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3影响煤耗的主要因素
3.1煤电厂的类型
A.按燃烧方式分有:循环流化床(CFB)与煤粉炉(包括π型炉和塔式炉,W火焰炉)。CFB应针对劣质煤,煤耗相对要差些。
B.按照排汽冷却方式分有:湿冷机组与空冷机组(包括直接空冷与间接空冷)。取决于厂址条件,湿冷机组的排汽背压通常在4.9kPa~11.8kPa,南方也有6kPa~11.8kPa;间接空冷通常在13~28kPa,直接空冷在15~35kPa左右。因此,不同类型的机组,以及同一机组在不同背压下煤耗相差很大。
C.按照电厂参数分有:亚临界,超临界,超超临界电厂。亚临界(16.7MPa/538/538)、超临界(24.2MPa/566/566)的参数比较固定(少数超临界的参数略有不同),超超临界再细分的话有普通超超(25~26.25MPa/600/600),和先进超超或叫高参数超超(28MPa/600/620),中间过渡还有再热温度610度的。所以,尽管都叫超超临界,煤耗差别也会有2克千瓦时左右的差别。
D.按照再热次数分有:一次再热和二次再热(双再热)。如按二次再热31MPa/600/620/620的方案,二次再热超超临界与一次再热普通超超临界煤耗大致相差8~9克/千瓦时左右。
E.纯凝发电机组与供热机组
按热电用途分有:纯凝发电机组与供热机组。供热机组(热电联供)因为利用了低温热能,其煤耗会比纯凝机组好得多,可以轻易地做到200克/千瓦时以下。所以,千万不要直接比较两种不同的机组。
3.2影响煤耗变化的主要因素
对于一台运行机组的煤耗因素不少,这里讲两个主要的因素。
A季节变化
主要是环境温度变化引起排汽背压的变化,使得汽轮机热耗变化,对锅炉效率影响不大。所以,无论湿冷还是空冷机组,夏季和冬季工况的煤耗相差挺大。例如,1000兆瓦超超临界电厂的煤耗,高低背压工况下可能相差17克/千瓦时(湿冷机组)、26克/千瓦时(空冷机组)。
B负荷变化
负荷变化对锅炉效率的影响相对不那么大。例如,1000兆瓦超超临界烟煤锅炉效率,100%负荷时为93.9%,75%负荷时为94.9%,50%负荷时为95.5%,即部分负荷甚至还稍好。
主要的影响是在于汽机热耗。例如,1000兆瓦普通超超临界汽机热耗,100%汽机验收工况(THA)时为7370千焦/千瓦时,75%THA时为7500千焦/千瓦时,50%THA时为7820千焦/千瓦时,40%THA时为8110千焦/千瓦时。热耗的划分大致是负荷降到75%时,超超临界机组成了超临界机组,50%负荷时成了亚临界机组。
下图为早期660/1000兆瓦机组热耗与负荷的关系曲线,引自《600兆瓦超超临界机组的经济技术性能分析》,作者张晓鲁,2008年10月清洁高效燃煤发电技术协作网2008年会。
目前,煤电机组的年利用小时数普遍下降,创历史低位。如果按照4500小时估算,平均负荷利用率为51%左右(出力系数不会高)。即众多的煤电机组煤耗的年平均值不会乐观。所以千万别告诉我,亚临界运行状态下能达到超临界或超超临界机组的煤耗水平。
下图为早期各种机组供电煤耗与负荷的关系曲线,引自《燃煤发电机组负荷率影响供电煤耗的研究》,作者刘福国等,发表在《电站系统工程》2008年7月。可以清楚地知道负率率的影响是很大的。
4我国目前煤耗水平与行动计划
由三部委与2014年9月印发的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》,代表了官方认可的目前煤耗水平和对新建机组的要求。
先看截止2014年底煤电机组的构成(中国电力可靠性年报2014):
尽管有人认为这些数是各电厂上报的,也还是有些参考价值。我们可以看到两个表的一些区别。
5结束语
我们讨论了煤耗的不同概念、计算方法和影响因素,主要是为了揭示煤耗的复杂性,在沟通和引用中需加以小心。煤耗的准确性有技术手段的因素,更主要的还是当事者的职业道德、良心。做好了,就是可信的煤耗数值;否则,就是以煤耗谋私利的煤老鼠──煤耗子。
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