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沿?；痣姀S入廠煤與入爐煤存在熱值差的原因分析及應(yīng)對措施

文檔作者：薛智李娜文檔來源： 1．廣東珠海金灣發(fā)電有限公司 2．武漢大學(xué)，		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月27日
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2014年第1期 上海電力
沿?；痣姀S人廠煤與人爐煤存在熱值差的
原因分析及應(yīng)對措施
薛 智 ，李 娜
(1．廣東珠海金灣發(fā)電有限公司，廣東珠海 519060；2．武漢大學(xué)，湖北武漢430072)
摘要：隨著燃煤價格的不斷上漲，燃料成本占火電廠發(fā)電成本的比例不斷上升。人廠煤與人爐煤的熱值差
作為火電廠經(jīng)濟性評價及燃煤管理的重要指標(biāo)，越來越受到重視。結(jié)合燃煤由海運直達到廠的沿?；痣姀S的
實際情況，分析了造成人廠一人爐煤熱值差的主要原因，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施，可把人廠煤和人爐煤的熱
值差控制在合理水平的。
關(guān)鍵詞：人廠煤；人爐煤；熱值差；燃料；損耗
中圖分類號：TM621．8 文獻標(biāo)志碼：B
O 引言
隨著電力體制改革的不斷深入，廠網(wǎng)分家、競
價上網(wǎng)、環(huán)保調(diào)度等競爭改革的不斷深入，使火電
廠必須不斷尋求降低單位發(fā)電成本、提高企業(yè)競
爭力的新途徑，以利潤最大化為目標(biāo)的經(jīng)營管理
理念正引導(dǎo)著火電企業(yè)的經(jīng)營發(fā)展路線。而燃煤
價格的不斷上漲，使燃料成本占燃煤電廠發(fā)電成
本的比例已上升至7O 以上。而人廠煤與入爐
煤的熱值差作為燃煤電廠經(jīng)濟性評價及燃煤管理
的重要指標(biāo)，越來越受到重視。
在電力行業(yè)一流火力發(fā)電廠考核標(biāo)準(zhǔn)(電綜
[1997]577號文附件1)中對熱值差作出的規(guī)定
是，入廠煤與人爐煤低位熱值差要小于502 kJ／kg
(即120 kcal／kg)。廣東省粵電集團公司先進發(fā)
電企業(yè)考核中則規(guī)定人廠煤與人爐煤低位熱值差
要小于418 kJ／kg(即100 kcal／kg)。廣東省沿海
某大型燃煤發(fā)電公司的對標(biāo)指標(biāo)體系中更是把低
位熱值差的年目標(biāo)值設(shè)為335 kJ／kg(即80 kcal／
kg)，可見對人廠煤與人爐煤低位熱值差指標(biāo)的
重視程度。
如果入廠一入爐煤熱值差偏大，一方面影響燃
煤成本的核算，另一方面影響煤耗計算的準(zhǔn)確性。
但如果單純根據(jù)表面上的入廠一入爐煤熱值差就
簡單計算出因此損耗標(biāo)煤多少噸，造成多大的經(jīng)
濟損失則又有失偏頗。造成人廠煤與人爐煤存在
熱值差的原因很多，尤其是沿海大型海運燃煤直
達到廠的火電廠，相對火車和汽車運煤到廠的電
廠來說，有不同之處。本文參考相關(guān)文獻資料的
研究成果口。]，結(jié)合海運燃煤直達火電廠的實際
情況，對造成人廠煤與人爐煤熱值差主要的幾方
面原因進行了分析，并提出應(yīng)對措施。
1 造成入廠一入爐煤熱值差的原因
1．1 統(tǒng)計周期造成的偏差
大型火電廠總有較大的燃煤庫存，不可能保
證某一周期內(nèi)采購進廠的煤就在該周期內(nèi)入爐耗
用完畢，因此一定周期內(nèi)的人廠煤和入爐煤是很
難完全對應(yīng)起來的。當(dāng)然周期越長(例如按年統(tǒng)
