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摘要：本研究建立1000 MW超超临界燃煤火电机组配煤掺烧经济性的综合评价模型，实时量化分析煤种选择、燃烧优化、生产成本等配煤掺烧全成本，以提供火电企业掺烧经济煤种的量化依据。结果表明掺烧经济煤种对机组运行安全和经济效益的影响包括：机组主要运行参数和运行经济性、锅炉热效率、制粉系统维护成本、脱硫系统运行和维护成本、煤炭运输和存储过程的热值损失和防护成本、码头卸煤和进仓的耗电量和耗用时间。掺烧经济煤种的全成本评价分析模型，考虑影响掺烧后生产成本变化的方面包括：煤的全水分、排烟温度上升、制粉功耗上升、脱硝系统喷氨量增加、输煤运行成本增加、脱硫系统运行成本增加。
关键词：超超临界机组；配煤掺烧；燃料全成本模型；经济煤种；锅炉热效率
0 引言
由于煤价上涨，环保成本越来越高，电价让利给大用户，导致燃煤火力发电机组的经营出现大面积的亏损[1-4]。配煤掺烧是指选择合适的掺配煤种及比例进行掺烧，在满足锅炉安全、环保运行的前提下，压降燃料成本，提高火电厂盈利能力和市场竞争力[2-5]。但同时应根据锅炉的实际运行特性，合理掺烧性价比高的经济煤种，使锅炉维持安全稳定运行，降低污染物的排放，实现机组运行的综合最优化[4-6]。因此，有必要研究配煤掺烧的全过程经济性评估方法，建立燃料全成本评价模型，以指导大型燃煤火力发电厂开展配煤掺烧和生产经营优化。
本研究建立了1000 MW超超临界燃煤火电机组配煤掺烧经济性的综合评价模型，实时量化分析煤种选择、燃烧优化、生产成本等配煤掺烧全成本，以提供火电企业掺烧经济煤种的量化依据。本文的分析有助于了解一种实时经济性量化计算模型，以实现精细化配煤掺烧管理，在确保机组安全、环保运行的前提下，最大程度地实现综合效益最大化，为大型火电厂掺烧经济煤种的全成本分析提供了一种新思路。
1 配煤掺烧影响结果
对于沿海大型燃煤火力发电厂，锅炉掺烧非设计煤种时，尤其是掺烧与设计煤种偏差较大的印尼煤等经济煤种时，锅炉的主要运行参数会发生较大的变化，会对锅炉制粉系统、燃料运行、脱硫除尘等系统的维护、运行及人工成本产生较大的影响。掺烧经济煤种对机组运行安全和经济效益的影响结果及因素包括：
（1）影响机组主要运行参数和运行经济性。煤质的变化影响主、再热汽温，排烟温度，制粉单耗，飞灰含碳量，脱硝喷氨量，风烟系统功耗等机组主要运行参数。
（2）影响锅炉热效率。煤质的变化，尤其是收到基的水分，会对排烟热效率损失和锅炉效率产生负面影响。
（3）影响制粉系统维护成本。煤质的低位热值、可磨性等特性变化，会引起制粉系统的维护成本变化。
（4）影响脱硫系统运行和维护成本。煤质的硫份变化影响脱硫系统的运行、维护成本，影响参数包括：石灰石用量、脱硫电耗和脱硫添加剂用量等。
（5）影响煤炭运输、存储过程的热值损失和防护成本。煤质可燃点、挥发分影响煤炭自燃导致的热值损失，防自燃措施提高防护成本。
（6）影响码头卸煤、进仓的耗电量、耗用时间。煤质的热值、易燃性、粘结性等特性变化，影响码头卸煤、进仓的耗电量、耗用时间等。
2 配煤掺烧全成本模型
