发电厂燃料管理应用研究

发电厂燃料管理应用研究（精选12篇）

1.发电厂燃料管理应用研究 篇一

火力发电企业燃料信息化管理新模式研究 前言

燃料，作为火力发电企业的“食粮”，占整个火力发电成本的70%左右，随着电力体制改革形势的推动，原来由计划经济模式下形成的燃料管理体制已不适应当前电力体制的改革，火力发电企业要想降低企业生产和经营运行成本，需要在燃料管理体制上进行改革和创新，在燃料管理模式上进行突破和创新，如何实现火力发电企业燃料信息化管理新模式的创新？带着这个问题，笔者调研了国内几个具有代表性的火力发电企业，如中电投集团下面一个火力发电企业，他们在燃料管理模式上是采用燃料经营托管燃料公司，燃料运行管理由本公司负责的业务管理模式；华能国际集团下面一个火力发电企业在燃料管理模式上打破了原有的独立部门管理模式，而由燃料运行部门、燃料经营管理部门，运行部门、财务部门、策划部门共同负责燃料的经营运行的业务管理模式，笔者认为，后一种管理模式是通过降低燃料成本资金纽带关系，形成风险共担、利益共享的火电厂燃料管理联合体，这种管理模式既能保持电厂燃料规模优势，综合协调、保障供应、遵守行规，同时又能抵御燃料市场风险，是一种新型的燃料管理模式，这种燃料管理模式在统一协调对外关系、平抑煤炭价格、协调资源供应，缓解发电燃煤告急等方面都发挥了独立火电厂燃料公司所不可替代的作用。2 目标

火力发电企业燃料管理的目标是在竞争激烈的市场环境下，实施低成本战略，完善燃料管理、降低厂用电率、燃油消耗量，对燃料成本项目进行层层分解，实行费用承包，控制燃料成本费用，通过燃料日报及月报等形式及时监控燃料的供应情况，通过燃料信息管理系统对燃煤收耗存情况进行实时监控，对重要的燃料库存设置警戒线，使低于警戒线能立即书面上报，提出解决方案，上报分管领导研究决定，并根据市场供求形势对未来一段期间的风险情况进行预测，为领导决策提供了辅助参考。

这种新型管理模式，其重点一是围绕管理目标对燃料管理的几个重要环节如计划，采购，结算，储存等做到事前费用预算，事中风险控制，过程动态监控，事后经济活动分析，从而实现燃料全生命周期的实时动态管理，以实现燃料计划与调运、市场采购、运输调度、煤质监督、到场验收、费用管理、储存与盘点、统计管理、合同管理、入厂燃煤（燃油）入炉燃煤（燃油）、检斤检质、存放、掺配、上卸、核算等所有环节的有效控制和管理，最终实现对入厂燃料成本的有效控制，降低企业燃料成本，实现利润最大化；其重点二是将现行分布在轨道衡、铁路调运、煤场、结算室等处分散的数据，充分利用计算机网络技术统一起来，实现燃料经营、燃料运行和经济活动分析全过程实时管理，通过实时采集系统进行数据实时采集，动态计数和数据显示的手段，为燃料进耗存的全生命周期跟踪管理建立一整套大燃料管理科学保障体系，从而实现企业降低燃料成本，实现利润最大化的企业燃料战略管理的目标。3 假定与约束

我们假定这种新模式是以信息化系统做支撑，并已运行于计算机局域网上，全厂有燃料管理的工作制度与规范，对参与燃料经营运行管理的各岗位人员有一套相关的工作标准，并且各岗位人员按照自己岗位的工作标准进行日常的工作,系统建立在大型的关系型数据库上，企业有一套标准的燃料统计报表样式。

约束条件是火电厂已安装并运行了轨道衡检斤系统、自动车号识别系统、燃油自动采集系统、电子皮带秤数据采集系统（检测煤流重量）、煤场激光扫描仪自动采集系统、油位计自动采集系统、PI系统数据库以及DCS系统（实现燃料运行方式的数据传输）。使模式的建立是为了使轨道衡、自动车号识别系统、燃油自动采集系统、电子皮带秤数据采集系统（检测煤流重量）、煤场激光扫描仪、油位计、PI系统数据库以及DCS系统等接口数据能传入到燃料信息管理系统中，但前提是需要相关的供应商提供数据文件的具体格式以及加密算法。新模式构架设计

为实现这种新型燃料管理业务模式运营，我们将燃料管理业务分为燃料经营、燃料运行和经济活动分析三大部分，其一燃料经营管理主要负责制定燃料的计划、燃料计划的实施、燃料合同的签订、以确保合同双方正常履行合同，保证生产用燃料的需求，保证各经营指标中涉及的燃料相关指标的实现，同时编制各类燃料报表，燃料结算、燃料相关杂费的结算，接受预算系统的费用控制；其二燃料运行主要负责燃料接卸、煤场管理、燃料上煤等过程，是燃料存储、消耗的过程；其三经济活动分析是对燃料经营和运行管理的结果进行分析与考核，定期召开燃料经济活动分析会，切实有效的控制燃料成本，提高企业的经济效益。三者之间的接口和业务流程构架图如下： 新模式业务功能

5.1燃料经营管理 燃料经营管理部门负责电厂燃料经营管理，如制定燃料采购计划、调运、定货采购，根据市场燃料供应量，分月、分矿制定燃料采购明细表，根据合同的兑现情况、发运量和燃料的平衡库存情况进行燃料的调运，根据燃料到货的数量和质量进行燃料验收和费用结算，同时对燃料储存和盘点的数据进行统计和分析，从而实现燃料经营全过程的燃料采购成本、燃料采购数量、燃料采购资金的实时动态查询和监控，通过MIS系统协同办公，信息共享，最终实现燃料资金流和物流的全过程控制管理，通过数据接口将从经营管理系统中采集的数据传输燃料系统中，实现燃料经营全过程的预算控制，通过数据接口将燃料系统中的燃料统计信息传输到经营管理系统中，实现燃料的费用和指标的经济活动分析和查询（图二），为电厂管理者及时了解燃料经营全过程、防范风险，辅助决策提供强有力的保障。

燃料经营管理功能模块主要包括：燃料基础信息管理、燃料计划统计管理、燃料合同管理、铁路调度管理、燃料结算管理，各模块功能描述如下：

燃料基础信息管理

主要对燃料管理的基础数据进行维护，为整个系统的正常运行提供前提和保障，涉及的内容包括燃料信息管理、煤场代码管理、供应商信息管理、燃料化验代码维护、常用代码维护。

燃料计划统计管理

燃料是电厂主要的生产原材料，是生产的必须品，它直接影响生产，由于需求量大，它的运输受铁路、交通运输能力的制约，因此做好燃料的统筹计划安排有着重要的意义。计划统计管理包含市内订货、企业自购、油的订购、燃煤需求计划、燃煤调运计划、月度燃煤需求计划、月度燃煤调运计划、燃油需求计划

燃料合同管理

燃料合同管理主要是对燃料合同和月度燃料采购计划进行签订前监督、签订后的审核，以及对合同执行率、到货情况、质量情况、付款情况的统计、分析和评估，同时还要根据检斤检质、亏吨亏卡等数据的统计和分析，向供应商进行索赔，并对供应商信誉进行评估和考查，燃料合同管理关键在于合同执行情况及相关事项的跟踪管理。

铁路调度管理

根据车站预报，调度车头接车，通知轨道衡、汽车衡准备检斤，通知卸煤组准备卸煤，制作调车作业通知单，调度车辆进库，登记卸车情况，详细记录铁路车辆调度作业。铁路调度管理包括燃煤月度调度管理、燃煤矿发信息管理。

燃料结算管理

根据运行部化学专业产生的入厂煤化验报告、供煤单位的货票、运输单和轨道衡、汽车衡的检斤单，以及供煤合同的相关质量条款、合同单价，计算各种加减价，得出实际单价，计算出总的煤款，减去运费中可以低扣的部分，即可得增殖税开票金额，制作煤炭验收单，并计入运杂费，开出结算单，并填写付款申请单，交财务稽核付款。

5.2燃料运行管理

燃料运行管理部门负责燃料运行管理，如燃料检斤，检质、配煤掺烧、燃料库存管理，同时负责燃料运行设备的检修维护管理，燃脱部通过轨道衡、皮带秤、油位计等实时数据采集设备实现燃料运行全过程的监控管理，同时通过数据接口将采集的数据传输MIS系统中，实现燃料运行生产全过程数据实时动态计数、统计、分析和查询显示功能（图三），为电厂管理者及时了解燃料运行生产全过程、防范风险提供了有力的保障。

燃料运行管理功能模块主要包括：燃料检斤管理、燃料检质管理、配煤掺烧管理、燃料库存管理，功能描述如下：

燃料检斤管理

入厂煤检斤管理主要通过轨道衡或汽车衡方式，根据货物运输单和轨道衡/汽车衡测量信息，记录车号，燃煤发货数量、发货矿别、实收数量等信息，同时形成火车检斤单，入炉煤检斤管理主要通过皮带秤红外线自动采集系统方式，每天0点到24点各记录一次底数，由差值算出上煤量，作为燃煤日耗量，制作煤日耗表，报送煤场管理值班员计划当日的日耗量以及检斤数量制作每天的燃料耗用表。入厂油检斤管理主要通过油位计采集数据方式，记录油罐的标尺高度或者根据计量泵进行检斤，燃油到货入罐后再记录标尺高度，用前后标尺的高度差作为燃油的检斤数量，并提供燃油进，耗，存日报表。

燃料检质管理

检质管理包括入厂煤化验管理、入炉煤化验管理及相关的采制样管理，其中入厂煤化验管理是根据运输单按供货单位编制采样编号，送运行部化学班化验室化验，将化验结果作为结算人员进行煤价结算的依据，用来汇总煤质验收情况月报表；入炉煤化验管理是对当日入炉煤，由运行部化学班进行采样，并送化验室进行制样以及化验分析，作为结算人员进行煤价结算的依据，用来制作煤质汇总表，煤质验收情况月报表；样本重新化验管理是当供应商对燃煤化验结果存在歧义，需要重新化验时，经领导批准后，由运行部化验班化验室进行重新化验，化验结果经领导审批确认后，确定一张有效的化验单据。

