火电厂锅炉燃烧煤量统计方法分析与应用研究

刘成喜，刘景军，赵 明，张 涛，代书海

（国电投吉林松花江热电有限公司，吉林 吉林 132000）

1 入仓煤统计方法

火电厂的入仓煤计量主要依靠入仓煤皮带秤计量，由于入仓煤皮带秤只能安装在煤仓前段的斜坡皮带上，这给皮带秤的运行维护和标定带来很大难度。火电厂入仓煤皮带秤结构如图1所示，是由秤体、称重仪表、标定装置和测速装置组成。

图1 皮带秤结构

1.1 皮带秤计量原理

电子皮带秤瞬时煤量计算公式如下：

式中，k为标定系数；G为单位长度重量；g为动态零点；v为皮带速度。累计煤量是瞬时煤量对时间的积分。皮带煤量是靠称重传感器测量的，皮带速度是由测速轮测得的，标定系数和动态零点是皮带秤标定时确定的。

1.2 皮带秤的误差及标准

1）相对误差

2）皮带秤的精度等级

精度等级的定义是测量相对误差去掉百分号后的数字。0.5级做为贸易计算标准，1.0级和2.0级做为内部统计计算标准。

3）标定精度

用国家规定的标定方法去校验皮带秤，将其标定到国家要求标准的计量精度内。

4）使用精度

用已知的标准重量经过皮带秤称重，计算出的相对误差。

1.3 皮带秤的性能指标

1）精确度

精确度是皮带秤计量可以达到的准确度等级，是皮带秤检定的重要依据。

2）稳定性

计量稳定性是表征电子皮带秤使用误差的重要参数之一，是考核皮带秤仪表计量性能优劣的综合指标。

3）可靠性

可靠性是一台皮带秤电路结构乃至整个称量系统性能优劣及质量好坏的硬性指标。

1.4 皮带秤的误差分析

皮带秤计量是一个极其复杂的动态计量过程，在使用中会产生很大的误差，使皮带秤在线计量效果欠佳。皮带秤误差集中表现在下面3个方面：

1）零点误差

零点误差是指皮带空跑时产生的流量。因此，皮带秤应该经常校对零点。

2）测量误差

使用一段时间后，秤体会产生系统误差，这种误差是由于皮带松紧度、皮带跑偏、仪表温度变化等造成的，消除的办法是调整秤体并重新标定。

3）测量基准量偏移

这种误差是由于不符合国家标准而造成的。

1.5 皮带秤的校验方法

校验方法有挂码校验、链码校验和实煤校验。

1）挂码校验与链码校验只能在一定条件下校验皮带秤的重复性，而不能确定皮带秤的精确度。实煤校验的实质是化动态为静态，是皮带秤量值最精确可信的校验方法，校准结果真实可靠。

2）链码校验对于火电厂的大皮带来讲，要比挂码校验更准确可信。链码校验也存在诸多的缺点，如庞大的链码磨损皮带，设备自身维护量大，标定时空皮带运行不是真实的走煤，以及有侧向力而使标定不准确等。

3）实煤校验是按照国家标准要求，至少用3圈以上的满负荷煤量，直接落在皮带上。但在火电厂很难创造这样的条件，都利用输煤现有设备进行仿实煤校验。

仿实煤方法有利于火车恒衡或汽车衡，再利于翻车机或临时落料口上煤。还有利用皮带空间设计皮带料斗秤的方法，如图2所示。

图2 皮带料斗秤及分炉计量

2 入炉煤统计方法

入炉煤统计是靠给煤机进行计量的。给煤机分皮带式和刮板式，皮带式给煤机都配有计量装置；刮板式给煤机由于本体结构的原因不能安装称重式计量装置，但是可以测量体积流量。入炉煤统计就是将每台锅炉的给煤机煤量进行求和。

给煤机给煤率计算公式如下：

式中，qg为给煤率；kg为重量系数；Gg为实际总量；gg为皮重；vg为给煤机速度。

图3 给煤机称重与控制原理

图3是给煤机称重与控制原理图。1台给煤机安装2个称重传感器和1个皮带速度传感器。在给煤机运行中，给煤机控制器根据称重与控制原理不断地进行计算与控制，从而计算给煤机瞬时煤量和累计煤量，并根据锅炉的负荷要求不断调节给煤机转速，实现控制任务。

