煤耗造假的危害：论310g/kWh供电煤耗改造的可行性

2015年11月初在微信圈及网络上一篇名为《发电企业高管自爆内幕：煤耗造假成潜规则 统计数据成儿戏》引起了不少业内外人士的普遍关注。该文提到，“煤耗数据造假所造成的后果非常严重”，其中包括 “假数据对政府、公众以及后续的建设项目产生了严重的误导和误判”。对此判断深有同感！因为，这影响真的来了。

2015年12月2日国务院常务会议，决定全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造，大幅降低发电煤耗和污染排放。会议决定，在2020年前，对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造，使所有现役电厂每千瓦时平均煤耗低于310克、新建电厂平均煤耗低于300克，对落后产能和不符合相关强制性标准要求的坚决淘汰关停，东、中部地区要提前至2017年和2018年达标。

其中在媒体上就看到 道了某专家对此的评价，“‘首先，技术上没有问题。’，中国很大一部分电厂已经实现了‘现役电厂每千瓦时平均煤耗低于310克’的指标。据他估算，至少有50%以上的燃煤电厂已达平均煤耗指标，下一步推广技术上不存在阻力”。

目前中国煤电现状果真如此？不同等级的机组构成如何？各等级机组的能效实际情况又如何？让我们下面从技术角度还原中国煤电的真实情况吧。

1. 煤电装机容量及结构分析

根据中电联统计的信息，至2014年底，中国电力总装机达13.6亿kW,装机类型结构如下图如示，其中火电占比约为67.3%，煤电机组则占总装机的比例约63.2%。

另据2015年电力可靠性中心发布的统计数据，2014年参加可靠性评价不同等级的煤电机组比例大致如下（虽然不是所有机组都参与了统计，但很有代表性）：

在煤电机组中，300MW等级以下的机组数量占了总数的约70%，容量也占了约49%。

2. 不同等级机组的能效分析

下表给出了不同等级的使用汽动给泵的纯凝机组典型的设计指标，其中管道效率统一按99%取。

从上表可得出初步结论：600MW及以下纯凝亚临界机组，采用目前节能技术根本无法达到310g/kWh供电煤耗的要求。

对于目前供热的亚临界机组，其供电煤耗还要取决于其供热时间及热电比大小，否则也不能达标。

如果真的按新的规定严格执行，估计50%的发电机组台数得关停。

上表展示的仅是设计煤耗值，实际运行中，机组的负荷率对机组效率影响非常大。根据文献《燃煤发电机组负荷率影响供电煤耗的研究》，负荷率对不同类型机组锅炉负荷率、汽机热耗率及厂用电率的影响如以下图所示：

当机组负荷率低于70%时，汽机热耗率即明显大幅上升。当机组负荷率低于50%时，汽机热耗率上升了近5%~8%，亚临界机组受影响更大。这是一个什么概念，假定机组供电煤耗为310g/kWh, 50%负荷下由于汽机热耗率上升，造成供电煤耗增加15~25g.

设计锅炉效率主要受设计煤种特性的影响，对于不同类型的锅炉，设计锅炉效率与负荷之间没有一致的规律性。在分析中我们假定它变化不大。

从上图可以看出，当机组在80%、70%、60%和50%额定负荷运行时，厂用电率大约是额定负荷下的1.1倍、1.2倍、1.35倍和1.55倍。所以负荷率对厂用电影响也很大，在同样负荷率下，由于基数关系，亚临界机组煤耗受影响程度更大。在50%负荷下，增加的厂用电率对煤耗影响从7g~18g不等。

对于300MW等级的亚临界锅炉，半负荷运行时供电煤耗比额定负荷时增加约40g/kWh，而对于1000 等级的超超临界机组，这一数值约在20g/kWh 左右。

在年份较好时，机组年平均负荷率能达到70%~80%, 在此工况下，机组供电煤耗要比设计值增加约6g~10g，各类型机组在正常运行时的供电煤耗如下表示;象2015年利用小时较低的年份，很多煤电厂带的负荷都极低，有些1000MW机组只带了40%左右的负荷。机组无论大小，这样低的负荷率，能耗更是大大增加了。

所以在正常运行工况下，只有超超临界机组才可能达到310g/kWh以下。如果再考虑上设备老化（如汽机老化，特别由于氧化皮问题，SPE引起汽机性能严重劣化）、检修质量（阀门内漏，特别是高旁泄漏）、外部环境（如环境温度带来真空方面的影响）、锅炉燃烧及管理方面等影响，实际煤耗会进一步升高。另外在上超低排放项目后，厂用电率会进一步提高。

喜欢钻牛角尖的人可能会说，现在1000MW超超临界机组设计供电煤耗可达到273g/kWh,咱们不辩这个，只看在运百万机组整体实际情况。实在要辩，先请细读2009年张建中先生的《我国超（超）临界机组实际投运水平评述》,以下两表很有参考价值。

在很多超（超）临界机组研讨会上，来自电科院的专家对于现在机组实际性能都是欲言又止。因为他们给电厂做性能试验，给电厂做节能潜力分析，实际情况怎么样，他们最清楚，但不方便明说罢了。