計)，由此造成的偏差就相對越小。如果按月考核
就會因考核周期太短而造成考核數(shù)據(jù)的不真實。
1．2 全水分造成的影響
燃煤的全水分是熱值計算中非常重要的一個
煤質(zhì)參數(shù)，國內(nèi)煤炭貿(mào)易中，入廠煤結(jié)算時一般都
以煤樣的收到基低位熱值為計價考核標(biāo)準(zhǔn)。而收
到基低位熱值除受到煤炭自身質(zhì)量影響外，還受
全水分的影響，低位熱值計算的過程中也需要用
到全水分值進行換算。尤其對于南方沿海電廠的
露天煤場，燃煤堆放在煤場后受到雨季天氣和煤
場噴淋等因素影響，全水分會發(fā)生較大變化，而且
往往是全水分增大了。這樣在忽略其他條件影響
的情況下，同樣一堆煤人爐時的收到基低位熱值
也要比入廠煤化驗時的收到基低位熱值要低了。
相反，如果是在干燥季節(jié)或使用圓形密封儲煤罐
的電廠，則有可能出現(xiàn)入爐煤全水分比人廠煤的
低，而收到基低位熱值要比入廠煤化驗時更高的
一55 —
上海電力 2014年第1期
現(xiàn)象。
全水分因素造成的另一個影響是燃煤的重量
變化了。某一煤堆的全水分增大后，重量肯定也
增大了，因為煤中的毛細管吸附了更多的水分。
例如，某堆煤人廠堆放時計量是10 000 t，收到基
全水化驗值是10 。假設(shè)經(jīng)過暴雨后，某天機組
全部上的是這堆煤，入爐煤樣收到基全水化驗值
是12 。在不考慮煤質(zhì)不均勻性、煤中其他成分
變化、皮帶秤計量誤差等其他因素影響的情況下，
理論上說，該煤堆的燃煤在人爐計量時的重量應(yīng)
該約為10 227 t，但人爐時收到基低位發(fā)熱量肯定
會比人廠時低，稱此為“盈噸虧卡”現(xiàn)象。這也是
為什么說不能單純根據(jù)表面上的人廠一人爐煤熱
值差就簡單計算出因此損耗標(biāo)煤多少噸，造成多
大經(jīng)濟損失的主要原因。
1．3 煤長時間存放造成氧化損失
這就與煤場管理有關(guān)了。燃煤堆放在露天煤
場后，由于日曬、風(fēng)化及緩慢氧化等原因，揮發(fā)份
等易燃成分會不斷析出，使發(fā)熱量降低，嚴(yán)重時還
會發(fā)生冒煙自燃等現(xiàn)象。有研究資料報告，揮發(fā)
分小于17 9／6的煤種在儲存了6個月后，發(fā)熱量損
失平均達2 左右。而揮發(fā)分高的煤種，如印尼
煤或褐煤，儲存了1個月后，發(fā)熱量損失就達1．
2 左右，而且還可能出現(xiàn)自燃冒煙的現(xiàn)象，需要
盡快安排入爐燃用。
1．4 入廠煤和入爐煤批次數(shù)量差異導(dǎo)致的采樣
偏差不對等
對于海運直達電廠來說，入廠和入爐煤的采
樣過程都是要從一大批煤(近萬噸直至十幾萬噸)
中采集少量的煤樣(幾百公斤)，再經(jīng)過一系列制
樣過程制成數(shù)量更少(僅約100 g左右、粒度小于
0．2 ram)的試驗樣進行化驗。不難理解，僅用這
極少量煤樣的檢測結(jié)果來推斷整批煤的品質(zhì)，必
然會存在偏差。
雖然目前大型火電廠的入廠煤和入爐煤采樣
基本上都采用機械化自動采樣的方式，很大程度
上避免了人為因素的干擾和局限性。但由于近年
來煤炭供應(yīng)形勢的緊張，煤的來源更廣，配煤摻燒
力度越來越大，煤質(zhì)均勻性也大大降低，增加了采
樣偏差的可能性。有研究表明，對燃用均勻、單一
的煤種，比較容易達到熱值差指標(biāo)，因為煤質(zhì)均勻
不容易造成采樣偏差。而使用煤質(zhì)非常不均勻的
配煤時，不增加子樣個數(shù)，采樣代表性就很差。據(jù)
一56 一
資料統(tǒng)計，在采制化偏差構(gòu)成中，按方差計算，采
樣偏差最大，占總偏差的8O 。
區(qū)別于汽車和火車運輸燃煤到廠的方式，對
于沿海海運直達電廠來說，入廠燃煤基本上采用
5～10萬t級的煤船運輸，如果單船次運輸?shù)氖?
