《燃煤机组耗差计算方法》编制说明

目录

《燃煤机组耗差计算方法》...........................................................错误！未定义书签。

1背景............................................................................................................................3

1.1任务来源.............................................................................................................3

1.2工作过程.............................................................................................................3

2标准编制的必要性....................................................................................................4

3标准主要技术内容....................................................................................................5

3.1适用范围..............................................................................................................5

3.2评价目的..............................................................................................................5

3.3计算基本方法.....................................................................................................5

3.3.1供电煤耗的影响因素................................................................................6

3.3.2锅炉效率变化对供电煤耗的耗差............................................................7

3.3.3汽机热耗变化对供电煤耗的耗差............................................................7

3.3.4厂用电率变化对供电煤耗的耗差............................................................7

3.4锅炉效率的主要影响因素.................................................................................8

3.4.1低位热值对锅炉效率的影响....................................................................8

3.4.2飞灰含炭量变化对锅炉效率的影响........................................................8

3.4.3锅炉排烟温度变化对锅炉效率的影响....................................................9

3.4.4烟气含氧量变化对锅炉效率的影响......................................................10

3.4.5锅炉排污对锅炉效率的影响..................................................................11

3.5汽轮机热耗率（热效率）的影响因素...........................................................11

3.5.1汽轮机缸效率对热耗率的影响..............................................................11

3.5.2热力参数对汽轮机热耗率的影响..........................................................14

3.5.3减温水及漏汽量对热耗的影响..............................................................14

3.5.4其他影响因素..........................................................................................15

4其它..........................................................................................................................16

5分歧意见处理情况..................................................................................................17

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2

1背景

1.1任务来源

根据《国家能源局关于下达2017年能源领域行业标准制（修）

订计划的通知》（计划编号20170547）的要求，电力行业节能标准化

委员会成立《燃煤机组耗差计算方法》编制组，由河北冀研能源科学

研究院有限责任公司牵头、中国电力企业联合会等单位联合编制。

1.2工作过程

标准编制起草从2018年2月开始至今，可以分为以下阶段：

第一阶段：成立起草小组

河北冀研能源科学研究院有限责任公司接受编制任务后，确定了

标准主要起草单位，成立了由专业技术人员及专家组成的标准编制起

草小组。

第二阶段：调研和资料收集及分析

为做好标准的编制工作，准确、合理对在役燃煤机组能源效率的

实现水平进行评价，调研、分析现有的机组能效评价标准，并在深入

研究发电流程、性能试验标准的技术基础上，全面分析已有标准存在

的问题和适应条件，并对2017年度全国火电大机组的运行情况、煤耗

资料进行了分析。

经过数据整理和调研情况汇总，初步建立了标准编制的大体框架

和提纲。

第三阶段：标准草案起草

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依照编写提纲起草标准，经过反复研讨和修改形成修订版初稿。

2标准编制的必要性

我国是世界上最大的能源生产和消费大国，而我国的人均能源占

有率却明显低于世界上大多数国家，节能对于我国而言尤其重要。电

力是高耗能行业之一，因此，我国加大了对于电力行业节能工作的重

视程度，大力推进节能工作。从2013年至今，国家出台了多项规划、

政策，对电力节能工作提出了更高要求，如《能源发展战略行动计划

（2014-2020年）》《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》《煤

电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》《全面实施燃煤电厂

超低排放和节能改造工作方案》和《关于加强节能标准化工作的意见》

等。特别是《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划

纲要》《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》《全面实

施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》提出“到2020年，现役燃

煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时”等要求。2016年

12月，国务院《关于印发“十三五”节能减排综合工作方案的通知》明

确要求“火电供电煤耗2020年降至306克/千瓦时”；国家发展改革委、

国家能源局发布的《电力发展“十三五”规划（2016-2020年）》将“新

建燃煤发电机组平均供电煤耗低于300克标煤/千瓦时；到2020年，

全国现役燃煤发电机组经改造平均供电煤耗低于310克标煤/千瓦时”

列为约束性目标。

我国已有的燃煤机组耗差计算方法相关标准较少，不够完善。要

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全面对照发电流程与考核指针所对应的关系，找到真正可以节能降耗

