“热值差”对火电厂燃料成本的影响

企业管理
2017年第3期
164
“热值差”对火电厂燃料成本的影响
张诗若
摘　要：尽管电力体制改革不断深入，燃煤火电机组仍是发电行业的主力机组，发电企业尤其是燃煤火电企业在相当长的一段时间内仍然是市场竞争的主体，自主经营、自负盈亏的局面不会改变，煤价一路飙升，火电企业的燃料成本也一路飙升，燃料成本作为发电成本重要的组成部分，成为控制火力发电企业运营效益的要害所在。

而热值差是反应火电企业运营管理，燃料管理的一项重要指标。

经过论述热值差对燃料成本的影响，为火电企业经营管理人士提供一种分析问题的思路。

关键词：燃煤火电　燃料成本　热值差　燃料管理　经营管理
DOI:　10.16722/j.issn.1674-537X.2017.03.059一、引言
电力体制改革不断深化，竞价上网已成为必然。

燃料成本一般占据总发电成本的60%-70%，因而燃料成本的控制是企业运营控制的要害所在，在企业不断深入管理、提高效益、节能减排的各项综合性指标中，入厂煤入炉煤热值差是火电企业重要的经济管理指标之一。

由于热值差分析、控制较为复杂，在一些火电企业中没有得到重视，有的电厂甚至把热值差作为“优化”发电煤耗的手段，掩盖了热值差所反映的生产、管理中的问题。

二、热值差的概念
热值：即每千克（每立方米）某种固体（气体）燃料完全燃烧放出的热量，属于物质的特性，符号是q，单位是焦耳每千克（J/kg(J/m3)）。

热值反映燃料燃烧特性，反应的是不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。

热值差，即两热值的差值。

表示不同燃料热值的相对大小。

入厂入炉煤热值差：是指入厂煤收到基低位发热量加权平均值与入炉煤收到基低位发热量加权平均值之差。

入厂煤热值是指电厂当月进厂煤进行采制化验收后，实际加权平均低位热值。

人炉煤热值指入炉煤通过自动采样装置采样后，按照国家规定采样精密度，所实际测得的加权平均后的收到基低位发热量。

入厂入炉热值差反映针对同一煤源同一时期，入厂煤与入炉煤收到基低位发热量同一全水份下的差值，是体现燃煤本身热值变化的指标，是客观存在的，也是可以通过加强管理手段降低的。

三、影响热值差的因素（一）煤质的不均匀
一般情况下，煤的粒度越大，越不均匀，对于煤质非常不均匀的煤种，在采样操作中，人工采样和机械采样都比较难采到粒度直径大于100mm 以上的煤矸石或石头，煤的粒度大时，人工采样困难，机械采样的采样头对于粒度为50mm 的煤样最容易采到，大于100mm 的也很难被采到。

因而，煤粒度
大时，人工和机械两种采样方法都易造成入厂煤热值偏高，从而影响热值差的准确性。

而入炉煤都经过破碎，粒度一般小于25mm，煤的均匀性已大大改善，采样的精密度和准确性都较高。

（二）煤炭存放过程中的热损失
据资料显示,在实验室状态下某煤种煤粉样存放40 d 的热量损失为 1.2%。

这是实验室状态下的测试结果，还有材料显示，筒仓存放的无烟煤半年损失的热量为1%，筒仓存放的烟煤半年损失的热量为1%-3%，褐煤半年损失热量6%，而煤在存放过程中，会遭到风、雨、雪及温度的影响，会受到不同程度的氧化而变质，煤的品种、挥发分、粒度、硫分、水分的差异，以及堆放条件的不同，都会造成煤在存放过程中热值的损失不同。

（三）热值差计算对象不统一
假如以月计算热值差，首先应该知道每月入炉燃烧是不是该月的入厂煤，不然这个月的热值差就没有可比性，电厂为了降低成本，有时会配煤掺烧，这些情况会导致入厂煤入炉煤计算对象不一致。