配煤掺烧管理

配煤掺烧是在当前负荷下，将多种煤质的煤按照一定的比例进行配煤燃烧，以达到锅炉燃烧最佳设计煤种的煤质，从而降低燃料成本；配煤掺烧的主要内容包括煤场管理、配煤管理及实时燃料成本统计。

配煤掺烧业务流程如下：

燃料库存管理

火力发电企业燃料库存管理包括盘点管理和煤场管理，一般电厂的煤场采集已配置了自动车号识别系统，皮带秤数据采集系统，同时已实现通过煤场激光扫描仪、燃油油位计自动采集燃料储存数据，可以实现实时在线采集的数据能自动传送到MIS系统中，在MIS系统中实现燃料库存数据实时动态显示，这种管理模式可以解决数据采集不统一而导致的数据采集不一致的问题，其中在盘点管理中可以对每天的进煤、耗煤、存煤进行统计分析，煤场管理人员定期组织对煤场存煤进行盘点，填写月份盘煤报告，建立原煤库存盘点台帐，使得帐物相符。在煤场管理中强化燃煤堆放管理，燃料的堆放应按一期、二期..N期划分为几个煤场分别进行存储。并对煤场按区域进行划分，对于建有缓冲煤仓的还应按仓位划分。5.3燃料经济活动分析

燃料经济活动分析功能模块主要包括：发电量分析、合同兑现率分析、合同价格分析、燃料成本分析、入炉煤、入厂煤分析和燃料综合查询，功能描述如下：



发电量分析

燃料指标分析、对于发电量进行半年发电量分析、全年发电量分析、计划发电量、计划发电量、实际完成量、同比计划减少率、去年同期发电量、去年同期比降低率。

耗煤量分析

对于煤炭到货量进行共进煤量、同比去年煤量增长率、全年共进煤量、计划兑现率分析，对各煤矿来煤量，占厂进煤总量百分比,各矿进煤总量占总量百分比、同年上半年各矿来煤量、占进煤总量百分比、地方矿来煤量，占总量百分比等分析。

合同兑现率分析

根据计划兑现率表和燃料到货情况和比例，进行合同兑现分析，如年、半年、月地方矿发煤量占年计划百分比，全部到货量百分比、影响地方煤供应的原因、提高合同兑现率的措施。

合同价格分析

同年的煤炭订货会所签订的发热量、电煤车板价（含税），目前执行的平均价格、主要原因分析，同年煤炭平均价格与去年全年平均价格对比分析、上半年煤平均采购单价（含税）与去年相比幅度上涨情况分析，运输费用涨价对煤炭到厂价格的影响，厂电煤发运站运价率上涨情况分析，各供煤地区上涨情况分析、铁路运费涨价情况分析，多支出费用情况。

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燃料成本分析

燃料成本上升情况分析，半年燃料成本，半年增涨情况，涨幅率，引起成本飞涨的原因分析。半年（全年）入厂煤同期煤质比较例图，设备对煤质要求的最经济指标例图

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入炉煤、入厂煤分析

入炉煤、入厂煤热值差情况分析图，半年入厂煤、入炉煤低位发热量对比例图，半年入厂煤、入炉煤分月发热量值例图、发热量超差原因分析、提高煤质措施



燃料综合查询

根据燃料经营管理的实际情况，统计燃料的进耗存等信息，并发布日报、月报、年报，根据结算情况编制报表，编制厂部需要的报表，总公司以及政府部门要求的能源消耗情况报表，同时可以查询燃料经营管理部门、燃料运行部门、运行部化学班等相关部门各班组指标预算考核情况和入炉煤（油）小指标情况。

2.发电厂燃料管理应用研究 篇二

目前, 粤电集团所属及控股火力发电厂面临燃料需求不断增加、电煤资源紧张、海运运力短缺, 以及燃料调度管理范围广、变化快、影响大的新局面和新形势。一方面, 电煤资源的紧张, 使得燃料管理工作中, 燃料资源和燃料采购环节上信息不畅和滞后的矛盾日益突出;另一方面, 运力的短缺使资源和运力调度的配合方式日趋落后。

为了解决好这两方面的问题, 适应新形势下燃料管理的需要, 粤电集团需要开发一套燃料调度管理信息系统, 通过建立面向燃料调度过程管理的系统平台, 将煤炭资源计划、港口资源跟踪、船舶动态、台风动态以及电厂需求紧密连接起来, 科学、准确、经济、高效地管理燃料调运的各个环节, 将燃料公司各部门的业务工作有机地统一起来, 充分发挥集团化统一采购的管理优势和信息系统的数据共享优势, 提升燃料管理水平。

1 系统结构

1.1 系统体系结构

使用客户端、应用服务器、数据库服务器3层模式开发粤电集团燃料调度管理系统能提高系统的使用效率和安全性。从技术的角度上讲, 易于实现与各个硬件端的接口开发, 具备Web应用的所有优点;而综合分析查询、分布式数据录入和分布式用户功能的管理, 使用B/S 3层模式则更易于维护和使用。因此在用3层模式开发的基础上实现B/S的WWW服务, 包括综合分析查询功能和分布式交互功能, 是一种很好的技术路线。系统网络拓扑结构如图1所示。

1.2 系统业务流程

燃料调度管理系统总的业务流程如图2所示。图中按颜色区分了不同部门的职责, 其中以调度中心部分的内容为系统业务开发的重点。

调度管理系统从资源计划及港口办事处上报的市场燃料信息制定出相关资源计划, 再根据对相应资源的跟踪情况进行相应的海运和陆运的资源调度, 并能实时掌握调度过程中船舶动态情况。对相应质量和结算数据进行管理和分析, 实现对燃料公司内部综合信息的管理和信息发布。

2 系统功能

系统功能模块包括:调度业务管理模块、GIS应用程序模块、港口办事处应用程序模块、综合管理应用程序模块、数据接口程序模块和一期系统改造程序模块 (见图3) 。

2.1 调度业务管理模块

该部分软件功能设计的目的是加强燃料公司资源计划与港口的资源跟踪的信息交流, 通过调度中心实现船舶实时动态跟踪、合理调度, 从而大大减少等装时间, 减少亏吨和移泊, 降低滞速费、亏载费等, 同时还可以更好地满足电厂对燃料的掺烧要求, 保证电厂的安全生产, 提高集团公司的整体经济效益。

2.2 GIS应用程序模块

基于GIS平台软件, 紧密结合燃料调度管理的业务需求, 开发出直观、方便、实用的燃料调度GIS信息服务应用程序。

3 系统关键技术

3.1 XML Web Service技术实现数据通信

在燃料调度管理系统中有大量的数据信息, 数据间存在十分复杂的数据关联, 采用XML技术对数据描述进行标准化, 使信息交流更加灵活方便。

采用XML Web Service技术批量处理XML信息, 使数据库中的信息得到统一的标准的管理。XML Web Service通过使用XML消息处理启用数据交换和应用程序逻辑远程调用, 使数据能够通过防火墙, 并在异类系统之间移动数据。虽然数据和应用程序逻辑的远程访问不是一项新技术, 但以松耦合的方式进行这种操作却是一个全新的概念。XML Web Service的客户端和XML Web Service之间的唯一假设是接收者理解其接收到的消息。这样, 用任何语言编写的、使用任何组件模型和在任何操作系统上运行的程序都能够访问X M L W e b Service。调度管理信息系统通信实现过程如图4所示。

燃料调度管理系统是分布式部署在Internet、粤电集团Intranet、各电厂的Intranet局域网中, 各子网服务器系统的数据库访问端口是屏蔽的。应用XML Web Service可以实现各子系统在子网之间的数据通信。

3.2 工作流技术

燃料调度管理中存在大量的业务工作流程。如合同审批、结算单审批流程等。工作流就是业务流程 (Business Process) 的计算机化或自动化。企业或组织内有许多繁琐复杂的业务流程, 这些流程构成了企业或组织的日常运营活动。通现代的技术手段将这些流程自动化, 并对其进行有效的管理便是工作流管理需要解决的问题。

通过工作流工具, 系统实现了合同审批管理、验收凭证审批管理、燃料结算单审批管理。同时系统实现了授权用户的待办、在办、已办燃料调度管理业务的查询和处理功能, 极大地方便了用户使用燃料调度管理系统。工作流管理的最终目的是为了缩短企业运营周期, 改善企业内 (外) 部流程, 优化并合理利用资源, 减少人为差错和延误, 以提高劳动生产率。燃料调度管理系统实施工作流管理所带来的好处是非常明显的, 它提高了合同审批效率, 加快了资金结算进度, 提高了燃料调度管理业务部门之间信息流转效率。

3.3 VML技术

矢量可标记语言 (Vector Markup Language, VML) 相当于IE里面的画笔, 能根据客户需要, 画出适合的图形, 且结合脚本, 可以让图形产生动态的效果。

在燃料调度管理系统中, 大量的数据分析需要转换成折线图、柱状图、饼图等图形化的方式, 而VML技术很好地解决了由数据到图形的快速转换。VML技术具有以下特点:

(1) 生成矢量图形, 且可以按照不同的需求放大或缩小图形且不会影响显示质量;

(2) 代码简单易操作, 可与Javascript等Web脚本语言相互配合使用;

(3) 生成图形效果明显, 可视性强;

(4) 所有生成的图形都支持XML标准, 可扩展性强;

(5) IE5.5以上版本全面兼容VML技术。

3.4 GIS技术

GIS是能够收集、管理、查询、分析、操作以及表现与地理相关的数据信息的计算机信息系统, 能够为分析、决策提供重要的支持平台。燃料调度管理系统GIS功能的开发结合了粤电集团燃料调度中心大显示屏的建设实际情况, 开发出了方便、美观、实用的燃料调度GIS应用程序, 实现了燃料调度业务信息与GIS信息的完美结合。

系统选取的G I S平台软件是MAPGIS_IMS 7, 它采用了ASP.NET技术, 结合了功能强大的C#语言, 开发了基于的.N E T的WebGIS的解决方案。