的指标，建立完整、科学、系统的的燃煤机组能效评价方法，才能指

导我们更好的进行生产活动，最终实现节能的目的。

3标准主要技术内容

3.1适用范围

本标准在总结国内火力发电厂多年运行和技术改造节能评估的

基础上，参照国内外有关研究成果、技术规定和技术标准完成的，适

用于各类燃煤发电机组的耗差计算分析。

3.2评价目的

耗差分析是根据机组主要运行参数的实际值与基准值的偏差，通

过计算，得出热耗率、煤耗率、厂用电率等经济指标的变化。确定机

组通过改造性能提升潜力和通过技术管理水平、运行水平的性能提升

空间，从而优化机组运行管理，实现节能降耗。

3.3计算基本方法

耗差分析主要使用热力学方法、等效焓降法、基本公式法、试验

法等方法进行计算。热力学法宜用于蒸汽参数，如主汽压力、主汽温

度、再热温度、再热压损、排汽压力等，一般汽轮机制造商均提供这

方面的热力影响曲线。等效焓降法宜用于热力系统局部分析，如减温

水流量、给水温度、加热器端差、凝汽过冷度、给水泵汽轮机用汽量、

厂用汽量和汽水损失等；基本公式宜用于锅炉排烟温度、氧量、飞灰

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含碳量等。试验法宜用于可通过试验确定的参数对煤耗指标的影响的

参数，如排气压力等。

3.3.1供电煤耗的影响因素

供电煤耗是汽轮机热耗率、锅炉热效率、管道效率和厂用电率的

综合体现，具体如下式（1）：

HR

bg

ggdLcy（1）

29.308(1)

100100100

式中：bg─发电煤耗，g/(kW·h);

HR─汽轮机热耗率，kJ/(kW·h)；

g─锅炉热效率，%；

gd─管道效率，%，若节能技术措施不影响管道效率，统一取值

99%；

Lcy─发电厂用电率，%。

机组运行中，热力参数发生变化时，将会引起机组供电煤耗变化。

实际热力参数的变化，对管道效率影响较小。对公式（1）求导，假

定管道效率不变，此时供电煤耗微增量为：

bgbgbg

bgHRgLcy

HRgLcy

（）

HRHRL2

dcy

gdLcyHR100L

29.308d(1)dcy

100100100

改变影响锅炉热效率、汽机热耗、厂用电率的每个因素的单位变

化量，可以得到该因素对其影响的耗差量，进而得到供电煤耗的耗差

变化。

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3.3.2锅炉效率变化对供电煤耗的耗差

HR

bd

gL（3）

29.308dgd(1cy)d

100100100

只要确定锅炉侧某运行参数对锅炉效率影响值，带入公式（3），

就可以确定该运行参数对供电煤耗影响的耗差值。例如热耗率取

8000kJ/(kW·h)，锅炉效率92%，厂用电率取6%，管道效率99%，排烟

温度升高10℃，引起锅炉效率下降0.52%，引起供电煤耗增加变化量

为1.82g/(kW·h)。

3.3.3汽机热耗变化对供电煤耗的耗差

HRHR

bg

gdLcyHR（4）

29.308d(1)

100100100

只要确定汽机侧某运行参数对锅炉效率影响值，带入公式（4），

就可以确定该运行参数对供电煤耗影响的耗差值。例如热耗率取

8000kJ/(kW·h)，锅炉效率92%，厂用电率取6%，管道效率99%，排汽

压力升高1kPa，引起汽机热耗率下降56kJ/(kW·h)，引起供电煤耗增加

变化量为2.24g/(kW·h)。

3.3.4厂用电率变化对供电煤耗的耗差

HRLcy

bg（5）

gdLcy100L

29.308d(1)cy

100100100

只要确定电厂某辅机耗电量对厂用电率影响值，带入公式（5），

就可以确定某辅机运行对供电煤耗影响的耗差值。例如热耗率取

8000kJ/(kW·h)，锅炉效率92%，厂用电率取6%，管道效率99%，如电

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厂水环式真空泵改造为高效干式真空泵，引起厂用电率下降0.03%，

引起供电煤耗降低变化量为0.1g/(kW·h)。

3.4锅炉效率的主要影响因素

锅炉效率的影响因素主要有低位发热量、飞灰含碳量、排烟温度、

烟气含氧量、锅炉排污。

3.4.1低位热值对锅炉效率的影响

低位热值的变化认为是燃料收到基含碳量的变化，含碳量的变化

由灰分和水分来平衡，即认为燃料收到基含碳量的减少(或增加)是由

于燃料中灰分和水分的增加(或减少)引起的，灰分和水分的变化主要

影响q2、q4、q6。求的锅炉的相对变化率既可以计算低位热值对煤耗

的影响。

Q2Q3Q4Q5Q6

b(1)100100(q2q3q4q5q6)（6）

Qr

3.4.2飞灰含炭量变化对锅炉效率的影响

固体未完全燃烧损失的变化量：

''

