化管理为特征的燃料全流程互联网调度运营管理,淘汰粗放式能源管理模式是火电企业可持续发展的关键所在。本课题以电厂燃料全流程调度运行作业管理为研究对象,针对已开发的分散、孤立、各自为体的单业务系统没有实现数据共享、数据同步,不能发挥整合效果问题,以降低火电企业成本和提高经济效益为目的,学习借鉴先进企业运营调度方面的管理经验,建立经济性评价指标体系,并不断完善评价指标,优化组织机构和燃料管理流程。
        关键词:火力发电厂;燃煤资源;调度应用;体系;
        前言
        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。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%,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。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。
        一、燃煤调度概述
        1.选题背景及意义
        我国火电厂由于近十余年来国内外燃煤价格和运费的飙升,曾出现大面积亏损,如今随着燃煤产能过剩,煤炭价格触底,火电厂燃料成本的骤减致使运营效益提升,但电厂之间的竞争却日趋激烈。随着雾霾肆虐神州,环境卫生、空气质量成为每个国民都关心的问题,各级大气监管部门对火电厂工业废气排放的标准日趋严格,为确保排放量不超标,固体颗粒物、硫氧化物、氮氧化物排放达标,燃煤电厂迫于多重压力。只好选用非设计煤种、掺烧低硫低热煤,直接导致电厂购煤品类繁多,燃煤理化特性变化区间大,配煤燃烧复杂度和难度变高且机组用煤变更频繁。于此同时,购置燃料需按煤种分区存放,存新煤用1日煤,多种类的燃煤需求致使电厂在煤场的存煤种归类、堆煤、取煤、配煤、存煤等调度管理方面任务精细繁重,在人为的运行管理中易出现无序化储煤,配煤理化特性不稳定,场损提高,燃料质量数量验收过程中出现徇私舞弊等现象。燃煤调度的可控性差,在配煤掺烧过程中易出现上煤达不到锅炉负荷要求,煤种适烧性差及燃烧效率低下,软化温度过低导致锅炉结焦危及锅炉运行安全,固体颗粒物、硫氧化物、氮氧化物排放超标影响脱硝脱硫除尘效果。在运行效能管理方面,出现燃料耗用不能实时同步匹配、采购与验收验收结算与合同管理调控相脱节,无法实现公平公正、有效监督。随着经济、技术、社会环境的发展变化,当下传统的粗放管理方式已不适应火电厂的发展要求,多品类煤种的购置、归类、堆煤、取煤、配煤、存煤等运营调度,燃料全流程运营调度管理的缺乏,精细化管理发展的需要,燃煤调度问题亟需解决。
        2.燃煤调度管理现状
        我国的火力发电企业自建成投产多即采用的多为粗放式经营管理模式,信息化程度和水平偏低,另外科学管理基础硬件条件很差,信息一体化建设方面的人才相当匮乏,因此火电企业信息化建设的开展在一定程度上被限制了,随着现代信息技术的飞速发展和燃煤电厂装机的不断变大,在保证机组运行安全,提升能效率的需求下,我国的火力发电企业信息化发展程度也有了快速提高,在火电生产运行基础控制和企业运营管理方面有一定的进展。
        二、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。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。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;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;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;燃料需用量合计:是指发电、供热、运损及其他燃料之和;期初库存量:是指在计划期之初的实际库存燃料数量;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。
        三、燃煤调度的基本环节
        1.在对燃煤进行调度的过程中,需要充分考虑到以下三个方面的内容,一是燃煤的需求量,二是库存量,三是燃煤的采购环节。首先在对燃煤的需求量进行计算时,其中由包含了以下三点,即发电燃料需求量,供热燃料需求量以及其他损耗需要的燃煤需求量。
        2.通过下述的公式中可以将发电时所需要的燃煤量计算出来:
       
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。对于燃煤库存量而言,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:
        Q=BN(5)
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.在燃煤采购中,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为:当月计划采购燃煤量=当月发电量×机组发电煤耗。
        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]李超.火电厂节煤管理模式研究,北京:华北电力大学,2007
        [2]白福全,宋杰.火电厂燃料经济技术指标分析探讨,煤质技术,2015
       
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