4 系统主要特点

(1) 统一调度管理:实现了对全公司所有海运煤炭的信息化统一调度管理。

(2) 库存预估机制:根据电厂存煤情况、电厂耗用、电厂预到船情况, 对电厂库存趋势作出合理预测, 达到合理调度的目的。

(3) 船舶疏密程度分析:实现了燃料资源到厂验收前可根据实际需要灵活调运到别的电厂的功能。

(4) GIS系统与业务数据结合展示:在GIS地图上图形化展示矿区资源分布、港口装船情况、电厂存煤情况, 以及港口码头堆场等与燃料运输和存放相关的地点及其属性信息。系统可以实时跟踪船位信息, 在GIS地图上点击相应船舶热区, 就可以查看到当前船的调拨及装船信息。

(5) 自动取数程序:自动同步船位和台风数据, 减少人员繁琐工作, 同时也能保证数据准确性。

(6) 灵活的报表输出模式:对于燃料系统中各种业务单据和统计分析数据, 都可根据用户需求自定义编制Excel模板导出。

(7) 完善的装卸港煤质对比分析:可分电厂、供应商、质检站等对装卸港煤质进行偏差分析。

(8) 系统数据保密性好:对于燃料价格、合同等信息, 系统通过授权访问的方式保证只有有权限的用户才能看到该信息。

(9) 系统扩展性强:业务流程可通过简单的设置操作就可完成, 不需要改动软件本身。

5 结语

3.发电厂燃料管理应用研究 篇三

关键词：燃料管理 系统功能 设计 应用

本文以火电厂燃料管理一体化系统为研究背景，论述了燃料进厂过衡计量，质量检验，审核校对，自动结算，统计报表管理，煤场、油罐管理，实时指标计算，自动考核，经济活动分析，综合查询等功能，实现企业内部燃料管理的联网运行，通过企业内部与其他系统(财务，生产，计划等)之间的横向集成，建立了一套安全，可靠，开放，先进，业务管理科学化、规范化的燃料管理信息系统；同时针对新建电厂人员少、设备多的特点，加强了控制系统运行管理和跟踪分析的能力，充分发挥了计算机监控技术的优越性。

1 燃料管理一体化系统简介

1.1 系统平台及网络 现代应用软件系统往往是超大规模的，无论从覆盖的管理范围上，还是包含的各种高新技术上，都是前所未有的。为了保证应用软件系统开发、应用的成功率，确保系统的功能性、可靠性，必须严格遵循系统工程和软件工程的规则实施应用软件系统的开发；必须尽可能地采用新型开发技术。

1.2 系统功能 燃料管理信息系统由计量、化验、托收、调度、统计、计划、查询等子系统构成。每个子系统都是从最原始的数据录入开始，经过系统的处理加工，得到各种表格、查询结果，并为下一步的处理准备数据。其中，统计子系统包括计量、化验、综合统计几个主要功能，主要数据由各子系统输入，经网络传送至统计子系统。输入查询条件，自动生成各种报表。查询子系统按照权限设置可直接查询各单位来煤的数量、质量及汇总情况，历年、历月来煤的化验值变化情况、质价不符情况、耗煤情况等。

1.3 系统特点 系统可维护性强，系统结构性强，系统运行安全可靠。

1.4 本课题的主要任务 本课题的主要任务是根据火电厂燃料管理一体化系统的要求，提出具体实施方案，包括硬件的选择和软件开发，并进行现场调试工作。

2 系统总体结构设计

系统设计的指导思想是从电厂燃料管理的实际需求为依据进行总体规划，本着“实用、可靠、先进、经济”的总体设计原则，确保系统高度集成、总体优化、安全可靠；充分利用计算机、网络、码等技术和工具，根据实用性与先进性相结合的原则，推进电厂燃料管理上升到一个新的水平。

3 系统功能设计

一体化管理系统由过程监控，采制化功能，自动采样、自动化验、基础信息管理和一体化管理门户等部分组成。

3.1 过程控制 通过专门的监控服务器，系统将燃料从采样→样本运输→化验室的工作现场情况都纳入到监控的范围内。并通过自动存储的功能，将这些现场的情况记录下来，以备查询。

3.2 自动采样 通过自动采样机和采制化功能软件实现互动，由采制化功能软件统一控制采样过程中的样本采集，收集等工作。不需要人工的干预即可完成一个样本的采集。采样的过程中，采样人员自需要在系统的提示下完成样本的收集工作，采样人员不能对应当前所采集的煤样放置在哪个样本容器中。避免了采样人员和供应商联合，做出损害企业利益的事。

3.3 采样管理

3.3.1 采样容器分配计划 采样容器使用计划是用于定期指定采样容器和燃料供应商之间的对应关系。采样容器使用计划可以不定期指定。计划日期和领用日期都要求精确到分钟。使用计划中的采样地点默认为容器的对应的采样地点。如果容器未指定采样地点，可以在所有的采样地点中列出，直到计划中指定了使用地点。用户不能添加和删除记录。

3.3.2 采样容器领用 此功能由采样工作人员使用。采样人员打开功能表单后，只能看到本地点对应的容器分配计划。采样人员不能添加和删除指定的数据。

3.3.3 采样管理 本功能是由采样人员使用的，用于确认采样工作完成，并录入基本的样本信息。

3.4 化验管理 化验人员使用样本接收功能来确认收到了燃料样本。由采样人员完成采样的样本才可以接收。操作人员不能删除列表中显示的记录。

3.5 基础信息管理

3.5.1 燃料种类管理 燃料种类管理是一个管理燃料类型基本信息的功能。燃料的第一层的节点有两个：燃煤（M）和燃油(Y)，这两个节点不能删除。种类的编码采用拼音字母表示。燃料种类的定义数据参照电力行业标准。

3.5.2 入厂检验种类 定义入厂燃料的检验方式。基础数据有:过衡计量，检尺，其它三种。

3.5.3 燃料供应商类型 定义供应商类型。基础数据有：统配矿，地方矿及其它。供应商的类型和国家统计要求的类型保持一致。

3.5.4 供应商所在地区 定义供应商所在地区。地区的划分参照国家行政区域划分方法。用户可以增加和删除。

3.5.5 供应商管理 燃料的供应商和企业的供应商系统保持一致。供应商基本信息包括：名称，编码，联系方式，银行帐号，结算优先级别等。供应商的结算级别包括：优先结算，结算，和其它三种。

3.5.6 燃料入厂检查点管理 定义燃料入厂的检验地点。定义时，可以参照燃料数量检验地点。

3.5.7 采样地点管理 定义燃料的采样地点。定义时，可以参照采样人员工作地点和班次来定义。

3.5.8 樣本容器管理 用于管理样本采集容器。样本容器的启用，分组等信息都在此功能中完成。

3.6 一体化信息门户 公司有关领导和燃料管理人员，根据所处的岗位不同，可以建立个性化的管理信息门户。门户中包括：本岗位的工作标准文档、采制化工作场所传来的视频信息以及在采制化功能采集的数据等内容，管理人员所需要的信息完整地集成在本人的工作屏幕上。

4 使用效果及预期价值

采用全新的设计思想和工作流等先进技术，在充分利用电力企业现有的自动采样设备、自动化验设备等资源的条件下，建立一套燃料管理一体化系统，实现火电厂燃料计量、检质、化验、结算、付款、统计、及经济活动分析的全程监控、保证燃料管理全过程高效、准确和公正地完成。

5 结论

本文讨论了燃料管理一体化系统的设计方案和过程；对系统硬件的选择和配置，软件的开发和编制，依据各自的特点和功能进行了较为详细的论述。据此，得到以下结论：①燃料管理一体化系统的设计是成功的。②系统具有实时监控功能，可以监视系统内每一个环节的工作状态，方便公司领导及燃料管理人员了解燃料入厂计量及采制化工作状况和设备运行状态。③所有设备和系统的旁路均能实现自动联锁保护；所有运行参数、报警信号、运行操作记录均能储存、记录或打印。④本系统经过调试，已经达到了设计要求，但由于是新设备、新系统，某些设置可能会不适应现场的要求，所以需要我们在今后的实际运行中逐步调整，通过与操作人员的不断交流，最终发挥该系统的全部优势，真正实现燃料管理一体化。⑤通过使用燃料管理一体化系统，电厂可以将整个燃料的全过程完全纳入可控的状态下，提高企业管理的透明度。从而为企业降低燃料的成本，提高企业经济效益，最终提高企业的盈利能力奠定了坚实的基础。因此，该系统具有很好的推广应用价值。

参考文献：

[1]赵竞闯，唐军，刘勇.条码系统在火电厂燃料采制化管理中的研发和应用.2010年《重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集》.

[2]李兵，付业林，谢磊.物联网技术在火电厂燃料监控管理系统应用中的研究探讨.2011年11期 《衡器》.

4.火电厂燃料成本管理的具体措施 篇四

1.落实燃料全过程管理机制

一是要强化出矿环节的监装，从而防止出现掺杂使假现象。在运输过程中，应当高度重视治安工作以防止煤炭被盗，尤其是要防范煤炭在运输过程中被掉包或者掺入矸石。二是要强化验收环节的采样、制样与化验管理，从而能够及时对亏吨与亏卡进行索赔。为了防止火车运煤中常见的上下层煤质不同导致整体质量下降的情况，应当制作专门的采样工具，坚持进行上下取样。三是要强化煤炭消耗环节的入炉煤计量管理，从而不断提高正平衡所具有的校核作用，以便于准确地核算出煤炭燃料的成本，鼓励运行人员形成节约燃料的意识，比如可以采取劣质煤掺配煤燃烧的方式。四是要强化煤场管理环节的烧旧存新，从而减少热值的损耗。要切实抓好防盗和防洪工作，防止由于盗窃与雨水冲走煤炭等原因而导致的燃料损失。五是要强化结算环节的亏吨与亏卡扣款工作，通过统筹安排燃料款支付，优先为具有良好信誉与煤质的供货单位付款，提高其供应优质煤炭的积极性。

2.形成切实有效的制约体系

对于燃料供应商，应当建立健全信誉评级机制。对于存在掺杂使假显现与缺斤短两行为的商家，应当进行公开曝光，而且终止从此供应商处采购燃料。入厂煤的化验与入炉煤的化验应当由不同人员来分别负责，并在第一时间对化验的结果加以比对，从而起到相互约束之作用。应当在燃料管理的关键场所安装相应的监控装置，并在本单位的网站上进行实时公开，让相关从业人员能够阳光操作。

