算了一天煤耗指標正平衡、反平衡學一下

要說簡單，其實也挺簡單，電廠煤耗就是燃煤電廠每發(fā)單位千瓦時的電(俗稱一度電)，消耗了多少克煤，單位用克/千瓦時。

而且，這里的煤是指標準煤即低位發(fā)熱量為7000千卡/千克的煤，折算到統(tǒng)一的基準以便于比較。我們要注意煤耗的幾個概念及區(qū)別：1.1發(fā)電煤耗與供電煤耗發(fā)電煤耗是總的煤耗（Grossvalue）。因為電廠本身也有廠用電，扣除了廠用電率，則是對外的供電煤耗，為凈值（Netvalue）。兩者的關系：供電煤耗=發(fā)電煤耗/(1-廠用電率)。取決于煤電廠的類型（如煤粉爐與循環(huán)流化床）和給水泵（電動泵、汽動泵）等，廠用電率可能在3～10%左右，那么發(fā)電煤耗與供電煤耗在數值上有可能相差不少，比如10～20克/千瓦時。如果只說電廠煤耗，而不告訴你到底是發(fā)電煤耗還是供電煤耗（故意的也罷，無意的也罷），這個數值就沒有意義。本文為了精簡篇幅，如果沒有特別說明，煤耗都特指和默認為供電煤耗。1.2設計煤耗與實際煤耗設計煤耗是在設計煤種（發(fā)熱量，水分，灰分等等），設計工況（出力，主汽溫度、壓力、排汽背壓等等）下的煤耗。實際煤耗當然是在實際煤種（發(fā)熱量，水分，灰分等等），實際工況（出力，主汽溫度、壓力、排汽背壓等等）下的煤耗。可以想象，實際條件與設計條件差別的項目很多，差別的量會很大，實際的數值與設計的數值會有較大差別。比說煤質的影響、負荷率的影響、排汽背壓的影響會很大。有的廠就折算回設計條件。那么這個折算過程就成了不確定的因素。1.3實時煤耗與平均煤耗理論上，電廠燃煤了，發(fā)電了，都會有煤耗，如果我們取得計算時間足夠短，并且技術上也能實現，就是實時煤耗。有的電廠至少在顯示上給出了實時的煤耗。作為統(tǒng)計數值，我們取一天，一個月，一個季度，或者一年為統(tǒng)計時段，就是這一時段的平均煤耗。我們可以想象，在一個時間段里，變化的因素非常多，煤耗的數值變化較大。如果拿一個短時段的平均值與一個長時段的平均值相比，那是不可比的。即便同一電廠都以年平均煤耗來說，因負荷率等條件不同，也會有較大區(qū)別。1.4單臺機組、單個電廠煤耗與多個電廠平均煤耗單個電廠也許有若干臺煤電機組，甚至有亞臨界、超臨界和超超臨界機組并存。如果說這個電廠的煤耗，就得加權平均。對于某個集團公司甚至大到全國，什么機組都有，也得加權平均?；仡欉^去，隨著小機組的退役、300兆瓦和600兆瓦級機組的改造，660兆瓦和1000兆瓦新機組的投運，各集團和全國的平均煤耗逐年下降，這是容易理解的。2006-2010年期間，全國煤電機組的供電煤耗從370克/千瓦時降到330克/千瓦時，2013年降到321克/千瓦時，2014年為318克/千瓦時。按照《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014～2020年）》，到2020年，現役燃煤發(fā)電機組改造后平均供電煤耗低于310克/千瓦時，其中現役60萬千瓦及以上機組（除空冷機組外）改造后平均供電煤耗低于300克/千瓦時。2電廠煤耗的計算計算的方法不外乎分為兩種，正平衡是宏觀的，反平衡是微觀的。2.1正平衡法：就是計算用了多少煤，發(fā)了多少電。輸出的電量好說，而輸入的熱值（煤量x低位發(fā)熱量）卻不那么好說。煤的低位發(fā)熱量需取樣，做試驗，不可能實時獲得。所以，只能以某一批次的煤取樣的結果作代表。輸入的煤量卻是人們可能存疑的地方，這與計量的地方和手段有關，還有的人認為煤倉間的儲煤量會對計量帶來不確定性。2.2反平衡法：分解成各大部件的效率來計算。把電廠當成是鍋爐、汽機、管道系統(tǒng)的串聯，則：電廠凈效率=鍋爐效率x汽機效率x管道效率x(1-廠用電率)，其中汽機效率=3600/汽機熱耗，汽機熱耗單位用kj/kWh，管道效率在計算中通常取0.99，影響不大。換算成煤耗:供電煤耗=3600/（電廠凈效率x7x4.1866）。計算要注意效率的單位是用了%還是小數點，如果用了%為單位還得除以100。性能驗收試驗當然有標準，鍋爐性能按照ASMEPTC4.1，汽輪機按照ASME

