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火力发电厂燃煤全过程成本分析与优化措施研究

发表时间：2020/1/8 来源：《科技新时代》2019年11期作者：栗雪芹

[导读] 燃煤电厂的燃煤经济性直接关乎着电厂燃煤成本，关乎电厂的综合竞争力。

栗雪芹
        国电民权发电有限公司河南省商丘市476821
        摘要：燃煤电厂的燃煤经济性直接关乎着电厂燃煤成本，关乎电厂的综合竞争力。本文对火电厂的燃煤过程进行成本分析，并对降低成本、提升经济性的措施进行优化分析，保证电厂的最优化运行，提升运行效率。
        关键词：火电厂成本分析优化措施
        1引言
        随着社会经济的快速发展，对于电力资源的需求量不断提升。目前，我国的电力资源主要通过燃煤电厂提供，随着煤炭资源的不断消耗、火电厂之间的竞争不断加强，使得燃煤效率和燃煤成本分析研究工作更加深入。本文主要针对火电厂燃煤全过程的成本进行分析，并结合分析结果，选择适宜的优化措施，从而提升火电厂的燃煤效率，提升火电厂的运行经济性。
        2生产流程及特点
        2.1火电厂的生产过程概述
        火电厂的种类虽然较多，但其能量转化形式基本相同，通过将煤炭的化学能转化为电能，整个能量转化过程主要分为三个部分：
        燃烧系统。燃烧系统即锅炉系统，通过煤炭的燃烧将锅炉内的冷水转化为水蒸气，此过程将煤炭的化学能转化为热能。
        汽水系统。在此过程阶段，水蒸气推动汽轮机转动，水蒸气在转化过程中变为冷凝水。此过程水蒸气的热能转化为汽轮机的动能。
        电气系统。在此阶段，汽轮机转动做功，推动发电机转动进行发电。此过程汽轮机的动能转化为电能。
        2.2 火电厂的特点介绍
        与其他电厂相比，火电厂具有如下特点：
        （1）火电厂的配置灵活，可根据具体的电力需求情况合理选择装配机组负荷，以提高火电厂的运行效率。
        （2）火电厂的建设周期短，且一次性投资少。与水电站相比，其建设周期和一次性投资约少一半。
        （3）发电成本高。对于燃煤火电厂来说，耗煤量较多，电力耗能量约占全国煤炭需求总量的25%左右，另外，加上煤炭其他的费用(存储、运输等)和用水情况，其发电成本约为水力发电成本的3倍。另外，火电厂的设备较多，且比较复杂。因此，厂区运行所需要的人员多于水电站，运行费用高。
        （3）生产过程比较复杂。对于燃煤火电厂来说，其在生产运行过程中的最为关键的一个环节就是将液态水物质转化为饱和的水蒸气状态。仅仅这一个环节的过程就需要燃烧煤炭、锅炉、热力工程、通信工程等多个部门来统一协调合作才能够安全、有效地来完成。并且其管理过程和过程中所产生的数据信息流程相当复杂。因此，燃煤电厂设置了一个专门负责针对外部管理事物的煤炭采购部门，同时有一个面向电网的功率输出。城市内各生产部门和辅助部门之间存在着较强的平行耦合关系。
        （4）特别高度重视电力生产的安全性。由于火电厂燃煤机组系统的组成与结构都相当复杂，在操作方面具有极强的技术性，对安全技术的要求比较高，因此，必须严格按照上级安全生产的安全指示要求来执行各种安全法规，时刻始终坚持“安全第一、预防为主”的原则。要用科学的管理方法和技术监督手段来强化火电厂的运行管理效率和安全性。
        3燃煤全过程成本优化分析
        3.2燃煤入厂成本分析策略
        燃煤入厂的成本主要包括煤炭购入成本、考察供应商成本。煤炭的质量和成本呈现正相关特性。对于火电厂而言，最重要的是选择合适质量的煤炭，而非煤炭质量越佳越好，因此选择入厂的煤炭需要根据实际需求选定。