單一煤種的燃煤，不容易造成采樣偏差。即使運
輸?shù)氖腔炫涿悍N，因數(shù)量較大，采樣偏差也相對較
小。而機組每日入爐煤量一般只有幾千噸到一兩
萬噸左右，加上普遍采用配煤摻燒技術(shù)，人爐煤各
煤種問煤質(zhì)偏差更大，所以入爐煤的采樣偏差的
可能性更大。例如某煤種每臺爐僅摻燒一個倉，
上這種煤的時間可能就十幾分鐘，理論上只能采
到幾次樣，加上上煤流量不均勻時可能導(dǎo)致有一
兩次采不到煤樣，這樣就會造成人爐煤采樣環(huán)節(jié)
的偏差比入廠煤的采樣偏差要大。
1．5 取樣代表性導(dǎo)致的偏差
目前皮帶自動采樣系統(tǒng)主要有頭部(端部)取
樣和中部取樣兩種取樣方式。雖然沒有明確的研
究數(shù)據(jù)指出兩種采樣方式孰優(yōu)孰劣，但在生產(chǎn)實
踐中，它們間存在取樣代表性偏差是不爭的事實。
皮帶頭部取樣系統(tǒng)中，有的取樣設(shè)備采樣頭的開
口尺寸不能達到最大來煤粒度三倍的規(guī)定，導(dǎo)致
較大粒度的石頭或矸石不容易被采到。皮帶中部
取樣系統(tǒng)中，取樣裝置與皮帶間的間隙過大，也造
成皮帶底部的煤樣不能取到，影響取樣代表性。
入廠煤自動采樣系統(tǒng)因牽涉到商務(wù)結(jié)算，各
單位普遍都很重視，能按周期要求定期由權(quán)威部
門進行性能檢定試驗并對數(shù)據(jù)進行分析。而入爐
煤自動采樣系統(tǒng)則普遍沒有定期進行性能檢定試
驗，甚至有些電廠以入爐煤粉取樣代替入爐原煤
取樣，更是嚴(yán)重影響了取樣的代表性。
1．6 制樣、化驗過程導(dǎo)致的偏差
在采制化造成的偏差構(gòu)成中，采樣偏差占總
偏差的80 ，剩下的部分中，制樣誤差約占16 ，
化驗誤差則占4 。雖然占比不大，但由于是用
極少量的煤樣來推斷整批煤的品質(zhì)，小偏差也可
能造成大損失。常見導(dǎo)致制樣、化驗過程偏差的
原因有：制樣裝置每次使用前沒有徹底清空造成
不同煤樣交叉污染；煤樣粒度過大時隨意取出，而
不是進行破碎后重新加入制樣過程；在進行空氣
干燥基煤粉樣制備時為了縮短干燥時間而人為提
高干燥溫度，或進行印尼煤等接近褐煤的煤種制
樣時未按國標(biāo)規(guī)定使用通氮干燥法導(dǎo)致煤樣氧
2014年第1期 上海電力
化，內(nèi)部成分發(fā)生變化；磨粉機連續(xù)工作時間過
長，散熱不足，內(nèi)部發(fā)熱造成造成煤樣成分變化；
人爐煤與入廠煤在不同的實驗室進行化驗，設(shè)備
的系統(tǒng)誤差導(dǎo)致化驗結(jié)果的偏差；入爐煤與入廠
煤采用的煤質(zhì)檢測方法不一致造成的偏差，如人
廠煤全水分采用烘干法測定，入爐煤全水分則采
用微波法測定；化驗用煤樣磨制后沒有全部通過
0．2 mm的網(wǎng)篩，沒有通過的煤樣輕易丟棄，而不
是繼續(xù)磨制；忽略了對熱量計標(biāo)定記錄及反標(biāo)記
錄的檢查，沒有對熱量計的系統(tǒng)誤差進行修正等。
2 應(yīng)對措施
2．1 制度措施
1)以較長周期的加權(quán)平均值或移動平均值
作為考核依據(jù)
應(yīng)該以一年為周期進行入廠一人爐煤熱值差
的統(tǒng)計考核，或以一定周期的移動平均值作為考
核依據(jù)，避免考核周期太短造成考核數(shù)據(jù)的失真。
2)統(tǒng)一全水分基準(zhǔn)
為去除全水分變化對熱值差的影響，應(yīng)該將
人爐煤化驗出的收到基低位熱值換算到同期入廠
煤全水值對應(yīng)下的收到基低位熱值，作為考核用
的人爐煤調(diào)整后低位熱值。即入爐煤調(diào)整后的每
月加權(quán)平均低位熱值一入爐煤每月加權(quán)平均低位
熱值×(100一人廠煤每月加權(quán)平均全水)／(100一
人爐煤每月加權(quán)平均全水)。
3)建立完善的采制化管理制度并嚴(yán)格執(zhí)行
《GB 474—2OO8煤樣的制備方法》、《GB／T
18666-2002商品煤質(zhì)量抽查和驗收方法》以及