'33727Aar(CC)33727AarfhCfhCfh

q4q4q4(')

QrQr100Cfh100Cfh

锅炉效率相对变化值：

q33727ACC'

b4arfhfhfh

b'''(')

bbQrb100Cfh100Cfh

每千克燃料的锅炉输入热量，；

Qr——kJ/kg

飞灰中炭的质量百分比，％；

Cfh——

8

飞灰中炭的质量百分比相对于标准值的减少值，％；

Cfh——

飞灰中炭的质量百分比相对于标准值的减少值时的耗差，；

Bb——g/kw·h

燃料收到基灰分含量，％；

Aar——

飞灰灰量占燃煤总灰量的质量份额。对于固态排渣煤粉锅炉，＝；

fh——fh0.9

3.4.3锅炉排烟温度变化对锅炉效率的影响

排烟损失的变化量：

'

gy'H2O'gyH2O(VcVc)()

'(Q2Q2)(Q2Q2)gyp,gyH2Op,H2Opypy

q2q2q2100100

QrQr

锅炉效率相对变化值：

(VcVc)(')

bq2gyp,gyH2Op,H2Opypy

b'''100

bbbQr

每千克燃料的锅炉输入热量，；

Qr——kJ/kg

gy干烟气带走的热量，；

Q2——kJ/kg

H2O烟气所含水蒸气显热，；

Q2——kJ/kg

每千克燃料燃烧生成的实际干烟气体积，3；

Vgy——m/kg

干烟气的平均定压比热容，；

cp,gy——cp,gyf(py)kJ/(kg·K)

排烟温度，o；

py——C

V——每千克燃料燃烧生成的水蒸气及相应空气湿分带入的水蒸气体积，m3/kg；

H2O

c——水蒸气的平均定压比热容，cf()kJ/(kg·K)；

p,H2Op,H2Opy

'锅炉效率实际值％；

b——,,

9

电厂标准煤耗；

Bb——,g/kw·h

排烟温度相对于标准值的减少值，％；

py——

排烟温度相对于标准值的减少值时的耗差，；

Bb——g/kw·h

3.4.4烟气含氧量变化对锅炉效率的影响

排烟损失的变化量：

0c0c

gy'H2O'gyH2O

'(Q2Q2)(Q2Q2)M·(Vgy)N1.603(Vgy)dk'

q2q2q2100(pypy)100

QrQr

2121

K(')100

21(O20.5CO)21(O20.5CO)

式中：Mct、Nct、tt

p,gyp,H2Opysf

M·(V0)cN1.603(V0)cd

Kgygyk

Qr

C0.375SN

(V0)c1.866(arar)0.79V00.8ar

gy100100

锅炉效率相对变化值：

bq2K2121

b'''(')100

bbb21(O20.5CO)21(O20.5CO)

