330MW机组燃煤经济性分析
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330MW机组燃煤经济性分析(一)设计煤种
海口电厂#8/9炉原设计煤种如表1所示。
表1锅炉原设计煤质
2017年#8/9炉进行环保超低排放改造时,锅炉主要进行了低氮燃烧器改造、SCR装置提效改造和空预器改造。
由于煤炭市场不稳定,实际入厂煤的煤种波动
较大,依据海口电厂近年实际的入厂煤质数据,改造时采用的设计煤种和校核煤
种见表2。
表2环保升级改造设计煤质
(二)常用煤种
根据数据统计,海口电厂近年来常用的煤种为印尼煤(热值在3800~4800kcal/kg范围)、国产混煤(热值5100kcal/kg左右)、另会有少量的俄罗
斯煤、蒙煤、菲律宾煤等煤种。
通常印尼煤与国内煤来船计划按3:1比例,每隔2个月来一艘国产煤作为安全煤种和保库存。
并根据实际发电量来调整来煤。
煤种主要边界参数见表3。
表3海口电厂燃煤采购计划煤种
(三)燃用不同煤种经济性试验分析
1.试验结果分析方法
(1)供电总成本计算方法:根据汽机试验的高、中、低负荷段热耗,分别计算出不同负荷段不同煤种的发电标煤耗,再按标煤单价700元/吨计算出发电
燃煤成本,加上厂用电、液氨和石灰石成本,减去石膏和灰渣收益,得出供电总成本。
(2)三种煤单位运行消耗性材料(石灰石粉、液氨)按典型的国产煤、中热值印尼煤、低热值印尼煤的消耗取样。
表4不同煤种的运行消耗性材料费用
2.高负荷段试验结果分析
表5高负荷段计算资料
由上表知,在高负荷段,燃用国产煤时的发电煤耗最低、厂用电率最低、锅炉效率最高,燃用印尼煤发电煤耗和厂用电率均上升,锅炉效率降低,而且印尼煤热值越低,发电煤耗、厂用电率、锅炉效率三项指标均越差。
#8、9机组在燃用低热值印尼煤时带不满负荷说明:
西安热工院对我厂#8机组协调控制系统进行了优化,通过实验得出磨煤机以
下结论:当#8炉磨煤机煤量超过30t/h时,实际入炉煤量变化速度已经不能等同
于给煤机给煤量变化量,会造成主汽压力的偏差持续增加,以造成给煤量过调,
为确保安全,#8炉单台磨煤机给煤量不大于36t/h。
为确保我厂机组的安全运行,#8机组燃用低热值印尼煤(低位发热量小于3800kcal/kg)时#8机组实际总给煤
量不大于180t,#9实际总给煤量不大于170t。
按照我厂燃用低位发热量小于
3800kcal/kg印尼煤的经验,#8机组总煤量180t时机组出力315MW;#9机组总
煤量170t时机组出力295MW。
即为了保机组及设备的安全,燃用低热值印尼煤时,在机组5台磨煤机均正常运行的情况下,#8机组最高出力不高于315MW,#9机组
不高于295MW。
3.中负荷段试验结果分析
表6中负荷段计算资料
由上表知,中负荷段燃用中热值煤锅炉效率最高、发电煤耗最低,国产煤次之,低热值印尼煤最差。
厂用电率燃用低热值印尼煤煤最差,中热值印尼煤次之,国产煤最好。
4.低负荷段试验结果分析
表7低负荷段计算资料
由上表知,低负荷段燃用中热值煤锅炉效率最高、发电煤耗最低,国产煤次之,低热值印尼煤最差。
厂用电率燃用低热值印尼煤煤最差,国产煤次之,中热值印尼煤最好。
5.试验结果汇总
(1)假设国产煤、中低热值印尼煤的标煤单价均为700元/吨,粉煤灰价格144元/t,石膏价格107元/t,石灰价格256元/t,液氨价格4590元/t,计算结果如下:
表8不同煤种的运行消耗性材料费用表
表9不同煤种的粉煤灰和石膏收益表
(2) 以相同的标煤单价700元/吨为基准,计算的供电成本如下:
表10 不同煤种不同负荷段的供电成本汇总表
负荷
煤种
供电标
煤耗
(g/kw .h )
运行消耗性成
本(元/kw.h )
粉煤灰和石膏收
益(元/kw.h )
供
电总成本 (
元/kw.h ) 高负荷
国产煤
301.73
0.211
0.004715
0.015580
0.200
中热值印尼煤
303.91
0.214
0.002422
0.004768
0.212
低热
305.97
0.20.0030.00670.2
值印尼煤130448209
中负荷
国产
煤
308.63
0.2
16
0.004
750
0.0153
11
0.2
05
中热
值印尼煤
310.39
0.2
18
0.002
352
0.0046
60
0.2
16
低热
值印尼煤
311.89
0.2
17
0.003
092
0.0067
47
0.2
14
低负荷
国产
煤
319.48
0.2
24
0.002
827
0.0148
02
0.2
12
中热
值印尼煤
317.16
0.2
25
0.002
798
0.0051
56
0.2
23
低热
值印尼煤
321.94
0.2
22
0.002
018
0.0061
16
0.2
18
由上表知,标煤价格相同时,各负荷段燃用国产煤效益最好,低热值印尼煤的效益次之,中热值印尼煤的效益最差。
(3)以国产煤的标煤单价700元/吨为基准,等供电成本下印尼煤与国产煤折算标煤价差值见下表。
表11等供电成本印尼煤与国产煤折算标煤价差值
由上表知,低热值印尼煤的标煤价格比国产煤低36.35元/t以上,中热值印尼煤的标煤价格比国产煤低25.27元/t以上时,燃用印尼煤经济性高。
6.总结
三种煤的综合优劣比较:
表12三种煤的综合优劣比较
煤种优势劣势
国产煤
高、中负荷的
供电煤耗均最低
1.