一系列的煤質(zhì)化驗國家標(biāo)準(zhǔn)詳細規(guī)定了煤樣采
集、制備和化驗過程的規(guī)范要求，應(yīng)根據(jù)這些國家
標(biāo)準(zhǔn)的要求，結(jié)合本單位的實際情況，細化制訂出
完善的采制化管理制度。具備條件的單位應(yīng)引入
獨立的具有相關(guān)資質(zhì)的第三方檢驗機構(gòu)負責(zé)采制
化工作，本單位職能部門進行校核和監(jiān)督，形成多
方參與、互相監(jiān)督的有效機制。嚴(yán)格執(zhí)行采制化
管理制度是獲得準(zhǔn)確的入廠煤、人爐煤煤質(zhì)數(shù)據(jù)
的制度保證。
2．2 管理措施
1)提高入爐煤采制化管理工作的重視程度
入廠煤采制化因牽涉到對外商務(wù)結(jié)算，各單
位普遍都很重視，管理力度較大。而入爐煤采制
化則普遍被認(rèn)為僅是內(nèi)部考核的手段，沒有清晰
認(rèn)識到入爐煤質(zhì)數(shù)據(jù)在核算企業(yè)排污數(shù)據(jù)(如綜
合脫硫效率等)、計算發(fā)供電煤耗率、科學(xué)指導(dǎo)配
煤摻燒、估算煤場損耗等方面的重要意義，管理不
到位往往造成入爐煤質(zhì)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確甚至失真，失
去了與人廠煤質(zhì)數(shù)據(jù)的科學(xué)對比性。
要提高入爐煤采制化工作的管理力度，首先
要堅決摒棄用人爐煤粉取樣代替入爐原煤取樣的
錯誤做法，建立人爐煤機械自動采樣系統(tǒng)并按檢
定周期進行性能檢定試驗。其次，盡可能在入爐
煤化驗環(huán)節(jié)采用與入廠煤化驗同樣的設(shè)備、同樣
的標(biāo)準(zhǔn)，以減少兩者間差值的不確定性。例如某
廠入廠煤與入爐煤化驗在不同的實驗室進行，某
些人爐煤化驗設(shè)備的精度等級較低，且入廠煤樣
全水分采用空氣干燥法測量，入爐煤樣全水分采
用微波干燥法測量。該廠入廠煤與人爐煤低位熱
值差長期偏大，經(jīng)采取升級部分入爐煤化驗設(shè)備、
統(tǒng)一全水分檢驗標(biāo)準(zhǔn)后，人廠煤與人爐煤低位熱
值差明顯減小。
2)加強自動取樣裝置的維護和改造工作，減
少采樣環(huán)節(jié)的系統(tǒng)誤差
既然采樣環(huán)節(jié)造成的偏差占采制化總偏差
(按方差計算)的8O ，當(dāng)然就應(yīng)當(dāng)大力加強在采
樣環(huán)節(jié)的監(jiān)督和管理力度。首先要全面檢查人廠
煤和人爐煤自動取樣裝置的設(shè)計安裝和運行情
況，確認(rèn)自動取樣裝置能按要求采到煤流全截面
完整的子樣，且取樣器的開口尺寸大于皮帶實際
來煤最大粒度的三倍以上。建議新建電廠在人廠
煤自動取樣裝置前也能安裝碎煤機，減少漏采來
煤中大塊的幾率。二級破碎縮分機構(gòu)中，二級縮
分器的開口也應(yīng)達到實際出料粒度的2．5～3倍，
并且要全截面切割一級來煤樣的煤流。有文獻指
出，滾筒式縮分器和圓錐旋轉(zhuǎn)式縮分器因設(shè)計缺
陷容易造成留樣煤質(zhì)偏好、熱量偏高，在使用此類
縮分器時開口尺寸不能按常規(guī)的3倍出料粒度調(diào)
整，而應(yīng)按4倍的出料粒度調(diào)整l1]。
對自動取樣裝置進行良好的維護保養(yǎng)也非常
重要，重點是加強對采樣頭、破碎機、縮分器的檢
查，保證采樣頭不堵煤，動作正常，所采樣量符合
要求；破碎機破碎性能完好，定期檢查刀盤刀片等
與煤流直接接觸部件的磨損情況，及時調(diào)整動靜
間隙，按定檢周期進行保養(yǎng)或更換；及時按國標(biāo)規(guī)
范進行取樣裝置的性能試驗和調(diào)整，減少因取樣
裝置導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差。
一57 —
上海電力 2014年第1期