PTC6-2004，而且也是允許按規(guī)定進行條件偏差的修正的，只是手不要抖或都得不太大。只不過，性能驗收試驗完成后，有哪個電廠平時還用反平衡法去計算供電煤耗？在超臨界發(fā)展的初期，的確有一些機組未能到達設計指標，例如可參閱《我國超（超）臨界火電機組實際投運水平評述》，作者張建中，發(fā)表在《電力建設》2009年4月。也正因此，有的600MW級超臨界機組才投運幾年就要做汽機通流改造。如果有人說電廠煤耗改善了，我更愿意從微觀看到底是哪些方面有了提高。3影響煤耗的主要因素3.1煤電廠的類型A.按燃燒方式分有：循環(huán)流化床（CFB）與煤粉爐（包括π型爐和塔式爐，W火焰爐）。CFB應針對劣質煤，煤耗相對要差些。B.按照排汽冷卻方式分有：濕冷機組與空冷機組（包括直接空冷與間接空冷）。取決于廠址條件，濕冷機組的排汽背壓通常在4.9kPa～11.8kPa，南方也有6kPa～11.8kPa；間接空冷通常在13～28kPa，直接空冷在15～35kPa左右。因此，不同類型的機組，以及同一機組在不同背壓下煤耗相差很大。C.按照電廠參數分有：亞臨界，超臨界，超超臨界電廠。亞臨界（16.7MPa/538/538）、超臨界（24.2MPa/566/566）的參數比較固定（少數超臨界的參數略有不同），超超臨界再細分的話有普通超超（25～26.25MPa/600/600），和先進超超或叫高參數超超(28MPa/600/620),中間過渡還有再熱溫度610度的。所以，盡管都叫超超臨界，煤耗差別也會有2克千瓦時左右的差別。D.按照再熱次數分有：一次再熱和二次再熱（雙再熱）。如按二次再熱31MPa/600/620/620的方案，二次再熱超超臨界與一次再熱普通超超臨界煤耗大致相差8～9克/千瓦時左右。E．純凝發(fā)電機組與供熱機組按熱電用途分有：純凝發(fā)電機組與供熱機組。供熱機組（熱電聯供）因為利用了低溫熱能，其煤耗會比純凝機組好得多，可以輕易地做到200克/千瓦時以下。所以，千萬不要直接比較兩種不同的機組。3.2影響煤耗變化的主要因素對于一臺運行機組的煤耗因素不少，這里講兩個主要的因素。A季節(jié)變化主要是環(huán)境溫度變化引起排汽背壓的變化，使得汽輪機熱耗變化，對鍋爐效率影響不大。所以，無論濕冷還是空冷機組，夏季和冬季工況的煤耗相差挺大。例如，1000兆瓦超超臨界電廠的煤耗，高低背壓工況下可能相差17克/千瓦時（濕冷機組）、26克/千瓦時（空冷機組）。B負荷變化負荷變化對鍋爐效率的影響相對不那么大。例如，1000兆瓦超超臨界煙煤鍋爐效率，100%負荷時為93.9%，75%負荷時為94.9%，50%負荷時為95.5%，即部分負荷甚至還稍好。主要的影響是在于汽機熱耗。例如，1000兆瓦普通超超臨界汽機熱耗，100%汽機驗收工況（THA）時為7370千焦/千瓦時，75%THA時為7500千焦/千瓦時,50%THA時為7820千焦/千瓦時，40%THA時為8110千焦/千瓦時。熱耗的劃分大致是負荷降到75%時，超超臨界機組成了超臨界機組，50%負荷時成了亞臨界機組。下圖為早期660/1000兆瓦機組熱耗與負荷的關系曲線。

目前，煤電機組的年利用小時數普遍下降，創(chuàng)歷史低位。如果按照4500小時估算，平均負荷利用率為51%左右（出力系數不會高）。即眾多的煤電機組煤耗的年平均值不會樂觀。所以千萬別告訴我，亞臨界運行狀態(tài)下能達到超臨界或超超臨界機組的煤耗水平。下圖為早期各種機組供電煤耗與負荷的關系曲線，引自《燃煤發(fā)電機組負荷率影響供電煤耗的研究》，作者劉福國等，發(fā)表在《電站系統(tǒng)工程》2008年7月?？梢郧宄刂镭撀事实挠绊懯呛艽蟮?。4我國目前煤耗水平與行動計劃由三部委與2014年9月印發(fā)的《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014～2020年）》，代表了官方認可的目前煤耗水平和對新建機組的要求。先看截止2014年底煤電機組的構成（中國電力可靠性年報2