3.实现燃料采购过程的科学化

在确保发电燃料供应的前提之下，为了让总燃料费用下降到最低，应当依据系统论来进行预测，从而估计出今后一个时段内所消耗掉的标准煤炭量。除了要保持安全燃料库存量之外，还应当对全部有可能的采购方式、现金周转状况、采购方式、运输工具、运输所需要的时间、采购指令的下达时间及质量等状态实施定期分析与监控，从中得到如采购提前的时间与可靠度等规律。要依据国家能源安全与燃料采购的政策、本厂资金占有率等，科学地选择那些综合指标比较好的购置方案并优化相应的采购计划。同时，对于燃料的管理、监督与测量方法等也应当实施合理调整。这一个过程应当是和燃料的供应商与运输商进行不断整合，并对采购与库存管理程序加以优化之过程。在确定最优采购计划时，只要方法应用得当，就能避开价格的波动以实现利益的最大化。

4.加大技术投入与改进管理手段

火电厂可以采取以下措施加大技术投入与改进管理：一是对汽轮机实施通流改造，以提高其热效；二是在锅炉当中装配富集型燃烧器以提高燃烧的效率；三是配置煤炭快速测灰仪，一旦出现灰分超标的煤炭就进行及时预警，从而减少燃油的消耗；四是配备煤炭自动采样设备以防止人为的因素影响到采样之结果；五是购买激光盘煤装置从而快速而准确地确定煤场的存煤情况；六是将燃料系统和财务部门进行联网，从而能够随时了解到各个矿点的来源以及热值，从而及时发现相应问题。

5.发电厂燃料运行安全生产顺口溜 篇五

安全第一预防为主，方针指南不能偏。

安全多下及时雨，教育少放马后炮。快刀不磨要生锈，安全不抓出纰漏。

安全防护要做好，进入现场有“三宝”，安全帽、网、安全带，保护生命不可少。

安全教育应很抓，分层培训你我他。增强教育灵活性，工作岗位实践他。

安全意识记在心上，安全责任担在肩上。

安全隐患是警钟，安全教育不放松。安全规程天天讲，安全生产立新功。

出事故三不放过，为民负责莫嫌烦。

防范再出新措施，措施落实才算完。

高空作业上天桥，安全带儿要系牢。带好随身工具兜，严禁抛掷防脱手。

管生产必须管安全，老一要把责任担。

建筑楼房大又高，出入上下防跌跤。不能攀爬脚手架，应走楼梯或马道。

进场要戴安全帽，警示标识要知道。遵章守纪保平安，一人安全全家笑。

进入现场要注意，危险区域观仔细。麻痹大意要不得，安全二字牢牢记。

美酒飘香解忧愁，切莫贪杯晕了头。工作时间禁渴酒，关爱自己严要求。

事故原因一查到，教育群众有经验。

谁主管谁负责，安全生产原则记心间。

危险部位要做到，有轮部位必有罩。

消防器材是个宝，平时注意维护好。严禁随意做它用，发生火灾找不着。

烟头危害可不小，引起火灾不得了。施工现场别吸烟，消防安全要记牢。

有洞口处必有盖，有轴头出必有套。

有高平台必有栏，有轧点必有挡板。原因不明不放过，通过分析找根源。

安全第一预防为主，方针指南不能偏。

安全多下及时雨，教育少放马后炮。快刀不磨要生锈，安全不抓出纰漏。

安全防护要做好，进入现场有“三宝”，安全帽、网、安全带，保护生命不可少。

安全教育应很抓，分层培训你我他。增强教育灵活性，工作岗位实践他。

安全意识记在心上，安全责任担在肩上。

安全隐患是警钟，安全教育不放松。安全规程天天讲，安全生产立新功。

出事故三不放过，为民负责莫嫌烦。

防范再出新措施，措施落实才算完。

高空作业上天桥，安全带儿要系牢。带好随身工具兜，严禁抛掷防脱手。

管生产必须管安全，老一要把责任担。

建筑楼房大又高，出入上下防跌跤。不能攀爬脚手架，应走楼梯或马道。

进场要戴安全帽，警示标识要知道。遵章守纪保平安，一人安全全家笑。

进入现场要注意，危险区域观仔细。麻痹大意要不得，安全二字牢牢记。

美酒飘香解忧愁，切莫贪杯晕了头。工作时间禁渴酒，关爱自己严要求。

事故原因一查到，教育群众有经验。

谁主管谁负责，安全生产原则记心间。

危险部位要做到，有轮部位必有罩。

消防器材是个宝，平时注意维护好。严禁随意做它用，发生火灾找不着。

烟头危害可不小，引起火灾不得了。施工现场别吸烟，消防安全要记牢。

有洞口处必有盖，有轴头出必有套。

有高平台必有栏，有轧点必有挡板。

原因不明不放过，通过分析找根源。

奉劝诸位守规章，大家干活要认真，众人干活心要齐；

大家来学安全篇，如有隐患必查明，搞好团结又守纪；

安全规范须谨记，尽快找出其原因，上班切莫离岗位；

工作制度要把严，安全隐患须消灭，玩忽职守搭上命；

上岗培训学安规，停电两票要办齐，装拆设备要细心；

不懂安规就吃亏，赶快派人到局里，螺丝松动祸最深；

不遵安规易出事，办票之人未到来，接触不良易发热；

千万不要把规违，暂且不动是为先，烧毁设备人受惊。

工作之前先想清，停电之后须验电，一旦安全有事故；

哪先哪后要分明，挂上接地莫拖延，沉着冷静来应付；

不然脚忙手又乱，设置遮拦更重要，排除故障灭萌芽；

干起活来无头绪，明牌标示人知晓，生命财产才保住；

工作服、要整齐，抢修工具要登记，诸位定要守规章；

干起活来才容易，完工时候应点齐，不喝酒来不抽烟；

安全帽、要戴牢，胶钳板手螺丝刀，上班最忌往家想；

安全规范应唠叨，勿留母排开关上，精神分散无主张。

登高系好安全带，工作干完要查明，各位若是下了班；

不能只讲快快快，不能留下后遗症，仔细想想就知道；

胆大心细要认真，粗心大意使不得，人身财产皆重要；

干活之时要注意，干活时候要认真，安全一定要做到；

第一不要伤自已，若是疏忽不检查，人人学习安全编；

第二不要被人伤，马上送电轰一声，一利已来二利民；

第三不要伤别人，因此出了大事故，工作安全人欢欣；

6.燃料电池电厂前景展望 篇六

燃料电池是具有能源革命意义的.新一代能源动力系统,对解决“能源短缺”和“环境污染”这两大世界难题有重要的意义.本文概述了燃料电池的工作原理及特点,介绍了国内外的发展状况和最新动态,展望了燃料电池电厂的应用和发展前景.

作 者：钟文琪 钟史明  作者单位：钟文琪(东南大学热能工程研究所)

钟史明(东南大学动力工程系)

7.发电厂燃料管理应用研究 篇七

一、做好结算工作的前提

1. 强化学习，全面提高自身素质。

燃料结算人员要努力学习各种新知识，适应形势发展的需要，贯彻执行好国家有关法规和各项燃料规章制度、燃料合同及操作规程。在思想上树立主人公的观念，融入角色，以全局为重，以事业为重，不计个人得失。工作中，维护公司形象，维护领导形象，讲团结顾大局，摆正位置，做到服务不缺位，主动不偏位，融洽不空位。

2. 强化基础工作，确保结算工作高质量。

建立好煤炭和运费结算台账，做好燃料统计核算，真实、准确、及时、完整地提供结算信息。规范操作，防范操作风险，确保燃料结算准确率100%。

3. 强化成本领先意识，确保各项工作有效开展。

开拓精神、开阔视野、开放思路，在强化统计分析职能上下大功夫进行突破，努力提升专业化服务品质，为公司实施降低成本管理提供有力的决策依据，为成本控制提供专业化的数据支持，发挥结算数据统计分析职能在成本控制中的作用。

二、做好燃料结算工作重要方法

1. 管理效益化，将双增双节中的具体工作落到实处。

2008年，金融危机给能源企业带来了不利的影响，面对经济的低迷，各家企业都从管理出效益、降低成本出发，提高竞争力。有消息称：民航加强成本管理新规，把每架次飞机起飞降落时的滑行时间降低了3分钟，仅此一项为国家年创收20亿元，可见，管理出效益的重要性。

目前，发电厂的平均燃料成本已占到发电成本的70%以上, 降低燃料成本是贯彻落实成本领先战略的关键。工作中要营造从点滴小事做起的风气，把节约的理念贯彻到日常工作全过程。

具体工作中要以结算数据反映的经营工作内容为出发点，加强燃料成本分析，量化结算统计分析指标，站在部门、公司乃至国家的高度上深入思考：结算数据经过统计分析能反映哪些成本指标和管理指标的优劣;统计分析结果使用什么表现形式能够更有效、更有针对性地为不同的用户提供服务和支持。

标煤单价指标。标煤单价是燃料成本控制的关键因素，能够较为直观地反映燃料单位成本和企业市场竞争力，是领导们关注的重要内容。此指标每月进行一次对比分析，形成书面报告后向公司领导、各部门经理汇报。

各煤种结算数量指标。该指标能够非常准确、直观地反映不同煤种完成月度需求计划情况、年进度计划情况。每个结算周期(半个月)进行一次对比分析，主要以数据表格方式将指标完成情况通报计划管理和调运管理岗位，以便及时调整偏差，确保燃料成本在受控范围内。

各煤种结算热值指标。该指标反映了结算周期内的煤质水平。每个结算周期(半个月)进行一次对比分析，把每个电厂、每个煤种、每个矿别煤质的最优值、最差值以及平均值进行筛选，制作成典型数据表，通报质量管理岗位。

2．业务信息化，提升结算工作管理水平。

开发SCM燃料系统，实施工作始终坚持“规范管理、优化流程、提高效率”的原则，结合系统运行情况和燃料管理实际需要，各模块进行完善和深度开发。燃料信息系统结算模块的开发提升了工作效率，明晰和规范了燃料结算工作流程及功能，适应了发电企业的快速发展，满足了集中结算的要求。并且，将燃料结算信息导入财务FMIS系统和金税系统，结算业务全部在SCM系统完成，大大提高了工作效率。