3)規(guī)范制化流程操作
在制樣和化驗的過程中嚴(yán)格按國標(biāo)規(guī)范進行
操作，杜絕制化過程中煤樣交叉污染、隨意丟棄的
現(xiàn)象。對于牽涉到對外經(jīng)營結(jié)算的入廠褐煤或印
尼煤化驗，應(yīng)監(jiān)督第三方質(zhì)檢機構(gòu)嚴(yán)格按GB／T
211—2OO7煤中全水分測定國標(biāo)的要求，采用氮
氣流干燥法進行煤樣的烘干，減少誤差。應(yīng)定期
檢查至少近3個季度以來的熱量計熱容量標(biāo)定記
錄和反標(biāo)記錄，初步判斷熱量計是否存在系統(tǒng)誤
差。有的熱量計的熱容量與溫升有關(guān)，在標(biāo)定時
溫升應(yīng)與測定發(fā)熱量時的溫升基本接近，能提高
熱值測量的準(zhǔn)確度。
為加大對煤樣采制化過程的監(jiān)督力度，建議
建立采制化管理系統(tǒng)和門禁、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在采
樣機的關(guān)鍵位置(如控制柜門、取樣收集器、落料
管檢查口等)和取樣、制樣場所出入口加裝門禁控
制系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，需參與采制樣工作的各
方授權(quán)人員同時打卡才可開啟門禁，杜絕無監(jiān)督
下隨意操作。制出的煤樣僅貼上由采制化管理系
統(tǒng)自動生成的條形碼或二維碼，不出現(xiàn)具體的來
源信息。采制化全過程有紅外高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)
拍攝記錄，視頻文件鏡像備份并保留半年以上，有
效杜絕弄虛作假。我單位還使用帶唯一編碼的不
可回退的一次性密封條和巡檢用二維條形碼，利
用采制化軟件中的巡檢管理功能判斷一次性密封
條和二維條形碼是否正確且唯一對應(yīng)，有效杜絕
了取樣裝置柜門和中轉(zhuǎn)集樣桶等薄弱環(huán)節(jié)被非法
開啟、非法調(diào)換情況的出現(xiàn)。
4)加強燃料管理，減小儲存損耗
要建立良好的燃料管理系統(tǒng)，對燃煤的接卸、
一58 一
存儲、取用、摻配、盤點等工作進行系統(tǒng)性的記錄
和管理。合理規(guī)劃煤場的堆放，盡量按“先堆先
取”的原則配煤摻燒，減少煤堆在煤場中的存放時
間(有計劃存儲優(yōu)質(zhì)煤種時做好壓實工作)。對揮
發(fā)份高的煤種(如印尼煤)應(yīng)優(yōu)先考慮多配燒，煤
堆出現(xiàn)冒煙、自燃情況時要及時進行處理。煤質(zhì)
差異較大的煤種盡量分開堆放，既方便配煤摻燒，
又避免混堆造成入爐煤質(zhì)失控，尤其是盡量不要
在揮發(fā)份高的煤種(如印尼煤)上覆蓋其他燃煤，
以免發(fā)生自燃情況時難以徹底處理。
3 結(jié)語
入廠煤和人爐煤的熱值差是火電廠燃煤監(jiān)
督、技術(shù)管理的綜合反映，對外涉及到商務(wù)往來、
合同結(jié)算，對內(nèi)涉及安全生產(chǎn)、成本核算、節(jié)能減
排等。通過加強對采制化過程的制度建設(shè)和監(jiān)
督、煤場管理水平提升、配煤摻燒工作的細化和優(yōu)
化、管理考核的合理優(yōu)化等手段，從管理和技術(shù)上
是可以把入廠煤和入爐煤的熱值差控制在合理水
平的。
參考文獻：
Eli 龔麗華，張國金，王應(yīng)高，趙靜，等．火電廠入廠煤與入爐煤
熱值差大的原因分析及對策[J]．中國電力，2009，08(48)：
32-34．
[23 付強，林木松，張宏亮，等．人廠煤與人爐煤熱值差異較大原
因分析[J]．華中電力，2003，16(6)：47—49．
作者簡介：薛 智(1974一)，男，工程師，主要負責(zé)火電廠燃
料監(jiān)督管理工作。
(收稿日期：2014-01—10)

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