火力发电厂输煤系统卸船流程的节能优化

胡延年

（国电浙江北仑第一发电有限公司，浙江宁波315800）

火力发电厂输煤系统卸船流程的节能优化

胡延年

（国电浙江北仑第一发电有限公司，浙江宁波315800）

卸船作业耗电量在火力发电厂输煤系统用电量中占较大比重，输煤线路长，大功率的设备多，卸船效率的提高对改善输煤系统吨煤耗电量指标有重要作用。经过分析得出低于边际能耗是启动卸船流程的必要条件，即边际煤量大于边际能耗是卸船流程启动的必要条件，否则效率较低。据此优化卸船作业流程，并从管理方面提出了节能措施，以减少设备无效运行时间和设备的启停次数，达到节能降耗的效果。。

火力发电厂；输煤系统；卸船机；边际能耗；流程

北仑发电厂自备码头现有3个泊位，6台卸船机，3条卸船线路。其中3号泊位是10万吨级，1号、2号泊位是5万吨级。6台卸船机主要设备规范见表1。3条皮带机C-1A，C-1B，C-14卸船线路可供选择。但经过多年的节能优化，已到了挖潜增效的瓶颈，进一步节能降耗的空间已经很小，需要进一步降低吨煤耗电率必须进行一些技术或者管理上的创新。

1 边际能耗的定义

码头运行模式优化问题可以这样考虑，即分析什么情况下作业是不合理的、是应该避免的作业方式。考虑到码头实际情况，1号与3号泊位是连在一起的，共4台卸船机，即一期2台1 500t/h，三期2台1 650 t/h，有C-1A，C-1B 2台输煤线路可以选择。

表1 码头6台卸船机主要设备参数

如果从边际的角度出发来寻求对策，当边际收益等于边际成本时，可以实现利润最大化。边际生产率就是增加一个单位劳动要素所增加的产量。边际卸船作业量可以认为增加一个单位能耗所增加的作业量，即高于边际能耗启动卸船流程是不优化的、不合理的。对上述利润、效益最大化原则，可用数学推导加以证明。

设α为利润，Q为输煤产量，TR为输煤的总收益，TC为输煤的总成本，则

利润、效益最大化的充分条件还要求α的二阶导数为负数，表示利润最大化要求边际成本函数的斜率要大于边际收益函数的斜率，用数学式表示为：

利润、效益极大化的必要条件是α对Q的一阶导数为0，而TR对Q的一阶导数就是边际收益MR，同样，就是边际成本MC。所以，当MR= MC，即边际收益等于边际成本时，利润、效益极大值。用数学式表示为：

2 边际量的计算

班吨煤耗电率＝班耗电量（kWh）/班作业量（t），其中班作业量＝班卸（供）煤量＋班卸（供）石量的总和。目前，码头卸船耗电较经济模式之一，功率因数计0.8，卸船从一期到2号斗轮机，输煤流程即为1与2号卸船机―C-1A/B―C-2―C-4―C-5―2号斗轮机。

消耗的功率＝2 000+220+（2×355+1×132）+ 160+2×250+500=4 222 kW。目前输煤线路最短的卸船流程：5/6号卸船机―C-1B―C-30―C-31―C-33―7/8号斗轮机。

消耗的功率＝2 250＋500＋2×355＋355＋2×450＋630＝5 345 kW。

2014年每月的吨煤耗电指标见表2。以2014年平均的吨煤耗电率指标1.13 kWh/t为边际量计算。5 345 kW/1.13 kWh/t/2＝2 365 t/h（因为卸煤量、供煤量相等，吨煤耗电率包含二者，所以计算中除以2），即卸船流程启动的必要条件在边际流量大于2 365 t/h的情况下能低于边际能耗，能够达到节能降耗目的。

表2 2014年每月的吨煤耗电率实际值

假如，这里以较经济模式之一，总功率4 222 kW计算，则边际流量为1 868 t/h，考量到各条卸船线路的不同，认为输煤系统的边际流量控制为2 000 t/h左右较为合适。

3 卸船流程的改进

考虑到节能降耗目的，低于边际能耗是启动卸船流程的必要条件，也就是边际煤量大于、等于边际能耗是卸船流程启动的必要条件，否则效率是缺失的。边际收益等于边际成本时，实现利润最大化，边际卸船清仓作业量是清仓作业必须考量的重要因素。

十万吨级码头卸船流程的优化，3台机、2条线路的作业模式探讨分以下3种情况：

（1）2台机单线作业。5与6号卸船机，C-1A或者C-1B皮带机作业，一般在倒机或者清舱作业时，当卸船流量小于边际流量时暂停作业。

（2）3台机单线作业。2，5，6号卸船机，C-1A与C-1B皮带机作业，一般仅适用于清舱作业，当卸船流量小于边际流量时暂停作业。

（3）3台机、双线作业。2，5，6号卸船机，C-1A与C-1B皮带机同时作业，考虑到实际作业效率，一般建议2号卸船机一条线路，5与6号卸船机一条线路。当C-1A或者C-1B皮带机输煤流量小于边际流量时暂停该线路作业。

4 其他节能措施

（1）加强和提高司机长业务水平及统筹组织能力的培训。司机长必须对卸船进度、作业顺序具备良好的掌控能力，根据调度卸船作业指令单并结合实际生产情况，合理修正卸货顺序，及时调整作业进度，避免因卸货顺序等原因造成相邻两舱作业间距不足而无法进行2台卸船机同时作业，影响作业效率。

（2）各值当班司机长接班后全面了解生产情况，并根据卸船进度及舱内实际情况，加强与煤控主值的联系沟通，避免流程空载运行。合理调整卸船作业顺序及进度，避免码头卸船与煤控进仓造成的作业线路及设备的冲突，煤种与堆场的冲突，尽可能做到统筹兼顾。

（3）十万吨级煤船尽可能安排集中清舱，便于卸船流量的控制。当然，当卸船流量小于边际流量而暂停卸船线路时，应该考虑到避免卸船流程的反复启动的情况，因此，作为当值司机长，全局调控卸船作业顺序对于节能降耗起到了非常关键的作用。或者说当皮带流量小于设定值时，必须尽可能安排3台卸船机作业，例如10万吨级煤船先2台机满仓作业，最后安排7个仓同时3台机清仓较经济合理。

[1]朱志范，金宝胜.概率论和数理统计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2012.

（本文编辑：陆莹）

Energy Saving Optim ization on Ship Unloading Process of Coal Handling System in Thermal Power Plant

HU Yannian
(Guodian Zhejiang Beilun No.1 Power Generation Co.，Ltd.，Ningbo Zhejiang 315800，China)

Power consumption for ship unloading takes a great part of that for coal handling system in thermal power plant.Due to long coal handling line and multiple powerful equipment，ship unloading efficiency promotion is key to improvement of power consumption index of coal handling system for each ton of coal.It is concluded by analysis that it is essential to start ship unloading process under marginal coal consumption, meaningmarginal coal consumption must be larger than marginal energy consumption，otherwise the efficiency is low.The paper also optimizes ship unloading process accordingly and proposes energy savingmeasures from the perspective ofmanagement to reduce equipment idling as well as times of startup and shutdown to save energy and lower energy consumption.

thermal power plant；coal handling system；ship unloader；marginal energy consumption；process

TM621.9

B

1007-1881（2016）01-0070-02

2015-05-11

胡延年（1970），男，从事发电厂输煤运行管理工作。