系统的开发，带来了业务流程的规范化、业务标准化、信息共享化，燃料管理工作品质进一步提升。SCM燃料管理系统以业务环节为主线，形成了SCM燃料管理系统的业务流程。每个业务环节都按照既定的流程进行，而且每一个环节的数据确认提交后不可随意修改，并自动带到下一个业务环节，既规范了燃料业务流程，保证了每一笔业务的完整性;又减少了重复录入，大大提高了工作效率。

3．工作精细化，实现燃料结算准确及时。

很多工作纰漏的发生并不是这项工作没有做，而是工作精细程度不够。工作能力的高低、工作实际结果很大程度体现在工作细节上，未来企业的竞争就是细节的竞争，细微之处见功夫。去过麦当劳的人，都知道麦当劳的服务非常到位，所有店员都面带微笑，员工实行快捷、准确、友善的服务。为了保证店堂整洁，员工规范中有一项条文是“与其靠墙休息，不如起身打扫”，店内，所有的餐具在打烊后必须彻底清洗、消毒，地板要刷洗干净，餐厅门前也要保持清洁，这些都表明在细节中不断追求完美，才使得麦当劳赫然有别于其他企业，增强了永续竞争力。由此可见，平时人们做事以为付出80%的努力就能百分之百成功了，那是完全错误的，工作从平凡走向优秀乃至迈向卓越，尤其需要精细。管理学告诉我们：细节决定成败。因此，凡涉及到和多个部门协调的工作，需要树立精细意识，以保证结算的准确。

8.火力发电厂燃料管理与成本控制 篇八

关键词：燃料；管理；控制；成本

目前我国还是以火力发电为主，而主要燃料就是煤炭，作为一种不可再生资源，如果提高煤炭利用率，减少消耗，不仅可以减少火力发电企业成本提高经济效益，更重要的是为人类社会的可持续发展做出一定的帮助。但由于受传统管理模式影响，仅重视企业安全生产，而忽视了能源节约。为此，分析目前火力发电企业燃料管理中存在的问题，制定相应的解决对策，具有十分重要的意义。

一、区域内火力发电企业燃料内部管理现状及存在问题

现在国家强化煤炭资源产业的管控力度，重点打击非法开采的小煤窑，这也使得火电厂发电用煤市场转变为由卖方市场，由于受到运输成本、市场竞争等经济因素的综合影响，这也使得电煤合同无法有效履行。目前煤炭市场还不规范，导致煤炭质量无法保障，对火电发电厂正常运作产生负面作用，企业的相关部门管理成效差，主要体现在以下几个层面。

1.电煤重点合同兑现率低，电厂对燃料市场变化适应性差

由于电力行业的特殊性以及重要性，在具体运作中日益凸显出“市场煤”和“计划电”之间的体制性矛盾，在国家控制电价的基础上，电煤价格由市场调控，使得火电企业运营成本显著提升，在履行签订的电煤重点合同时，将会出现后续用煤价格增加的现象，使得火力发电厂长期处于电煤采购的被动局面。

2.电煤煤质较差，掺杂使假现象严重

火电厂所需燃煤的发热标准是5000-5500大卡/kg，其灰分控制在20到30，但电厂实际用煤发热量已经降至到4000大卡/kg，而灰分却上升到30到40。在不能保障重点电煤合同履行时，也会相应增加运输用煤成本增加以及劣质煤引入的问题，这会出现火力发电厂运作的安全性问题，降低企业的经营效益。

3.燃煤掺配掺烧不均匀、热值差偏大

现在发电厂采用配煤掺烧方式来降低燃煤成本，它是根据具体使用的燃烧煤种，购置热值低的燃煤或煤泥，将其和高热值燃煤进行科学配比。但此种方法存在诸多不确定因素，及时调整难度大，将会产生具体操作中热值差偏大等问题。

4.煤场存煤管理不科学，不能很好地适应生产用煤要求

因为燃煤煤种多样，煤场众多，这会加大管理的难度，同时由于季节储煤以及实际用煤的不确定性，导致不能良好保管企业进煤库存。火电发电厂管理效能低下，不能进行煤场的科学调度，使得其运作中受到煤炭质量以及数量的双重影响。

二、进一步强化燃料管理、降本增效应采取的有效措施

火力发电厂离不开燃煤的供应，所以需要在实践中降低相关领域的运行成本，以此提升企业盈利能力和核心竞争力。

1.加强燃料计划、合同管理

首先要深入了解现行燃煤市场行情，务必确保煤炭充足供应，企业与优质矿煤企业达成战略合作伙伴，改变煤源进口模式。积极主动进行煤炭进口的商业洽谈，保障燃煤重点合同的有效履行。同时，合同内容中要明确重点事宜，不要产生歧义性理解，规避执行中的履行问题。

2.加强入厂入炉煤管理

其一是强化煤炭入厂的管理，这是要以其轨道衡以及地中衡检斤为参考依据，定期校验计量器，保障其年检测率和检斤率均达到100%，以此保障火力发电厂的煤炭进口质量。

其二是完善入厂以及入炉热值的管理，管理部门要确立“花钱买热值”的观念。先要处理好原煤装车和燃煤质检工作，然后要做好煤炭采购的抽样化检工作，通过三级编码制度，提升采煤的精确性。

其三是加强采制人员的技术培训，相关工作者定期考试，持证上岗，定期开展思想廉政教育，贯彻重点岗位轮换政策。

其四是健全管理监督机制，能够对采煤的全过程执行实时监控，做好相关的化验存查工作，杜绝偷盗现象，保障运作的顺利开展。

3.加强配煤掺烧工作

火力发电厂要选择经济性价比最好的煤种，大力推行配煤掺烧工作。全方位开展燃料的管理工作，拓展进煤渠道以及多元配烧方式。火力发电厂要建立相关的领导部门，通过及时分析和调试，保障燃煤的科学掺烧比例，每天都能够以动态指标传送的方式指导一线生产部门工作，同时也要强化各部门间的信息沟通，提升企业运作效率，实时调整配煤掺烧数据，显著降低企业用煤成本，提升企业经济效益。

4.有效提升煤场科学管理水平

首先是要贯彻煤炭质量分拣存放机制，创建质量数量账目体系。已入厂的燃煤要整齐压实堆放，做好存放看管工作。其次是要根据季节性影响以及实际用煤量的需求，构建出动态燃料库存管理体系。然后是定期采取倒烧的原则进行燃煤的烧旧存新处理，要对煤堆定期测温，以防止产生自燃问题。接着是要每月都进行对账工作，能够及时了解燃煤储量并加以科学调度。最后是要创建专业的护煤部门，强化煤场的安全管理工作，杜绝偷盗事件产生，保障厂区财产安全。

5.加快科技创新，加大改造投入力度

首先是要考量各个火力发电厂新燃料管理软件的使用情况，依托于信息化服务管理平台提升工作效能，获取精确有效的工作数据。其次是要充分做好可行性分析工作，完善现有运行机组技术改造工作，显著降低煤耗，在保障设备安全性的基础上，提升工作的经济效能。根据现实状况采取行之有效的汽轮机通流、等离子点火、节能变频等技术改造，这样能够提升机组运行效率，提升煤炭燃烧率，控制运作所需的成本。

6.注重燃料绩效管理和经济分析

火力发电厂要创立绩效为主的燃料管理制度，通过新型绩效管理操作方式提升煤炭燃料各个层面的管理，在提升相应管理水平的同时，能够有效降低相关的运行成本。相关部门定期开展燃料经济研究，分析现有问题产生的原因，找寻有效的整改策略，能够全局管控燃料运作流程，显著降低燃料运作成本。企业要创建完善的考评模式，让每个工作人员都能够找寻到自己的工作位置，高效开展相关燃煤管理工作。

三、结论

现阶段，火电发电厂运作中燃料成本管理是一项艰巨的任务，同时也是有着复杂的系统工程特征。不同的火力发电厂具体运作中将会出现不同的问题，其中包括区域影响、煤炭资源、厂区规模以及用电需求等要素。目前，能够有效降低企业燃料成本，成为日常管理工作的重中之重。现在环保意识越来越强，同时煤炭资源的不可再生性，都严峻的摆在面前，所以，需要企业进行管理深化以及运作优化，开拓出新型燃料经济管理模式，以此促进企业的全面、健康、持续的发展。（作者单位：中电投吉林核电有限公司）

参考文献：

[1]曹文琴，谢静波，曹文花等.火力发电厂燃料管理应用和方法[C].//全国火电300MW级机组能效对标及竞赛第四十一届年会论文集.2012：543-547.

[2]徐发海.火力发电厂燃料管理与成本控制[J].中国电力教育，2012，（24）：94-95.

[3]刘吉广.加强火电厂燃料管理工作[C].//2010年全国火电厂燃煤管理与配煤掺烧经验交流会论文集.2010：85-88.

9.发电厂燃料管理应用研究 篇九

作者:辽宁电力科学研究院孔宪文桂敏言(辽宁省电力有限公司冯玉全)

【摘要】本文概述了燃料电池的工作特点和原理，介绍了发电系统的组成、国内外的研究现状，对我国应用燃料电池发电的资源条件进行了评估，展望了这一技术在电力系统的应用前景、将对电力系统产生的重要影响，它将使传统的电力系统产生重大的变革，它会使电力系统更加安全、经济。最后提出了发展燃料电池发电的具体建议。

1.引言

能源是经济发展的基础，没有能源工业的发展就没有现代文明。人类为了更有效地利用能源一直在进行着不懈的努力。历史上利用能源的方式有过多次革命性的变革，从原始的蒸汽机到汽轮机、高压汽轮机、内燃机、燃气轮机，每一次能源利用方式的变革都极大地推进了现代文明的发展。

随着现代文明的发展，人们逐渐认识到传统的能源利用方式有两大弊病。一是储存于燃料中的化学能必需首先转变成热能后才能被转变成机械能或电能，受卡诺循环及现代材料的限制，在机端所获得的效率只有33~35%，一半以上的能量白白地损失掉了;二是传统的能源利用方式给今天人类的生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废热和噪声的污染。对于发电行业来说，虽然采用的技术在不断地升级，如开发出了超高压、超临界、超超临界机组，开发出了流化床燃烧和整体气化联合循环发电技术，但这种努力的结果是：机组规模巨大、超高压远距离输电、投资上升，到用户的综合能源效率仍然只有35%左右，大规模的污染仍然没有得到根本解决。多年来人们一直在努力寻找既有较高的能源利用效率又不污染环境的能源利用方式。这就是燃料电池发电技术。

