燃料水分对电力发电成本影响的探究

燃料水分对电力发电成本影响的探究

连传龙高志海王旭星洪锐何俊华

（国电民权发电有限公司河南省商丘市476821）

摘要：煤中水分是一项重要的煤质指标，它对发电厂煤耗数据及发电成本都有较大的影响，根据煤种热值不通，每1%的全水影响热值约60至80大卡。煤的全水分在运输、采制、化验过程中是不断的发生变化，为保证化验结果的数值无限接近原煤入厂时的实际全水值，国标及行业标准对煤样采制化过程有着非常严格的要求。

关键词：燃料水分；电力发电；成本

国电民权发电有限公司2*600MW机组每年耗用燃煤约200万吨，其中汽车煤约70万吨，火车煤约130万吨，为了测定燃煤在接卸、采制、化验过程中水分的损失及对发电成本的影响，我们按以下方法进行试验分析。

一、试验过程及数据

1.采制环节

（1）室外敞口放置水分损失试验

煤场采取汽车来煤三个样品，一个为水分大于20%，两个为水分小于20%，采样过程连贯，要求一次采完，样量18KG（采集足够样品，如超出则去除多余部分），误差±0.5KG。采取后立即密封送至一期制样室称重，分别记录样品重量、送样时间、室外温度、湿度、记录人。记录完毕后，将样桶放置室外（晴天），敞口放置。过2小时、4小时，称取重量差。严格掌握时间，误差不得超过10分钟。

（2）室内敞口放置水分损失试验

采取两个样品，一个为全水分大于20%，一个为全水分10%左右，采样过程连贯，要求一次采完，样量5.5KG（采集足够样品，如超出则去除多余部分），误差±0.3KG。采取后立即密封送至人工制样室称重（小电子称），分别记录样品重量、送样时间、室内温度、湿度、记录人。记录完毕后，将样桶放置室内（晴天，贴标示提示无关人员不要动），敞口放置。过2小时、4小时，称取重量差。严格掌握时间，误差不得超过10分钟。

（3）密封放置水分损失试验

煤场采取汽车来煤，每家矿采取一个试验样，采样过程连贯，要求一次采完，样量5.5kg（采集足够样品，如超出则去除多余部分），误差±0.3KG。采取后立即密封送至人工制样室称重（小电子称），记录样品重量、室内温度、湿度。记录完毕后，将样桶放置人工制样室内，盖好盖子密封放置（晴天，贴标示提示无关人员不要动）。过2小时、4小时，称取重量差。严格掌握时间，误差不得超过10分钟。

2.火车煤人工采与机械采样水分变化的试验

在火车煤入厂后按照规定立即人工采样，制全水样送化验室做全水分析。待机器样采集后，按照正常程序制样，取全水样化验。分别记录人工采样及机器采样的时间、送样时间、化验时间，本实验水分差为人工样与机器样差值。数据见制样试验表三。

根据数据显示，根据卸车时间的不同，火车来煤后机器采样全水值大幅低于第一时间人工采样的全水值，从实验数据可以看出相差最大的全水差为2.4%，相差最小的为0.9%，平均加权水分差1.5%，影响热值90～120大卡。

3.化验环节

观察同一煤样多次试验时水分的变化

制样组送的试验全水样，按正常程序化验，重复测定，三点取样。制样组送样后，立即进行化验。如全水样较多，仪器不够用，全水样需存放1小时以上化验时，将样品密封好，称重，待仪器冷却可以化验时再称重，记录损失率后立即测定。

试验时同一个样品分为四份进行化验，每份样品重复测定，以减小取样不均匀误差，方法为：

1）按正常程序化验，即样品混合均匀，三点取样，重复测定。

2）混合的的样品倒掉上部一点后，再取一份，重复测定。

3）倒掉样品三分之二后，取一份样，重复测定。

4）在最底部取一份样，重复测定。按以上方法进行水分差化验室试验，每天观察同一个样品四份样的数据对比情况，本试验连续做两天，并统计数据做记录。

3、试验分析

1.采制环节

（1）室外敞口放置水分损失试验

根据试验数据，全水分大于20%煤样，加权平均温度37℃，加权平均湿度36%，6小时重量损失约0.6%。全水分10%左右煤样，加权平均温度34℃，加权平均湿度37%，6小时重量损失约0.28%，可见，煤样室外敞口放置对煤样水分损失影响。

（2）煤样室内敞口放置水分损失试验

根据试验数据全水值＞20%的煤样，水分损失（样品净重1、3差值与样品1净重的比值）为0.4%。全水值10%左右的煤样，全天水分损失（样品净重1、3差值与样品1净重的比值）为0.22%。

（3）密封放置水分损失试验

根据试验数据，水分大于20%煤样，加权平均温度35℃，加权平均湿度51%，6小时损失约0，水分小于10%煤样，加权平均温度30℃，加权平均湿度49%，6小时基本没有损失，可见，煤样密封放置对煤样水分损失基本无影响。

2.火车煤人工采与机械采样水分变化的试验

根据数据显示，根据卸车时间的不同，火车来煤后机器采样全水值大幅低于第一时间人工采样的全水值，从实验数据可以看出相差最大的全水差为2.4%，相差最小的为0.9%，平均加权水分差1.5%，影响热值90～120大卡。

3.化验环节

全水样品的样瓶的样量的多少对煤样全水值影响较大，在不超过3/4的情况下，无论是袋装还是瓶装，化验人员都能混合匀，上中下样品化验值都不会超差。煤泥化验误差较大，并且同一层样品化验误差可能也很大，和上部还是下部无关。

二、试验结论

可见，煤样在全密封状态，煤样全水基本没有损失，全水水分10%左右煤样室外敞口（采样环节）和室内敞口（制样环节）放置加全水损失0.5%。水分大于20%煤样室外敞口（采样环节）放置和室内敞口（制样环节）放置水分损失1.0%。汽车煤按全年来煤70万吨（2016年汽车来煤量）计算，水分10%左右的煤样按40万吨计算，水分大于20%的煤样按30万吨计算。按全年入厂煤质4000大卡，全年100大卡均价10元/吨计算，采用煤样密封放置全年可节约燃料成本300-370万元。

根据火车煤人工采与机械采样水分变化的试验数据，人工样全水值高于机器采样全水值，平均加权水分差1.5%，影响热值90-120大卡，按全年火车入厂煤质5000大卡，全年来煤130万吨（2016年火车来煤数据），全年100大卡均价10元/吨，通过火车煤到厂后立刻取全水并化验的方式保守估计，全年可节约燃料成本1170-1560万元。