（四）采制化人员操作的不规范
人员操作主要是指人对采样机所采的煤样的制备和化验，可通过增强技术培训和建立有效的监督机制来规范操作。

规范采制化操作有以下措施：（1）采制化人员必需通过专业培训, 并获得专业上岗证书。

（2）采制化人员必需运用最新有效的国家标准或行业规范,并联合实际编制采制化作业指导书。

（3）由熟习采制化规范的技术人员和纪检人员共同监督采制化过程,或者在采制化场所安装摄像设施来监督采制化过程,确保采制化的公开、公平、公正。

四、热值差变化影响燃料成本指标分析
以某电厂一组经济指标为例，分析入厂煤入炉煤热值差对企业煤耗和经营效益的影响。

某电厂年度经济指标数据如下：（1）发电量：239704.2万kwh。

（2）入炉天然煤量：1938205.81吨。

（3）入炉天然煤折标准煤量：885787.7438吨。

（4）入炉天然煤价：184元/吨。

（5）累计入炉煤热值：3199.1兆焦/公斤。

（6）累计入厂煤热值：3211.83兆焦/公斤。

（7）累计入厂煤入炉煤热值差12.73兆焦/公斤。

（8）累计入炉煤标煤单价：402.6元/吨。

（9）发电单位燃料成本140.91元/mwh。

（10）发电标煤耗350g/kwh。

发电单位燃料成本是指火力发电厂每发一度电所消耗的燃料成本支出。

发电单位燃料成本（元/kwh）=发电标煤耗（g/kwh）*入炉煤标煤单价（元/吨）*10-6
入炉标煤单价（元/吨）=入炉天然煤价（元/吨）*7000（兆焦/公斤）/入炉煤低位发热量（兆焦/公斤）
入炉煤低位发热量（兆焦/公斤）=入厂煤低位发热量（兆焦/公斤）-热值差（兆焦/公斤）
企业管理
从而得出：
发电单位燃料成本（元/kwh）=发电标煤耗（g/kwh）*入炉天然煤价（元/吨）*7000（兆焦/公斤）/入炉煤低位发热量（兆焦/公斤）*10-6
发电单位燃料成本（元/kwh）=发电标煤耗（g/kwh）*入炉天然煤价（元/吨）*7000（兆焦/公斤）/[入厂煤低位发热量（兆焦/公斤）*10-6-热值差（兆焦/公斤）]
通过公式可以得出，在发电标煤耗（即机组性能）、入炉天然煤价、入厂煤低位发热量一定的情况下，入炉煤低位发热量越低，发电单位燃料成本越高，或者说入厂入炉煤热值差越大，发电单位燃料成本越高。

因此，入厂入炉煤的热值差是对发电单位燃料成本有影响的，我们不能仅仅从煤价的变化与否来确认企业的燃料成本乃至经营效益的变化。

我们不妨分析一下示例中如果没有这12.73兆焦/公斤的热值差，全年可以节约燃料成本多少，可以增加多少年发电量，相当于多少吨标煤，多少吨天然煤。

如果没有热值差，
入炉煤低位发热量=入厂煤低位发热量=3211.83兆焦/公斤标煤单价=入炉天然煤价（元/吨）*7000（兆焦/公斤）/入炉煤低位发热量（兆焦/公斤）=184元*7000/3211.83=401元/吨
发电单位燃料成本=发电标煤耗（g/kwh）*入炉煤标煤单价（元/吨）*10-6
=401*350*10-6=0.14035元/kwh
全年节约燃料成本=发电燃料成本之差（元/kwh）*全年发电量（kwh）=（0.14091-0.14035）元/kwh*239704.2万kwh=134.23万元
相当于天然煤=全年节约燃料成本（元）/天然煤价（元/吨）=134.23*104元/184元/吨=7295.1吨
相当于标煤=天然煤量（吨）*天然煤低位发热量（兆焦/公斤）/7000（兆焦/公斤）=7295.3吨*3211.83/7000=3347吨可以发电=标煤量（g）/供电煤耗（g/kwh）3347*106g/350g/kwh=956.4万kwh
也就是说该厂当年的热值差如果没有，可以节约燃料成本134.23万元，增加发电956.4万kwh。

五、控制入厂、入炉煤热值差的措施
（一）优化采样方案
不同的采样方式和位置对入厂煤的热值有很大影响，因而采用人工和机械采样相结合的模式，并根据采样特点和经验总结出加权经验公式和修正系数，能够更真实的反应出煤质的热值情况。

（二）规范制样和化验制度
在煤样制备过程中，要保证破碎缩分设施功能符合要求，在化验过程中，要保证计量设施的精确可靠。

及时发现采制化设备的故障，避免设备问题的因素造成的结果不准确。

及时制样，避免煤样积存，以降低交叉污染和设备连续工作对热值化验结果的影响。

（三）加强煤场管理
科学堆煤，使煤在存放过程中热损失最小。

煤堆松散、煤层薄，可以降低煤堆的温度，但是占地面积大，也容易流失。

煤堆过大或过高，可以减少与空气的接触面积，减慢氧化反应，但测温麻烦、掺烧困难，组堆的工作量也大。

对于挥发分高的煤，尽量避免自燃，由于煤的自燃对热值的损失十分严重，一旦发现煤堆局部温度大于60℃时，就加大测温频率范围，并采取降温方法。

缩短存煤周期，避免煤风化变质，尤其对于高挥发分的煤，比如褐煤、长焰煤等，尽量缩短存煤时间。

在煤场上风口设置挡风屏，在煤场中安装喷雾、排水、防风措施，减少扬尘的热值损失。

（四）调整热值计算基准，制定合理有效的热值差比较周期等
做到入厂、入炉煤化验的是同一批次的煤，同时延长热值差比较周期，按月比较延长为以一个季度或半年作为一个比较周期。

六、结语
入厂入炉煤热值差是反映经营管理水平，反映煤炭采购、化验、存储、煤场管理等方面情况的综合物理性指标，缩小入厂煤入炉煤的热值差，是火电企业降本增效、节能减排、稳步发展的有效途径。

引起热值差有很多的原因，只有仔细剖析，找出问题所在，才能制订出切实有效的解决方法，通过对煤质均匀性、入厂煤和入炉煤批次、煤长时间存放氧化等诸多因素的分析和采制化过程的检查,入厂煤和入炉煤的热值差从管理和技术上是可以控制的。

有效的控制好热值差，就可以有效的降低燃料成本，对于提升企业在电价方面的竞争力，节约成本增加效益，都会有较大的帮助。

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（作者单位：神华神东电力山西河曲发电有限公司）
2017年第3期
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