总体硫份高,环保消耗的石灰石粉、液氨
多,脱硫电耗高;
2.
炉膛易结焦、水冷壁高温硫腐蚀的危害性
高;
3.
NO X生成高,喷氨量大,造成氨逃逸和硫
酸氢铵生成率高,易造成空预器堵塞。
中热值印尼煤
容易燃烧,供电煤耗、环保指标综合优
低热值印尼煤
容易燃烧,污
染物生成少,环保
指标优
1.
机组带不满负荷;
2.
高、中、低负荷的供电煤耗均最高;
3.
水份大,烟气量多,引风机耗电率高;
4.
排烟热损失大;
5.
卸煤、输煤、储存扬尘严重污染环境,热
值损耗大;
6.
输煤过程存在较大的粉尘爆炸危险;
(1)总体上印尼煤在机组负荷越低时经济效益越好。
(2)低热值印尼煤低位发热值低于3800kcal/kg时,影响#8/9机组带不满
负荷。
(3)在标煤价格相同时,国产煤效益最好。
(4)国产煤和中热值印尼煤燃用经济性相当,综合考虑对锅炉风烟系统和
环保指标的影响,燃用中热值印尼煤的优势比国产煤大。
(四)燃煤采购经济性分析
受海南省政府政策影响,海口电厂2020年进口煤限额为162万吨,较去年
进口煤量下降12.73%。
海口电厂2020年计划电量为45亿千瓦时,其中4、5号机组7.3亿千瓦时,8、9号机组37.7亿千瓦时。
全年预计耗用原煤量约215万吨,折合标煤量
138.25万吨。
截止2020年4月30日海口电厂累计完成发电量14.315亿千瓦时,耗用原煤量67.78万吨。
其中4、5号机组完成电量2.927亿千瓦时,耗用国产
煤13.98万吨,8、9号机组完成11.387亿千瓦时,耗用进口煤53.79万吨。
截止4月底,海口电厂累计采购国产煤16.03万吨,采购进口煤55.25万吨。
根据海口海关进口煤配额162万吨,海口电厂在5-12月份采购进口煤额度仅为
106.75万吨。
8、9号机组累计完成发电量11.39亿千瓦时,年度预计完成37.7
亿千瓦时,2020年5-12月份将完成电量26.31亿千瓦时。
在不突破海关进口限额情况下,8、9号机组采用以下几种配烧方式,满足机
组出力需求,根据当前煤炭市场价格进行计算如下:
1.8、9号机组全部燃用4700大卡印尼煤。
预计5-12月份将耗用印尼煤106
万吨,国产煤9万吨。
燃料成本总额为4.88亿元。
2.8、9号机组全部燃用4300大卡印尼煤。
预计将耗用印尼煤106万吨,国
产煤17.6万吨,燃料成本总额4.92亿元。
3.8、9号机组采用4700大卡及3800大卡配煤方式,按2:1配烧。
预计将耗
用印尼煤106万吨(其中4700大卡印尼煤60.73万吨,3800大卡印尼煤44.3万吨),国产煤17.93万吨国产煤,燃料成本总额4.84亿元。
(五)燃煤采购建议
海口电厂四期煤场经过封闭及扩建,煤场存煤量仍然只有11万吨,仅满足8、9号机组15天存储量,风险应对能力较低。
尤其是在迎峰度夏及防台防汛期间,
煤场容量小劣势更为明显。
考虑到下半年需要进行燃料系统设备改造、磨煤机大
修等因素,建议采购策略如下:
(1)5-8月份,8、9号机组宜采购4700大卡印尼煤作为主力煤种。
(2)9-12月份宜采购4700大卡热值印尼煤作为主力煤种,采购3800大卡
印尼煤为辅助配烧用煤,摊低进口煤采购标煤单价。
建议每5船煤中采购一船3800大卡热值印尼煤进一步降低进口煤采购标煤单价。
(3)第四季度进口煤政策如果放宽,2021年1-2月份宜采用4300大卡热值
印尼作为主力煤种,4700大卡及3800大卡热值印尼煤作为辅助配烧用煤,用于
机组分时段带满负荷。
建议每4船煤采购两船4300热值印尼煤,4700大卡及
3800大卡热值印尼煤各一船。
(4)上述策略基于4700大卡印尼煤与3800大卡印尼煤有60元差价进行分析。
市场煤价波动对配烧经济影响较大,需进行详细计算而定。
如果环保政策偏紧,放弃采购3800大卡热值印尼煤。
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