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沿海火电厂入厂煤与入炉煤存在热值差的原因分析及应对措施

文档作者：薛智李娜文档来源： 1．广东珠海金湾发电有限公司 2．武汉大学，		点击数：	更新时间： 2022年08月27日
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2014年第1期 上海电力
沿海火电厂人厂煤与人炉煤存在热值差的
原因分析及应对措施
薛 智 ，李 娜
(1．广东珠海金湾发电有限公司，广东珠海 519060；2．武汉大学，湖北武汉430072)
摘要：随着燃煤价格的不断上涨，燃料成本占火电厂发电成本的比例不断上升。人厂煤与人炉煤的热值差
作为火电厂经济性评价及燃煤管理的重要指标，越来越受到重视。结合燃煤由海运直达到厂的沿海火电厂的
实际情况，分析了造成人厂一人炉煤热值差的主要原因，并提出了相应的应对措施，可把人厂煤和人炉煤的热
值差控制在合理水平的。
关键词：人厂煤；人炉煤；热值差；燃料；损耗
中图分类号：TM621．8 文献标志码：B
O 引言
随着电力体制改革的不断深入，厂网分家、竞
价上网、环保调度等竞争改革的不断深入，使火电
厂必须不断寻求降低单位发电成本、提高企业竞
争力的新途径，以利润最大化为目标的经营管理
理念正引导着火电企业的经营发展路线。而燃煤
价格的不断上涨，使燃料成本占燃煤电厂发电成
本的比例已上升至7O 以上。而人厂煤与入炉
煤的热值差作为燃煤电厂经济性评价及燃煤管理
的重要指标，越来越受到重视。
在电力行业一流火力发电厂考核标准(电综
[1997]577号文附件1)中对热值差作出的规定
是，入厂煤与人炉煤低位热值差要小于502 kJ／kg
(即120 kcal／kg)。广东省粤电集团公司先进发
电企业考核中则规定人厂煤与人炉煤低位热值差
要小于418 kJ／kg(即100 kcal／kg)。广东省沿海
某大型燃煤发电公司的对标指标体系中更是把低
位热值差的年目标值设为335 kJ／kg(即80 kcal／
kg)，可见对人厂煤与人炉煤低位热值差指标的
重视程度。
如果入厂一入炉煤热值差偏大，一方面影响燃
煤成本的核算，另一方面影响煤耗计算的准确性。
但如果单纯根据表面上的入厂一入炉煤热值差就
简单计算出因此损耗标煤多少吨，造成多大的经
济损失则又有失偏颇。造成人厂煤与人炉煤存在
热值差的原因很多，尤其是沿海大型海运燃煤直
达到厂的火电厂，相对火车和汽车运煤到厂的电
厂来说，有不同之处。本文参考相关文献资料的
研究成果口。]，结合海运燃煤直达火电厂的实际
情况，对造成人厂煤与人炉煤热值差主要的几方
面原因进行了分析，并提出应对措施。
1 造成入厂一入炉煤热值差的原因
1．1 统计周期造成的偏差
大型火电厂总有较大的燃煤库存，不可能保
证某一周期内采购进厂的煤就在该周期内入炉耗
用完毕，因此一定周期内的人厂煤和入炉煤是很
难完全对应起来的。当然周期越长(例如按年统
计)，由此造成的偏差就相对越小。如果按月考核
就会因考核周期太短而造成考核数据的不真实。
1．2 全水分造成的影响
燃煤的全水分是热值计算中非常重要的一个
煤质参数，国内煤炭贸易中，入厂煤结算时一般都
以煤样的收到基低位热值为计价考核标准。而收
到基低位热值除受到煤炭自身质量影响外，还受
全水分的影响，低位热值计算的过程中也需要用
到全水分值进行换算。尤其对于南方沿海电厂的
露天煤场，燃煤堆放在煤场后受到雨季天气和煤
场喷淋等因素影响，全水分会发生较大变化，而且
往往是全水分增大了。这样在忽略其他条件影响
的情况下，同样一堆煤人炉时的收到基低位热值
也要比入厂煤化验时的收到基低位热值要低了。
相反，如果是在干燥季节或使用圆形密封储煤罐
的电厂，则有可能出现入炉煤全水分比人厂煤的