式中：

排烟温度，o；

py——C

送风温度，o

tsf——C

0c每千克燃料燃烧产生的理论干烟气量，3；

(Vgy)——m/kg

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环境空气绝对湿度，；

dk——kg/kg

烟气中氧的容积百分含量，％；

O2——

CO——烟气中一氧化碳的容积百分含量，％；

燃料收到基炭含量，％；

Car——

燃料收到基硫含量，％；

Sar——

燃料收到基氮含量，％；

Nar——

V0——每千克燃料完全燃烧所需的理论空气量，m3/kg；

'锅炉效率实际值；

b——

3.4.5锅炉排污对锅炉效率的影响

3.5汽轮机热耗率（热效率）的影响因素

3.5.1汽轮机缸效率对热耗率的影响

高中低压缸因进汽参数、流量等不同，对汽轮机热耗率影响程度

不同。

（1）为了计算高压缸效率变化对热耗率的影响，首先按设计参

数计算得到高压缸效率变化1%对机组热耗的影响值，见下式计算：

D0zhsHPηHPηmηdDrhsHPηHP

HRHP（-)100%kJ/kWh（1）

3600WtWtHR0

式中D0z——高压缸折算流量，kg/h；

Dr——高排（再热）流量，kg/h；

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hsHP——高压缸等熵焓降，kJ/kg；

ηHP——高压缸相对内效率（设计值）；

ηd、ηm——分别为机械效率和发电机效率；

Wt——设计发电端功率，kW；

HR0——机组设计热耗率，kJ/kWh；

高压缸折算流量：

（D0Dm）（h0ht）（D0DmDz）（hth1）（D0DmDzD1）（h1h2）

D0z（2）

（h0h2）

式中D0、Dm、Dz、D1——分别为主蒸汽流量、高压门杆漏汽量、高

压缸前汽封漏汽量、一段抽汽量，kg/h；

h0、ht、h1、h2——分别为主蒸汽焓、调节级后焓、一段抽汽焓、

高压缸排汽焓，kJ/kg。

通过（1）式可计算高压缸效率变化1%，对机组热耗率影响值。

实际运行中高压缸效率偏离设计值达几个百分点，影响热耗值为（1）

式乘以百分之几。

（2）中压缸效率变化对热耗率影响计算

为了计算中压缸效率变化对热耗率影响，首先按设计参量计算得

到中压缸效率变化1%，对机组热耗的影响值，见下式计算：

DrzhsIPηIPηmηd

HRIP100%kJ/kWh（3）

3600Wt

式中Drz——中压缸折算流量，kg/h；

hsIP——中压缸等熵焓降，kJ/kg；

ηIP——中压缸相对内效率（设计值）。

中压缸折算流量：

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Dr（hrh3）（DrD3）（h3h4）（DrD3D4）（h4h5）（DrD3D4D5）（h5h6）

Drz

（hrh6）

（4）

式中D3、D4、D5——分别为三段抽汽流量、四段抽汽流量、五段抽汽

流量，kg/h；

hr、h3、h4、h5、h6——分别为三段抽汽焓、四段抽汽焓、五段

抽汽焓、中压缸排汽焓，kJ/kg；

通过（3）式可计算中压缸效率变化1%，对机组热耗率影响值。

实际运行中压缸效率偏离设计值达几个百分点，影响热耗值为（3）

式乘以百分之几。

（3）低压缸效率变化对热耗率影响计算

为了计算低压缸效率变化对热耗率影响，首先按设计参量计算得

到低压缸效率变化1%，对机组热耗的影响值，见下式计算：

DLzhsLPηLPηmηd

HRLP100%kJ/kWh（5）

3600Wt

式中DLz——低压缸折算流量，kg/h；

hsLP——低压缸等熵焓降，kJ/kg；

ηLP——低压缸相对内效率（设计值）。

低压缸折算流量：

（）（）（）（）（）

DLPhLPh7DLPD7h7h8DLPD7D8h8hc（）

DLz6

（hLPhK）

式中DLP、D7、D8——分别为低压缸进汽流量、七段抽汽流量、八段

抽汽流量，kg/h；

hLP、h7、h8、hc——分别为低压缸进汽焓、七段抽汽焓、八段

抽汽焓、低压缸排汽焓，kJ/kg；

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通过（5）式可计算低压缸效率变化1%，对机组热耗率影响值。

实际运行低压缸效率偏离设计值达几个百分点，影响热耗值为（5）

式乘以百分之几。

最优值代表了同类型机组设计最佳，且管理水平高把其性能发挥

到最好。用最优值与应达值的差值表示设备管理潜力，最优值可根据

行业内机组的评比等结果确定，也可根据实际调研结果确定。

确定最优值时宜选取设备和运行条件与参评机组相接近的机组，

最优值可不进行修正。

3.5.2热力参数对汽轮机热耗率的影响

热力参数，如主汽压力、主汽温度、再热压力、再热温度、再热

压损、给水温度、排汽压力等参数对热耗影响可由热力学方法计算其

变化量。

ttt

qksks0m0i100%

t0mtks(t0mtks)t0m0i

式中：t0m——平均吸热温度；

tks——平均放热温度；

0i——汽轮机相对内效率；

t0m——参数变化后平均吸热温度与设计值之差；

tks——参数变化后平均放热温度与设计值之差；

0i——参数变化后汽轮机相对内效率与设计值之差。

3.5.3减温水及漏汽量对热耗的影响

减温水包括过热减温水和再热减温水。过热减温水由于取水位置

不同，对热耗率的影响