1839年英国的Grove发明了燃料电池，并用这种以铂黑为电极催化剂的简单的氢氧燃料电池点亮了伦敦讲演厅的照明灯。1889年Mood和Langer首先采用了燃料电池这一名称，并获得200mA/m2电流密度。由于发电机和电极过程动力学的研究未能跟上，燃料电池的研究直到20世纪50年代才有了实质性的进展，英国剑桥大学的Bacon用高压氢氧制成了具有实用功率水平的燃料电池。60年代，这种电池成功地应用于阿波罗(Appollo)登月飞船。从60年代开始，氢氧燃料电池广泛应用于宇航领域，同时，兆瓦级的磷酸燃料电池也研制成功。从80年代开始，各种小功率电池在宇航、军事、交通等各个领域中得到应用。

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。燃料电池不受卡诺循环限制，能量转换效率高，洁净、无污染、噪声低，模块结构、积木性强、比功率高，既可以集中供电，也适合分散供电。

大型电站，火力发电由于机组的规模足够大才能获得令人满意的效率，但装有巨型机组的发电厂又受各种条件的限制不能贴进用户，因此只好集中发电由电网输送给用户。但是机组大了其发电的灵活性又不能适应户户的需要，电网随用户的用电负荷变化有时呈现为高峰，有时则呈现为低谷。为了适应用电负荷的变化只好备用一部分机组或修建抽水蓄能电站来应急，这在总体上都是以牺牲电网的效益为代价的。传统的火力发电站的燃烧能量大约有近70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上，燃烧时还会排放大量的有害物质。而使用燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，没有转动部件，理论上能量转换率为100%，装置无论大小实际发电效率可达40%～60%，可以实现直接进入企业、饭店、宾馆、家庭实现热电联产联用，没有输电输热损失，综合能源效率可达80%，装置为集木式结构，容量可小到只为手机供电、大到和目前的火力发电厂相比，非常灵活。

燃料电池被称为是继水力、火力、核能之后第四代发电装置和替代内燃机的动力装置。国际能源界预测，燃料电池是21世纪最有吸引力的发电方法之一。我国人均能源资源贫乏，在目前电网由主要缺少电量转变为主要缺少系统备用容量、调峰能力、电网建设滞后和传统的发电方式污染严重的情况下，研究和开发微型化燃料电池发电具有重要意义，这种发电方式与传统的大型机组、大电网相结合将给我国带来巨大的经济效益。

2.燃料电池的特点与原理

由于燃料电池能将燃料的化学能直接转化为电能，因此，它没有像通常的火力发电机那样通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化，可以避免中间的转换的损失，达到很高的发电效率。同时还有以下一些特点：

l不管是满负荷还是部分负荷均能保持高发电效率;

不管装置规模大小均能保持高发电效率;

具有很强的过负载能力;

通过与燃料供给装置组合的可以适用的燃料广泛;

发电出力由电池堆的出力和组数决定，机组的容量的自由度大;

电池本体的负荷响应性好，用于电网调峰优于其他发电方式;

用天然气和煤气等为燃料时，NOX及SOX等排出量少，环境相容性优。

如此由燃料电池构成的发电系统对电力工业具有极大的吸引力。

燃料电池按其工作温度是不同，把碱性燃料电池(AFC，工作温度为100℃)、固体高分子型质子膜燃料电池(PEMFC，也称为质子膜燃料电池，工作温度为100℃以内)和磷酸型燃料电池(PAFC，工作温度为200℃)称为低温燃料电池;把熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC，工作温度为650℃)和固体氧化型燃料电池(SOFC，工作温度为1000℃)称为高温燃料电池，并且高温燃料电池又被称为面向高质量排气而进行联合开发的燃料电池。另一种分类是按其开发早晚顺序进行的，把PAFC称为第一代燃料电池，把MCFC称为第二代燃料电池，把SOFC称为第三代燃料电池。这些电池均需用可燃气体作为其发电用的燃料。

燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。这里以氢-氧燃料电池为例来说明燃料电池的基本工作原理。

氢-氧燃料电池反应原理

这个反映是电觧水的逆过程。电极应为：

负极：H2+2OH-→2H2O+2e-

正极：1/2O2+H2O+2e-→2OH-

电池反应：H2+1/2O2==H2O

另外，只有燃料电池本体还不能工作，必须有一套相应的辅助系统，包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。

燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板和其两侧配置的燃料极(阳极)和空气极(阴极)、及两侧气体流路构成，气体流路的作用是使燃料气体和空气(氧化剂气体)能在流路中通过。

在实用的燃料电池中因工作的电解质不同，经过电解质与反应相关的离子种类也不同。PAFC和PEMFC反应中与氢离子(H+)相关，发生的反应为：

燃料极：H2=2H++2e-(1)

空气极：2H++1/2O2+2e-=H2O(2)

全体：H2+1/2O2=H2O(3)

氢氧燃料电池组成和反应循环图

在燃料极中，供给的燃料气体中的H2分解成H+和e-，H+移动到电解质中与空气极侧供给的O2发生反应。e-经由外部的负荷回路，再反回到空气极侧，参与空气极侧的反应。一系例的反应促成了e-不间断地经由外部回路，因而就构成了发电。并且从上式中的反应式(3)可以看出，由H2和O2生成的H2O，除此以外没有其他的反应，H2所具有的化学能转变成了电能。但实际上，伴随着电极的反应存在一定的电阻，会引起了部分热能产生，由此减少了转换成电能的比例。

引起这些反应的一组电池称为组件，产生的电压通常低于一伏。因此，为了获得大的出力需采用组件多层迭加的办法获得高电压堆。组件间的电气连接以及燃料气体和空气之间的分离，采用了称之为隔板的、上下两面中备有气体流路的部件，PAFC和PEMFC的隔板均由碳材料组成。堆的出力由总的电压和电流的乘积决定，电流与电池中的反应面积成比。

单电极组装示意图

PAFC的电解质为浓磷酸水溶液，而PEMFC电解质为质子导电性聚合物系的膜。电极均采用碳的多孔体，为了促进反应，以Pt作为触媒，燃料气体中的CO将造成中毒，降低电极性能。为此，在PAFC和PEMFC应用中必须限制燃料气体中含有的CO量，特别是对于低温工作的PEMFC更应严格地加以限制。

磷酸型燃料电池基本组成和反应原理

磷酸燃料电池的基本组成和反应原理是：燃料气体或城市煤气添加水蒸气后送到改质器，把燃料转化成H2、CO和水蒸气的混合物，CO和水进一步在移位反应器中经触媒剂转化成H2和CO2。经过如此处理后的燃料气体进入燃料堆的负极(燃料极)，同时将氧输送到燃料堆的正极(空气极)进行化学反应，借助触媒剂的作用迅速产生电能和热能。

相对PAFC和PEMFC，高温型燃料电池MCFC和SOFC则不要触媒，以CO为主要成份的煤气化气体可以直接作为燃料应用，而且还具有易于利用其高质量排气构成联合循环发电等特点。

MCFC主构成部件。含有电极反应相关的电解质(通常是为Li与K混合的碳酸盐)和上下与其相接的2块电极板(燃料极与空气极)，以及两电极各自外侧流通燃料气体和氧化剂气体的气室、电极夹等，电解质在MCFC约600~700℃的工作温度下呈现熔融状态的液体，形成了离子导电体。电极为镍系的多孔质体，气室的形成采用抗蚀金属。

MCFC工作原理。空气极的O2(空气)和CO2与电相结合，生成CO23-(碳酸离子)，电解质将CO23-移到燃料极侧，与作为燃料供给的H+相结合，放出e-，同时生成H2O和CO2。化学反应式如下：

燃料极：H2+CO23-=H2O+2e-+CO2(4)

空气极：CO2+1/2O2+2e-=CO23-(5)

全体：H2+1/2O2=H2O(6)

在这一反应中，e-同在PAFC中的情况一样，它从燃料极被放出，通过外部的回路反回到空气极，由e-在外部回路中不间断的流动实现了燃料电池发电。另外，MCFC的最大特点是，必须要有有助于反应的CO23-离子，因此，供给的氧化剂气体中必须含有碳酸气体。并且，在电池内部充填触媒，从而将作为天然气主成份的CH4在电池内部改质，在电池内部直接生成H2的方法也已开发出来了。而在燃料是煤气的情况下，其主成份CO和H2O反应生成H2，因此，可以等价地将CO作为燃料来利用。为了获得更大的出力，隔板通常采用Ni和不锈钢来制作。

SOFC是以陶瓷材料为主构成的，电解质通常采用ZrO2(氧化锆)，它构成了O2-的导电体Y2O3(氧化钇)作为稳定化的YSZ(稳定化氧化锆)而采用。电极中燃料极采用Ni与YSZ复合多孔体构成金属陶瓷，空气极采用LaMnO3(氧化镧锰)。隔板采用LaCrO3(氧化镧铬)。为了避免因电池的形状不同，电解质之间热膨胀差造成裂纹产生等，开发了在较低温度下工作的SOFC。电池形状除了有同其他燃料电池一样的平板型外，还有开发出了为避免应力集中的圆筒型。SOFC的反应式如下：

燃料极：H2+O2-=H2O+2e-(7)

空气极：1/2O2+2e-=O2-(8)

全体：H2+1/2O2=H2O(9)

燃料极，H2经电解质而移动，与O2-反应生成H2O和e-。空气极由O2和e-生成O2-。全体同其他燃料电池一样由H2和O2生成H2O。在SOFC中，因其属于高温工作型，因此，在无其他触媒作用的情况下即可直接在内部将天然气主成份CH4改质成H2加以利用，并且煤气的主要成份CO可以直接作为燃料利用。

表1燃料电池的分类

类型

磷酸型燃料电池(PAFC)

熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)

固体氧化物型燃料电池(SOFC)

质子交换膜燃料电池(PEMFC)

燃料

煤气、天然气、甲醇等

煤气、天然气、甲醇等

煤气、天然气、甲醇等

纯H2、天然气

电解质

磷酸水溶液

KliCO3溶盐

ZrO2-Y2O3(YSZ)

离子(Na离子)

电极

阳极

多孔质石墨(Pt催化剂)

多孔质镍(不要Pt催化剂)