低，而收到基低位热值要比入厂煤化验时更高的
一55 —
上海电力 2014年第1期
现象。
全水分因素造成的另一个影响是燃煤的重量
变化了。某一煤堆的全水分增大后，重量肯定也
增大了，因为煤中的毛细管吸附了更多的水分。
例如，某堆煤人厂堆放时计量是10 000 t，收到基
全水化验值是10 。假设经过暴雨后，某天机组
全部上的是这堆煤，入炉煤样收到基全水化验值
是12 。在不考虑煤质不均匀性、煤中其他成分
变化、皮带秤计量误差等其他因素影响的情况下，
理论上说，该煤堆的燃煤在人炉计量时的重量应
该约为10 227 t，但人炉时收到基低位发热量肯定
会比人厂时低，称此为“盈吨亏卡”现象。这也是
为什么说不能单纯根据表面上的人厂一人炉煤热
值差就简单计算出因此损耗标煤多少吨，造成多
大经济损失的主要原因。
1．3 煤长时间存放造成氧化损失
这就与煤场管理有关了。燃煤堆放在露天煤
场后，由于日晒、风化及缓慢氧化等原因，挥发份
等易燃成分会不断析出，使发热量降低，严重时还
会发生冒烟自燃等现象。有研究资料报告，挥发
分小于17 9／6的煤种在储存了6个月后，发热量损
失平均达2 左右。而挥发分高的煤种，如印尼
煤或褐煤，储存了1个月后，发热量损失就达1．
2 左右，而且还可能出现自燃冒烟的现象，需要
尽快安排入炉燃用。
1．4 入厂煤和入炉煤批次数量差异导致的采样
偏差不对等
对于海运直达电厂来说，入厂和入炉煤的采
样过程都是要从一大批煤(近万吨直至十几万吨)
中采集少量的煤样(几百公斤)，再经过一系列制
样过程制成数量更少(仅约100 g左右、粒度小于
0．2 ram)的试验样进行化验。不难理解，仅用这
极少量煤样的检测结果来推断整批煤的品质，必
然会存在偏差。
虽然目前大型火电厂的入厂煤和入炉煤采样
基本上都采用机械化自动采样的方式，很大程度
上避免了人为因素的干扰和局限性。但由于近年
来煤炭供应形势的紧张，煤的来源更广，配煤掺烧
力度越来越大，煤质均匀性也大大降低，增加了采
样偏差的可能性。有研究表明，对燃用均匀、单一
的煤种，比较容易达到热值差指标，因为煤质均匀
不容易造成采样偏差。而使用煤质非常不均匀的
配煤时，不增加子样个数，采样代表性就很差。据
一56 一
资料统计，在采制化偏差构成中，按方差计算，采
样偏差最大，占总偏差的8O 。
区别于汽车和火车运输燃煤到厂的方式，对
于沿海海运直达电厂来说，入厂燃煤基本上采用
5～10万t级的煤船运输，如果单船次运输的是
单一煤种的燃煤，不容易造成采样偏差。即使运
输的是混配煤种，因数量较大，采样偏差也相对较
小。而机组每日入炉煤量一般只有几千吨到一两
万吨左右，加上普遍采用配煤掺烧技术，人炉煤各
煤种问煤质偏差更大，所以入炉煤的采样偏差的
可能性更大。例如某煤种每台炉仅掺烧一个仓，
上这种煤的时间可能就十几分钟，理论上只能采
到几次样，加上上煤流量不均匀时可能导致有一
两次采不到煤样，这样就会造成人炉煤采样环节
的偏差比入厂煤的采样偏差要大。
1．5 取样代表性导致的偏差
目前皮带自动采样系统主要有头部(端部)取
样和中部取样两种取样方式。虽然没有明确的研
究数据指出两种采样方式孰优孰劣，但在生产实
践中，它们间存在取样代表性偏差是不争的事实。
皮带头部取样系统中，有的取样设备采样头的开
口尺寸不能达到最大来煤粒度三倍的规定，导致
较大粒度的石头或矸石不容易被采到。皮带中部
取样系统中，取样装置与皮带间的间隙过大，也造
成皮带底部的煤样不能取到，影响取样代表性。
入厂煤自动采样系统因牵涉到商务结算，各
单位普遍都很重视，能按周期要求定期由权威部
门进行性能检定试验并对数据进行分析。而入炉
煤自动采样系统则普遍没有定期进行性能检定试
验，甚至有些电厂以入炉煤粉取样代替入炉原煤
取样，更是严重影响了取样的代表性。
1．6 制样、化验过程导致的偏差
在采制化造成的偏差构成中，采样偏差占总