3 锅炉消耗燃料统计方法

火电厂燃料消耗量的统计是指锅炉耗用原煤量的计算，有正平衡计算和反平衡计算。

1）正平衡计算法是利用原煤购、用、存之间的平衡关系进行计算，是火力发电厂计算耗用原煤数量的基本方法，分为日耗用量和月耗用量。

①日耗用原煤量

通过计量装置，测算出当天发电耗用的原煤数量。有中间储仓的电厂，应包括存煤量期末和期初的差额。

以日耗原煤量作依据计算的日发、供电标准煤耗率，能及时反映生产运行的消耗情况，但不能反映企业管理方面的因素，如供方造成的亏吨、亏卡损失，保管不善的超额损耗和计量误差等。因此，不能用全月各日耗用原煤量之和作为全月耗用原煤的数量。

②月耗用原煤量

通过月终盘存和购、用之间的平衡关系计算全月耗用的原煤量。

正确计算月耗用原煤量的关键在于对煤场的存煤进行准确的月终盘存，要求将存煤堆成规定形状，丈量、计算体积，测定比重，计算出存煤量。煤斗及煤仓的存煤量差额也要计算，不能遗漏。“本月购入”是指已进入电厂煤场的煤炭数量，“规定损失”是按照主管部门对原煤运输和储存规定的损失率计算的损失量。

用月耗用原煤量作依据计算的发、供电标准煤耗率，不仅反映了设备和工人的技术水平，也反映了企业管理方面的因素。

2）反平衡计算法是当火力发电厂不具备用正平衡法计算日耗用原煤量的情况下，可暂用反平衡法计算日耗用的燃料数量。根据锅炉供出的蒸汽总重量和锅炉的热效率，先推算出耗用的标准煤数量，再算出原煤数量。用反平衡法计算误差大，仅限于暂时计算日耗用的煤炭数量，全月的耗用量仍须用正平衡法计算。

4 锅炉煤耗统计误差的分析

火电厂煤量统计系统应该是利用各种网络对皮带秤数据、计量给煤机数据、入厂煤数据、煤场盘煤数据、煤场存煤数据做实时查询、记录、比对，构建煤量统计管理数据平台。其中的皮带秤数据、计量给煤机数据是供正平衡计算锅炉耗煤统计使用的。在正平衡计算中，皮带秤数据适合做月煤耗计算，因为皮带秤是安装在原煤斗前端，每日0点计算煤量时，原煤斗里存的煤量不可估计。给煤机数据适合做日煤耗计算。

在入炉煤统计中，关键的问题是如何保证皮带秤和给煤机计量的准确性。很多火电厂的皮带秤都采用链码校验，而链码校验由于存在侧向力，只能校验皮带秤计量的重复性好坏，不能找到实际煤量的基准。给煤机的校验多数都采用挂码校验,由于码是挂在称重辊上，校验时皮带上没有煤，也会引起误差，像皮带秤一样只能校验给煤机计量的重复性，不能找到实际煤量的基准。给煤机和皮带秤的校验是在不同的硬件基准下分别进行的，标定出的计量装置之间也会存在误差。

由于火电厂的工艺结构导致皮带秤和给煤机都很难实施实煤校验，为了解决皮带秤和给煤机计量的真实性，不妨实施仿实煤校验。对于火电厂的仿实煤校验方法都要利于火车恒衡或汽车衡，再利于翻车机或临时落料口上煤。还有利用皮带空间设计皮带料斗秤的方法。无论采用哪种方法，值得注意的是实煤量必须达到一定值，国家标准要求按额定负荷下3整圈的煤量直接落在皮带上，由于仿实煤方法的煤要经过几道皮带和筛碎装置，所以煤量还要大。

5 结 论

通过对皮带秤、给煤机计量原理的分析，找出了锅炉耗煤统计中的误差产生原因，提出了仿实煤校验实施方法，总结了锅炉煤耗统计的误差分析方法，为火电厂燃料统计工作提供了理论基础和实践经验。