Ni-ZrO2金属陶瓷(不要Pt催化剂)

多孔质石墨或Ni(Pt催化剂)

阴极

含Pt催化剂+多孔质石墨+Tefion

多孔NiO(掺锂)

LaXSr1-XMn(Co)O3

多孔质石墨或Ni(Pt催化剂)

工作温度

~200℃

~650℃

800~1000℃

~100℃

近20多年来，燃料电池经历了碱性、磷酸、熔融碳酸盐和固体氧化物等几种类型的发展阶段，燃料电池的研究和应用正以极快的速度在发展。AFC已在宇航领域广泛应用，PEMFC已广泛作为交通动力和小型电源装置来应用，PAFC作为中型电源应用进入了商业化阶段，MCFC也已完成工业试验阶段，起步较晚的作为发电最有应用前景的SOFC已有几十千瓦的装置完成了数千小时的工作考核，相信随着研究的深入还会有新的燃料电池出现。

美日等国已相继建立了一些磷酸燃料电池电厂、熔融碳酸盐燃料电池电厂、质子交换膜燃料电池电厂作为示范。日本已开发了数种燃料电池发电装置供公共电力部门使用，其中磷酸燃料电池(PAFC)已达到“电站”阶段。已建成兆瓦级燃料电池示范电站进行试验，已就其效率、可运行性和寿命进行了评估，期望应用于城市能源中心或热电联供系统。日本同时建造的小型燃料电池发电装置，已广泛应用于医院、饭店、宾馆等。

3.燃料电池发电系统

3.1.利用天然气的发电系统

MCFC需要供给的燃料气体是H2，它可由天然气中的CH4改质生成，其反应在改质器中进行。改质器出口的温度为600℃，符合MCFC的工作温度，可以原样直接输送到燃料极侧。

另一方面，空气极侧需要的O2通过空气压缩机供给。另一个反应因素CO2，空气极侧反应等量地再利用发电时燃料极产生的CO2。除了有CO2外，燃料极排出气体还含有未反应的可燃成份，一起输送到改质器的燃烧器侧，天然气改质所必需的热量就由该燃烧热供给。这种情况下，排出的燃料气体会含有过多的H2O，将影响发热量，为此通常是先将排出燃料气体冷却，将水份滤去后再输送到改质器的燃烧侧。从改质器燃烧侧出来的气体与来自压缩机的空气相混合后供给空气极侧。

实际的电池因内部存在电阻会发热，故通过在空气极侧中流过的大量氧化气体(阴极气体，即含有O2、CO2的气体)来除去其发生的热。通常是按600℃供给的气体在700℃下排出，这一指标可通过在空气极侧进行流量调整来控制，为此采用阴极气体的再循环，即，空气极侧供给的气体为以改质器燃烧排气与部分空气极侧排出气体的混合体，为了保持电池入口和出口的温度为最佳温度，可将再循环流量与外部供给的空气流量一起调整。

来自空气极侧的排气为高温，送入最终的膨胀式透平，进行动力回收，作为空气压缩动力而应用。剩余的动力，由发电机发电回收，从而可以提高整套系统的效率。另外，天然气改质所必需的H2O(水蒸汽)可从排出的燃料气体中回收的H2O来供给。

这种系统的效率可达55~60%。在整套出力中MCFC发电量份额占90%。绝大部分的发电量是由MCFC生产的。如果考虑到排气形成的动力回收和若干的附加发电，广义上也可以称为联合发电。

在使用PAFC的情况下，若以煤炭为燃料发电时就不容易了，采用天然气时，其构成类似于MCFC机组，基本上是由电池本体发电。原因是PAFC排出气体温度较低，与其进行附加发电不如作为热电联产电源。

SOFC能和较高温度的排气体构成附加发电系统，由于SOFC不需要CO2的再循环等，结构简单，其发电效率可以达到50~60%。

3.2利用煤炭的发电系统

以MCFC为例进行介绍。煤炭需经煤气化装置生成作为MCFC可用燃料的CO及H2，并在进入MCFC前除去其中含有的杂质(微量的杂质就会构成对MCFC的恶劣影响)，这种供给MCFC精制煤气，其压力通常高于MCFC的工作压力，在进入MCFC供气前先经膨胀式涡轮机回收其动力。涡轮机出口气体，经与部分来自燃料极(阳极)排出的高温气体(约700℃)相混合，调整为对电池的适宜温度(约600℃)。该阳极气体的再循环是，将排出的燃料气体中所含的未反应的燃料成分返回入口加以再利用，借以达到提高燃料的利用率。向空气极侧供给O2和CO2是通过空气压缩机输出的空气和排出燃料气体相混合来完成的。但是，碳酸气是采用触媒燃烧器将未燃的H2及CO变换成H2O和CO2后供给的。

实际的燃料电池，内部电阻会发热，将通过在空气极侧流过的大量的氧化剂气体(阴极气体，即含有O2和CO2的气体)而除去。通常通过调整空气极侧的流量，把以600℃供给的气体在700℃排出。为此采用了阴极气体再循环，使空气极侧的排气形成约700℃的高温。因此，在这个循环回路中设置了热交换器，将气体温度冷却到600℃，形成电池入口适宜的温度，与来自触媒燃烧器的供给气体相混合。空气极侧的出入口温度，取决于再循环和来自压缩机的供给空气流量和再循环回路中的热交换量。

排热回收系统(末级循环)，是由利用空气极侧排气的膨胀式涡轮机和利用蒸汽的汽轮机发电来构成。膨胀式涡轮机与压缩机的相组合，其剩余动力用于发电。蒸汽是由来自其下流的热回收和煤气化装置以及阴极气体再循环回路中的蒸汽发生器之间的组合产生，形成汽水循环。

这种机组的发电效率，因煤气化方式和煤气精制方式等的不同而有若干差异。利用煤系统SOFC其构成是复杂的。但若用管道气就简单多了，主要的是采用煤炭气化系统造成的，其效率为45~55%。

4.我国燃料电池的发展状况

我国的燃料电池研究始于1958年，原电子工业部天津电源研究所最早开展了MCFC的研究。70年代在航天事业的推动下，中国燃料电池的研究曾呈现出第一次高潮。其间中国科学院大连化学物理研究所研制成功的两种类型的碱性石棉膜型氢氧燃料电池系统(千瓦级AFC)均通过了例行的航天环境模拟试验。1990年中国科学院长春应用化学研究所承担了中科院PEMFC的`研究任务，1993年开始进行直接甲醇质子交换膜燃料电池(DMFC)的研究。电力工业部哈尔滨电站成套设备研究所于1991年研制出由7个单电池组成的MCFC原理性电池。“八五”期间，中科院大连化学物理研究所、上海硅酸盐研究所、化工冶金研究所、清华大学等国内十几个单位进行了与SOFC的有关研究。到90年代中期，由于国家科技部与中科院将燃料电池技术列入“九五”科技攻关计划的推动，中国进入了燃料电池研究的第二个高潮。质子交换膜燃料电池被列为重点，以大连化学物理研究所为牵头单位，在中国全面开展了质子交换膜燃料电池的电池材料与电池系统的研究，并组装了多台百瓦、1kW-2kW、5kW和25kW电池组与电池系统。5kW电池组包括内增湿部分其重量比功率为100W/kg，体积比功率为300W/L。

我国科学工作者在燃料电池基础研究和单项技术方面取得了不少进展，积累了一定经验。但是，由于多年来在燃料电池研究方面投入资金数量很少，就燃料电池技术的总体水平来看，与发达国家尚有较大差距。我国有关部门和专家对燃料电池十分重视，和两次在香山科学会议上对我国燃料电池技术的发展进行了专题讨论，强调了自主研究与开发燃料电池系统的重要性和必要性。近几年我国加强了在PEMFC方面的研究力度。

大连化学物理研究所与中科院电工研究所已完成30kW车用用燃料电池的全部试验工作。北京富原公司也宣布，将提供40kW的中巴燃料电池，并接受订货。科技部副部长徐冠华一年前在EVS16届大会上宣布，中国将在20装出首台燃料电池电动车。我国燃料电池的研究工作已表明：1.中国的质子交换膜燃料电池已经达到可以装车的技术水平;2.大连化学物理研究所的质子交换膜燃料电池是具有我国自主知识产权的高技术成果;3.在燃料电池研究方面我国可以与世界发达国家进行竞争，而且在市场份额方面，我国可以并且有能力占有一定比例。

但是我国在PAFC、MCFC、SOFC的研究方面还有较大的差距，目前仍处于研制阶段。

此前参与燃料电池研究的有关概况如下：

4.1.PEMFC的研究状况

我国最早开展PEMFC研制工作的是长春应用化学研究所，该所于1990年在中科院扶持下开始研究PEMFC，工作主要集中在催化剂、电极的制备工艺和甲醇外重整器的研制,已制造出100WPEMFC样机。1994年又率先开展直接甲醇质子交换膜燃料电池的研究工作。该所与美国CaseWesternReserve大学和俄罗斯氢能与等离子体研究所等建立了长期协作关系。

中国科学院大连化学物理所于1993年开展了PEMFC的研究,在电极工艺和电池结构方面做了许多工作，现已研制成工作面积为140cm2的单体电池，其输出功率达0.35W/cm2。

清华大学核能技术设计院1993年开展了PEMFC的研究,研制的单体电池在0.7V时输出电流密度为100mA/cm2，改进石棉集流板的加工工艺，并提出列管式PEMFC的设计，该单位已与德国Karlsrube研究中心建立了一定的协作关系。

天津大学于1994年在国家自然科学基金会资助下开展了PEMFC的研究，主要研究催化剂和电极的制备工艺。

复旦大学在90年代初开始研制直接甲醇PEMFC，主要研究聚苯并咪唑膜的制备和电极制备工艺。

厦门大学近年来与香港大学和美国的CaseWesternReserve大学合作开展了直接甲醇PEMFC的研究。

1994年，上海大学与北京石油大学合作研究PEMFC(“八五”攻关项目)，主要研究催化剂、电极、电极膜集合体的制备工艺。

北京理工大学于1995年在兵器工业部资助下开始了PEMFC的研究，目前单体电池的电流密度为150mA/cm2。

中国科学院工程热物理研究所于1994年开始研究PEMFC，主营使用计算传热和计算流体力学方法对各种供气、增湿、排热和排水方案进行比较，提出改进的传热和传质方案。

天津电源研究所开始PEMFC的研究,拟从国外引进1.5kW的电池，在解析吸收国外先进技术的基础上开展研究。

华南理工大学于19初在广东省佛山基金资助下开展了PEMFC的研究，与国家科委电动车示范区建设相配合作了一定的研究工作。其天然气催化转化制一氧化碳和氢气的技术现已申请国家发明专利。