3. 缘何煤耗速降？

记得在2008年左右，某600MW超临界电厂，其正常运行供电煤耗约315g/kWh,当时觉得这是挺正常的值。

后面，全国性节能运动来了，央企都分有节能目标，为实现政治任务，集团把节能目标层层分解，最终落到各电厂总经理头上。

厂里也进行了一些节能改造，但很常规，无非是上变频、低温省煤器、轴封改造、冷端优化等。然后，然后 表上的供电煤耗大幅度的下来了，2010年实际供电煤耗变成了310g/kWh, 然后后面每年煤耗都在逐年下降(虽然没有再实施节能项目，低温省煤器也是一年之中只有约一半时间能投用，轴封改造效果不好又换回原轴封，汽机热耗率从调试到现在从来就没达到过设计值)，到2015年在负荷率这么低的情况下竟也能降低到了307g/kWh，快接近设计值了。

同样的，全国的其他电厂也是要在节能上不能比人家差呀，也得达到集团下达的节能目标要求呀。上节能项目，不管实际效果如何， 表上必须要反映出效果，不行就在煤耗数据上下功夫，调整煤场损耗，调整燃料单价，调整库存，在厂用电率上偷换概念，供电煤耗也不是原来意义上的供电煤耗了，“供电煤耗”也就下来了。

预算都这么做的，经营分析上 的也得往这靠呀，这是政治任务呀，不完成任务还能坐在总经理位置上么？从上到下，集团、分公司、电厂，一级压一级，降煤耗任务必需得完成。只是把真正搞技术的看得一楞一楞的。

4.节能政策的技术可行性

开展节能工作是对的，也是必需的，也有很多厂的节能工作是取得明显效果的，如外三很多创新性的节能技术应用效果还是有口皆碑的。节能改造重要的是要实事求是，不管怎样，没有颠覆性创新技术，性能测试能达到原设计水平也就很不错了。只是，确实太多厂的煤耗数据已经脱离机组能达到的技术水平，经不起推敲了。这华丽数据掩盖了事实真相，误导了政策制定者，影响了决策。

这一年多来出台了两个重要的政策及决定：

1) 2014年9月发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》要求“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，其中现役60万千瓦及以上机组（除空冷机组外）改造后平均供电煤耗低于300克/千瓦时。”

2) 2015年12月2日，国务院常务会议决定对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造，“要求每个现役燃煤电厂平均煤耗低于310g/kWh,东部地区要提前在2017年全部达到超低排放和煤耗标准，对不符合相关强制性标准要求的，要坚决关停”。在此决定后不久，很多省份也很快出台了 送节能减排计划的通知，同样要求各发电企业要制订节能减排计划，以响应中央决定。“对于不实施改造的煤电机组要列入关停计划，坚决予以淘汰关停。”

这310g/kWh是指性能测试值呢还是全年运行实际值呢？对于去年9月文，要求是相对明晰的，但也是可以推敲的。今年12月国务院常务会议决定所说的“平均煤耗”很模糊，如是发电煤耗且是性能测试值，那基本上没什么问题。但如果是供电煤耗，问题大了去了。

即使说是性能测试值，根据第2节中的分析，亚临界纯凝机组即使是设计值也基本达不到（进口机组除外），这意味着，约50%的机组数量（假定占70%数量的300MW及以下机组有1/3为供热机组）得强制关停啊！虽然600MW及以上机组容量占了50%,但数量只占约30%。要关停，要影响到多少厂？

如果是实际运行供电煤耗值，问题更大了，除了超超临界机组和供热机组，其他机组都得淘汰关停啊？

有人说，你可以改造啊！咋改？真的如”专家”所说的技术上没问题了？过去几年能上的节能项目都上了，本来是恢复性能的技改也算上是能效的新突破了。《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》所附的26项节能技术，对于现有机组改造，只有最后两项技术路线可走了：

1） 600MW及300MW亚临界机组锅炉、汽机全部扒掉改为超临界机组。

于是乎，去年末今年初开始，很多30万和60万的厂就开始张罗把亚临界机组改超临界机组的事情，600MW亚临界机组，才10多年运行时间，锅炉要全部拆掉，汽机换掉，主再热汽管道得换掉，辅机系统也就相应改造，这不是要新建一个厂的节奏么？确定不是为了劳民伤财创造高GDP？欧美用了30多年的机组现在还想着去延寿，我们就这么败家？但，这仅是设计值低于310g/kWh而已。

从机组实际运行能耗的角度来说，如果政府能够通过合理控制和引导电力投资，让机组利用小时数平衡在5500左右的水平，再加上电厂精细化的管理，机组实际能效也能处于不错的水平。即使是1000MW超超临界机组，如果只带了不到50%的负荷，这能效高么？改成超临界或超超临界就能真正解决问题了么？

朋友讲过一个例子，很值得深思。说得是某型火箭发射，第一次失败了，发现主要原因是开始阶段火箭推进速度不够，于是进行改进，增加了燃料装载量，想增大初速度，试了几次，结果还是失败了，直至最后有人提出把燃料量在原基础上减少若干比例，减轻火箭整体重量，最后发射成功了。

2) 曲线救“机”，进行供热改造

这对大量亚临界机组来说供热改造并不是想改就能改的，特别对于南方地区，没有供热需求及需求很小，就没有可行性。

有道是，谎言说上一千遍就成了真理。如今，一个美丽的光环笼罩下的规则又出台了，各级省政府已经或准备下文要求各电厂实施310g/kWh的节能及超低排放的减排计划，你们准备好了么？看来谎言开始了继续圆谎就得付出代价。

这是一个美丽的肥皂泡，正在越吹越大，终有破灭的一天。谁是低煤耗的始作俑者已经不重要了，现在是绳索已靠在脖子边上了，各发电集团还愿意继续把头往里套不？

在观看皇帝的新衣的人群里又多出了一个“不懂事”的小孩......

电厂运营分析之道

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