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        3.3燃煤库存成本优化分析策略
        市场需求是一个相对不确定因素，补充量是通过市场需求的变化而进行的，在实际操作中，如果出现补充不足或者补充过量的情况出现，不仅会影响市场需求，而且还会对经济效益产生影响。费用包括从需求产生到最终库存产生的各个阶段费用，库存管理作为其中最为关键的部分，库存管理的策略大致可以分为以下几种：
        (1)RQ策略。其主要思想为不断地检查库存量，如果出现库存量小于设置点R时，随即发出煤炭采购订单，每次采购的订单数量均为Q，此策略主要适用于测试煤炭需求量大，处于缺货成本成本费用较高的情况。
        (2)RS策略。其主要思想为不断地检查库存量，如果出现库存量小于设置点R时，随即发出煤炭采购订单，采购数量加上现有库存量不高于S，此策略相对于RQ策略，具有订单灵活的特点。
        (3)TS策略。此策略在RS基础上规定了库存检查的时间。即一定时间T内对现有库存进行检查，如果出现库存不足情况，进行补货，补货的量等于最大库存量S减去现有库存量。该方案对检查时间T和最大库存量S进行了规定，主要用于需求量不多及重要性不强的产品应用。
        (4)TRS策略。不仅对库存检查时间进行规定，同时规定了订货数量及最大库存量。检查时，根据库存情况决定订单的补加情况。
        3.4燃煤入炉成本分析
        煤炭入炉燃烧是火电厂的燃煤最后环节，传统的入炉管理方式是按照煤炭的采购时间顺序确定，该方式操作缺乏科学性，造成燃煤经济性较差。对于质量不同的燃煤，需要结合煤炭的具体指标情况、锅炉燃烧的特性，对煤炭进行合理配比，从而达到安全生产和降低成本的目的。
        4燃煤全过程成本优化措施
        4.1燃煤采购成本优化措施
        煤炭采购过程需要在了解本电厂用煤实际需求和煤炭市场的前提下，充分对煤炭的供应商进行评价和考察，战略性采购的关键是战略供应商的科学评价与选择。可参考以下几个方面：
        建立新型的合作关系，在保证煤炭充分供应条件下，建立战略合作，充分保证双方的利益，实现合作共赢。建立评价机制，因煤炭供应商较多，需要结合本电厂用煤的实际特点对供应商进行合理分类，可参考存货管理的ABC管理方式。根据行业的具体特点，可从供应商的业绩、质量、成本和交货情况，建立供应商的评价指标体系，在此基础上采用定量化的综合评价方法，进一步缩小重点管理的供应商规模。
        4.2燃煤库存成本优化措施
        传统的库存管理主要根据一定的经验，一般选用15天的煤炭使用量作为库存管理限额量。虽然该方法具有一定的可行性，但其科学性不高，可能会造成库存不足或者库存成本压力高的情况出现。因此，需要在满足电厂实际需求的基础上，应尽可能降低库存管理成本，通过建立最优化模型，求得最佳的库存量。电厂的最佳库存计算模型可视为确定性存货模型(电厂负荷一定的情况下，单位时间耗煤量一定)，通过模型计算最佳的经济采购量，然后根据供货供应商的考评情况，求得各个供应商的实际煤炭采购量，保证采购成本最佳。
        4.3燃煤入炉成本优化措施
        燃煤配比过程需要充分考虑煤炭的灰分、挥发份、热量、水分和硫分等指标数据，结合锅炉的实际需求和限定情况，合理选择煤炭的燃烧配比。在满足锅炉燃烧需求和环境需求的前提下，提升煤炭燃烧的经济性。
        5结语
        当前电力改革的大环境下，火电厂急需降低运行成本，提升经济性。燃煤消耗成本占据燃煤电厂总成本的70%，降低燃煤成本是提升火电厂经济性的关键。通过对火电厂整个生产过程中涉及煤炭的环节进行成本分析，找到关键性因素。进而对降低成本、提升经济性的优化措施进行分析，以有效提高发电企业的管理水平，节约能源，提升电厂经济性。
        参考文献
        [1]刘怡君. 火力发电厂输煤系统入炉煤采样装置存在的问题及处理研究[J]. 大科技(24):111-112.
        [2]李昱瑾. 考虑环境与资源外部性的发电成本模型构建及应用研究[D]. 华北电力大学(北京).
        [3]张曦木. 火电厂燃煤配比与采购计划优化方法与系统开发[D]. 东北大学, 2014.
        [4]赵金龙. 燃煤电厂燃煤全过程管理优化探讨和现代研究[J]. 科学与信息化, 2017(6):144-145.