偏差的80 ，剩下的部分中，制样误差约占16 ，
化验误差则占4 。虽然占比不大，但由于是用
极少量的煤样来推断整批煤的品质，小偏差也可
能造成大损失。常见导致制样、化验过程偏差的
原因有：制样装置每次使用前没有彻底清空造成
不同煤样交叉污染；煤样粒度过大时随意取出，而
不是进行破碎后重新加入制样过程；在进行空气
干燥基煤粉样制备时为了缩短干燥时间而人为提
高干燥温度，或进行印尼煤等接近褐煤的煤种制
样时未按国标规定使用通氮干燥法导致煤样氧
2014年第1期 上海电力
化，内部成分发生变化；磨粉机连续工作时间过
长，散热不足，内部发热造成造成煤样成分变化；
人炉煤与入厂煤在不同的实验室进行化验，设备
的系统误差导致化验结果的偏差；入炉煤与入厂
煤采用的煤质检测方法不一致造成的偏差，如人
厂煤全水分采用烘干法测定，入炉煤全水分则采
用微波法测定；化验用煤样磨制后没有全部通过
0．2 mm的网筛，没有通过的煤样轻易丢弃，而不
是继续磨制；忽略了对热量计标定记录及反标记
录的检查，没有对热量计的系统误差进行修正等。
2 应对措施
2．1 制度措施
1)以较长周期的加权平均值或移动平均值
作为考核依据
应该以一年为周期进行入厂一人炉煤热值差
的统计考核，或以一定周期的移动平均值作为考
核依据，避免考核周期太短造成考核数据的失真。
2)统一全水分基准
为去除全水分变化对热值差的影响，应该将
人炉煤化验出的收到基低位热值换算到同期入厂
煤全水值对应下的收到基低位热值，作为考核用
的人炉煤调整后低位热值。即入炉煤调整后的每
月加权平均低位热值一入炉煤每月加权平均低位
热值×(100一人厂煤每月加权平均全水)／(100一
人炉煤每月加权平均全水)。
3)建立完善的采制化管理制度并严格执行
《GB 474—2OO8煤样的制备方法》、《GB／T
18666-2002商品煤质量抽查和验收方法》以及
一系列的煤质化验国家标准详细规定了煤样采
集、制备和化验过程的规范要求，应根据这些国家
标准的要求，结合本单位的实际情况，细化制订出
完善的采制化管理制度。具备条件的单位应引入
独立的具有相关资质的第三方检验机构负责采制
化工作，本单位职能部门进行校核和监督，形成多
方参与、互相监督的有效机制。严格执行采制化
管理制度是获得准确的入厂煤、人炉煤煤质数据
的制度保证。
2．2 管理措施
1)提高入炉煤采制化管理工作的重视程度
入厂煤采制化因牵涉到对外商务结算，各单
位普遍都很重视，管理力度较大。而入炉煤采制
化则普遍被认为仅是内部考核的手段，没有清晰
认识到入炉煤质数据在核算企业排污数据(如综
合脱硫效率等)、计算发供电煤耗率、科学指导配
煤掺烧、估算煤场损耗等方面的重要意义，管理不
到位往往造成入炉煤质数据不准确甚至失真，失
去了与人厂煤质数据的科学对比性。
要提高入炉煤采制化工作的管理力度，首先
要坚决摒弃用人炉煤粉取样代替入炉原煤取样的
错误做法，建立人炉煤机械自动采样系统并按检
定周期进行性能检定试验。其次，尽可能在入炉
煤化验环节采用与入厂煤化验同样的设备、同样
的标准，以减少两者间差值的不确定性。例如某
厂入厂煤与入炉煤化验在不同的实验室进行，某
些人炉煤化验设备的精度等级较低，且入厂煤样
全水分采用空气干燥法测量，入炉煤样全水分采
用微波干燥法测量。该厂入厂煤与人炉煤低位热
值差长期偏大，经采取升级部分入炉煤化验设备、
统一全水分检验标准后，人厂煤与人炉煤低位热
值差明显减小。
2)加强自动取样装置的维护和改造工作，减
少采样环节的系统误差
既然采样环节造成的偏差占采制化总偏差
(按方差计算)的8O ，当然就应当大力加强在采
样环节的监督和管理力度。首先要全面检查人厂
煤和人炉煤自动取样装置的设计安装和运行情
况，确认自动取样装置能按要求采到煤流全截面
完整的子样，且取样器的开口尺寸大于皮带实际
来煤最大粒度的三倍以上。建议新建电厂在人厂