考虑引起生产成本变化的因素，对掺烧经济煤种的全成本进行评价分析和综合评估，效益估算公式CM（单位：元/吨）为：CM=IM+IT+IP+IN+IQ。式中，IM为煤的全水分对掺烧成本的影响，元/吨；IT为排烟温度上升对掺烧成本的影响，元/吨；IP为制粉功耗上升对掺烧成本的影响，元/吨；IN为脱硝系统喷氨量增加对掺烧成本的影响，元/吨；IQ为其它因素对掺烧成本的影响（例如：输煤、脱硫系统的影响等），元/吨。
收到基的全水分增加，降低锅炉热效率，煤的全水分影响掺烧成本IM（元/吨）的计算公式为：IM=RM×(MAMB)×G×Pc×10-6/Qc。式中，IM为煤的全水分对掺烧成本的影响；RM为水分上升影响发电煤耗的变化量，g/kWh；MA为掺烧印尼煤后入炉煤的全水分百分比；MB为掺烧印尼煤前入炉煤的全水分百分比；G为发电量，kWh；Pc为掺烧期间的标煤单价，元/吨；Qc为掺烧所消耗的印尼煤总重量，万吨。
锅炉排烟温度上升，影响掺烧成本IT（元/吨）的估算公式为：IT=RT×T×G×Pc×10-6/Qc。式中，RT为排烟温度变化影响供电煤耗的变化量，g/kWh；T为六台磨煤机运行，在经济煤种掺烧期间的排烟温度变化量的绝对值；G为发电量，kWh；Pc为掺烧期间的标煤单价，元/吨；Qc为掺烧所消耗的印尼煤总重量，万吨。
制粉功耗上升，影响掺烧成本IP（元/吨）的估算公式为：IP=PD×CG×T/Qc。PD为增加一台磨组的功耗，kW；CG为发电成本，元/kWh；T为六台磨煤机的运行小时数，h；Qc为掺烧所消耗的印尼煤总重量，万吨。
脱硝系统喷氨量增加，影响掺烧成本IN（元/吨）的估算公式为：IN=NQ×Np×T/Qc。式中，NQ为六台磨组运行时，脱硝喷氨增加量，吨/h；Np为液氨单价，元/吨；T为六台磨煤机的运行小时数，h；Qc为掺烧所消耗的印尼煤总重量，万吨。
输煤运行影响掺烧成本IQ（元/吨）的估算，基于掺烧经济煤种后引发的原煤量总消耗量变化，引起输煤系统的人工成本、设备维护成本、单位输煤量的输送成本等变化进行分析。脱硫系统影响掺烧成本IQ（元/吨）的估算，基于石灰石耗量变化、脱硫厂用电率变化及脱硫添加剂用量变化三个方面进行分析。基于配煤掺烧全成本模型，可通过SIS系统数据，分析不同煤种掺烧方式与某一固定掺烧方式的全成本比较。通过确认煤种掺烧方式变化后的运行参数变化规律，量化分析单位电量的燃料成本变化。通过大量的掺配方法中，优中选优，得到经济性最佳的煤种掺烧方式，从而引导燃料采购部门制定合理的采购计划并实施。
3 结论
本文建立了1000 MW超超临界燃煤火电机组配煤掺烧经济性的综合评价模型，实时量化分析煤种选择、燃烧优化、生产成本等配煤掺烧全成本，以提供火电企业掺烧经济煤种的量化依据。结果表明：
（1）掺烧经济煤种对机组运行安全和经济效益的影响包括：机组主要运行参数和运行经济性、锅炉热效率、制粉系统维护成本、脱硫系统运行和维护成本、煤炭运输和存储过程的热值损失和防护成本、码头卸煤和进仓的耗电量和耗用时间。
（2）掺烧经济煤种的全成本评价分析模型，考虑影响掺烧后生产成本变化的方面包括：煤的全水分、排烟温度上升、制粉功耗上升、脱硝系统喷氨量增加、输煤运行成本增加、脱硫系统运行成本增加。
（3）掺烧经济煤种后输煤运行系统成本增加的因素包括：输煤系统人工成本变化、设备维护成本变化、单位输煤量输送成本变化。掺烧经济煤种后脱硫系统成本增加的因素包括：石灰石耗量变化、脱硫厂用电率变化、脱硫添加剂用量变化。
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