煤自动取样装置前也能安装碎煤机，减少漏采来
煤中大块的几率。二级破碎缩分机构中，二级缩
分器的开口也应达到实际出料粒度的2．5～3倍，
并且要全截面切割一级来煤样的煤流。有文献指
出，滚筒式缩分器和圆锥旋转式缩分器因设计缺
陷容易造成留样煤质偏好、热量偏高，在使用此类
缩分器时开口尺寸不能按常规的3倍出料粒度调
整，而应按4倍的出料粒度调整l1]。
对自动取样装置进行良好的维护保养也非常
重要，重点是加强对采样头、破碎机、缩分器的检
查，保证采样头不堵煤，动作正常，所采样量符合
要求；破碎机破碎性能完好，定期检查刀盘刀片等
与煤流直接接触部件的磨损情况，及时调整动静
间隙，按定检周期进行保养或更换；及时按国标规
范进行取样装置的性能试验和调整，减少因取样
装置导致的系统误差。
一57 —
上海电力 2014年第1期
3)规范制化流程操作
在制样和化验的过程中严格按国标规范进行
操作，杜绝制化过程中煤样交叉污染、随意丢弃的
现象。对于牵涉到对外经营结算的入厂褐煤或印
尼煤化验，应监督第三方质检机构严格按GB／T
211—2OO7煤中全水分测定国标的要求，采用氮
气流干燥法进行煤样的烘干，减少误差。应定期
检查至少近3个季度以来的热量计热容量标定记
录和反标记录，初步判断热量计是否存在系统误
差。有的热量计的热容量与温升有关，在标定时
温升应与测定发热量时的温升基本接近，能提高
热值测量的准确度。
为加大对煤样采制化过程的监督力度，建议
建立采制化管理系统和门禁、视频监控系统，在采
样机的关键位置(如控制柜门、取样收集器、落料
管检查口等)和取样、制样场所出入口加装门禁控
制系统和视频监控系统，需参与采制样工作的各
方授权人员同时打卡才可开启门禁，杜绝无监督
下随意操作。制出的煤样仅贴上由采制化管理系
统自动生成的条形码或二维码，不出现具体的来
源信息。采制化全过程有红外高清视频监控系统
拍摄记录，视频文件镜像备份并保留半年以上，有
效杜绝弄虚作假。我单位还使用带唯一编码的不
可回退的一次性密封条和巡检用二维条形码，利
用采制化软件中的巡检管理功能判断一次性密封
条和二维条形码是否正确且唯一对应，有效杜绝
了取样装置柜门和中转集样桶等薄弱环节被非法
开启、非法调换情况的出现。
4)加强燃料管理，减小储存损耗
要建立良好的燃料管理系统，对燃煤的接卸、
一58 一
存储、取用、掺配、盘点等工作进行系统性的记录
和管理。合理规划煤场的堆放，尽量按“先堆先
取”的原则配煤掺烧，减少煤堆在煤场中的存放时
间(有计划存储优质煤种时做好压实工作)。对挥
发份高的煤种(如印尼煤)应优先考虑多配烧，煤
堆出现冒烟、自燃情况时要及时进行处理。煤质
差异较大的煤种尽量分开堆放，既方便配煤掺烧，
又避免混堆造成入炉煤质失控，尤其是尽量不要
在挥发份高的煤种(如印尼煤)上覆盖其他燃煤，
以免发生自燃情况时难以彻底处理。
3 结语
入厂煤和人炉煤的热值差是火电厂燃煤监
督、技术管理的综合反映，对外涉及到商务往来、
合同结算，对内涉及安全生产、成本核算、节能减
排等。通过加强对采制化过程的制度建设和监
督、煤场管理水平提升、配煤掺烧工作的细化和优
化、管理考核的合理优化等手段，从管理和技术上
是可以把入厂煤和入炉煤的热值差控制在合理水
平的。
参考文献：
Eli 龚丽华，张国金，王应高，赵静，等．火电厂入厂煤与入炉煤
热值差大的原因分析及对策[J]．中国电力，2009，08(48)：
32-34．
[23 付强，林木松，张宏亮，等．人厂煤与人炉煤热值差异较大原
因分析[J]．华中电力，2003，16(6)：47—49．
作者简介：薛 智(1974一)，男，工程师，主要负责火电厂燃
料监督管理工作。
(收稿日期：2014-01—10)

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