中科院电工研究所最近开展了电动车用PEMFC系统工程和运行模式研究，拟与有色金属研究院合作研究PEMFC/光伏电池(制氢)互补发电系统和从国外引进PEMFC装置。

1995年北京富原公司与加拿大新能源公司合作进行PEMFC的研制与开发，5kW的PEMFC样机现已研制成功并开始接受订货。

4.2.MCFC的研究简况

国内开展MCFC研究的单位不太多。哈尔滨电源成套设备研究所在80年代后期曾研究过MCFC，90年代初停止了这方面的研究工作。

1993年中国科学院大连化学物理研究所在中国科学院的资助下开始了MCFC的研究，自制LiAlO2微粉，用冷滚压法和带铸法制备出MCFC用的隔膜，组装了单体电池，其性能已达到国际80年代初的水平。

90年代初，中国科学院长春应用化学研究所也开始了MCFC的研究，在LiAlO2微粉的制备方法研究和利用金属间化合物作MCFC的阳极材料等方面取得了很大进展。

北京科技大学于90年代初在国家自然科学基金会的资助下开展了MCFC的研究，主要研究电极材料与电解质的相互作用，提出了用金属间化合物作电极材料以降低它的溶解。

中国科学院上海冶金研究所近年来也开始了MCFC的研究，主要着重于研究氧化镍阴极与熔融盐的相互作用。

1995年上海交通大学与长庆油田合作开始了MCFC的研究，目标是共同开发5kW～10kW的MCFC。

中国科学院电工研究所在“八五”期间，考察了国外MCFC示范电站的系统工程，调查了电站的运行情况，现已开展了MCFC电站系统工程关键技术的研究与开发。

4.3.SOFC的研究简况

最早开展SOFC研究的是中国科学院上海硅酸盐研究所他们在1971年就开展了SOFC的研究，主要侧重于SOFC电极材料和电解质材料的研究。80年代在国家自然科学基金会的资助下又开始了SOFC的研究，系统研究了流延法制备氧化锆膜材料、阴极和阳极材料、单体SOFC结构等，已初步掌握了湿化学法制备稳定的氧化锆纳米粉和致密陶瓷的技术。

吉林大学于1989年在吉林省青年科学基金资助下开始对SOFC的电解质、阳极和阴极材料等进行研究,组装成单体电池，通过了吉林省科委的鉴定。1995年获吉林省计委和国家计委450万元人民币的资助，先后研究了电极、电解质、密封和联结材料等,单体电池开路电压达1.18V，电流密度400mA/cm2，4个单体电池串联的电池组能使收音机和录音机正常工作。

1991年中国科学院化工冶金研究所在中国科学院资助下开展了SOFC的研究，从研制材料着手,制成了管式和平板式的单体电池，功率密度达0.09W/cm2～0.12W/cm2，电流密度为150mA/cm2～180mA/cm2，工作电压为0.60V～0.65V。1994年该所从俄罗斯科学院乌拉尔分院电化学研究所引进了20W～30W块状叠层式SOFC电池组,电池寿命达1200h。他们在分析俄罗斯叠层式结构、美国Westinghouse的管式结构和德国Siemens板式结构的基础上，设计了六面体式新型结构，该结构吸收了管式不密封的优点，电池间组合采用金属毡柔性联结，并可用常规陶瓷制备工艺制作。

中国科学技术大学于1982年开始从事固体电解质和混合导体的研究，于1992年在国家自然科学基金会和“863”计划的资助下开始了中温SOFC的研究。一种是用纳米氧化锆作电解质的SOFC，工作温度约为450℃。另一种是用新型的质子导体作电解质的SOFC，已获得接近理论电动势的开路电压和200mA/cm2的电流密度。此外,他们正在研究基于多孔陶瓷支撑体的新一代SOFC。

清华大学在90年代初开展了SOFC的研究，他们利用缓冲溶液法及低温合成环境调和性新工艺成功地合成了固体电解质、空气电极、燃料电极和中间联结电极材料的超细粉,并开展了平板型SOFC成型和烧结技术的研究,取得了良好效果。

华南理工大学于1992年在国家自然科学基金会、广东省自然科学基金、汕头大学李嘉诚科研基金、广东佛山基金共一百多万元的资助下开始了SOFC的研究,组装的管状单体电池，用甲烷直接作燃料,最大输出功率为4mW/cm2，电流密度为17mA/cm2，连续运转140h，电池性能无明显衰减。

中国科学院山西煤炭化学研究所在1994年开始SOFC研究，用超细氧化锆粉在1100℃下烧结制成稳定和致密的氧化锆电解质。该所从80年代初开始煤气化热解的研究，以提供燃料电池的气源。煤的灰熔聚气化过程已进入工业性试验阶段，正在镇江市建立工业示范装置。该所还开展了使煤气化热解的煤气在高温下脱硫除尘和甲醇脱氢生产合成气的研究，合成气中CO和H2的比例为1∶2，已有成套装置出售。

中国科学院大连化学物理所于1994年开展了SOFC的研究工作，在电极和电解质材料的研究上取得了可喜的进展。

10.发电厂燃料管理应用研究 篇十

1．什么是能源？什么是一次能源与二次能源？

能源从词义来讲就是能量的来源。工程上所讲的能源是指具有各种能量的对象。如太阳能、风水海洋能、地热能、矿物能、核能、生物能等。

一次能源是指以原有形式存在于自然界中的能源，如煤、石油、天然气、水力、风力、草木燃料、地热、核能、直接的太阳辐射等。

二次能源是指由一次能源直接或间接转换为其它种类和形式的人工能源，如电能、热能、各种石油制品、煤气、液化气、沼气、余热、火药、酒精等等。2．什么是燃料？作为燃料的基本条件是什么？

所谓燃料是指在空气中易于燃烧，并能放出大量热量，且在经济上值得利用其热量的物质。这里需要强调的是：不能简单的把可燃物统称为燃料，比如，纸张、棉布、粮食及食用油等都是可燃物，但不能把它们当作燃料。

由于工程上、生活上对燃料的需求量极大，作为燃料的物质应具备下列基本条件：

（1）易于获取；

（2）容易燃烧、发热量高且价格低谦；（3）贮藏、运输、处理比较简便；（4）使用过程中没有大的危险性；

（5）燃烧产物对大气、水质等环境不会造成严重污染。3．燃料分哪几类？

燃料的分类方法很多，类别也就较多。通常以燃料的形态分类，有如下几种：（1）固体燃料包括煤、油页岩、木柴等到。电站电厂锅炉使用的固体燃料主要是煤。

（2）液体燃料包括石油及其制品、酒精等到。电站电厂锅炉点火用油一般为柴油，作为主燃料时为重油或渣油。

（3）气体燃料包括天然气、焦炉煤气、高炉煤气、城市煤气、沼气、液化气等。根据地域不同，电站电厂锅炉可能燃用部分焦炉气或高炉煤气。而其它气体燃料是不提倡作为电厂锅炉燃料的，这些燃料用于其它方面可能更合理。4．电站电厂锅炉燃料为什么要以煤为主？为什么要提倡以煤代油？ 电站电厂锅炉是消耗燃料的大户，每年燃料沙子消耗量约占全国燃料总耗量的20%—25%。电站电厂锅炉要以煤为主、以煤代油的燃料政策，是根据我国客观情况而决定的。我国煤炭资源十分丰富，已探明的储量在6500亿t以上，近年的煤炭产量也在稳步上升，可以保证长期稳定供应。

我国的石油、天然气资源虽然也十分丰富，但远不及煤炭资源可观。更主要的是石油、天然气经过深加工之后，可以得到更多的轻纺、化工等部门所需的原料，能获取更高的经济价值。如果将石油、天然气作为电厂锅炉燃料直接烧掉，那将是很可惜的，同时，还会使发电成本提高。

基于上述原因，电站电厂锅炉燃料要以煤为主，以煤代油。要尽一切可能压缩燃料油的消耗量，原来烧油的电厂锅炉，也要尽可能地进行技术改造，改烧煤炭。

5．什么是煤的元素分析成分与工业分析成分？

通过元素分析方法得出的煤的主要组成成分，称元素分析成分。它包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、灰分（A）、水分（M）。其中碳、氢、硫是可燃成分。硫燃烧后要生成SO2，及少量SO3，故它是有害成分。煤中的水分和灰分也都是有害成分。

通过元素分析成分可以了解煤的特性及实用价值，的关燃烧计算也都使用元素分析数据。但元素分析方法较为复杂。发电厂常用较为简便的工业分析方法得到工业分析成分，用它可以基本了解煤的燃烧特性。

煤的工业分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分、挥发分、固定碳、灰分的百分组成。元素分析成分与工业分析成分之间的关系，可参阅图4—1。

6．煤中水分由哪几部分组成？煤中水分有何危害？

通常所说的煤中水分是指全水分Mt,由表面水分Mf和内在水分Minh组成。内在水分也称固有水分Minh，它是生成煤的植物中的水分及煤生成过程中进入的水分，不能用自然风干的方法除去，必须通过加热才能除掉。它的含量对于一定煤种是稳定的。

表面水分是在开采、储运过程中进入的，又称外在水分，通过自然风干即可除去。表面水分的含量，受自然条件影响较大，故其数值变化较大。不同煤种的全水分在不同条件下差别较大，少的只有百分之几，多的可达40%~50%。水分的存在不仅使煤种的可燃成分相对减少，发热量下降，而且影响燃料的着火燃烧。燃用高水分的煤，使燃烧温度偏低，烟气容积增大，使电厂锅炉效率下降，还会加剧电厂锅炉尾部受热面的低温腐蚀和堵灰。煤中水分高，使煤的运输、磨制也会发生困难。

7．煤中灰分由哪几部分组成？煤中灰分有何危害？

煤中的灰分是指燃烧后剩余的不可燃矿物质。它可分为内在灰分（固有灰分）和外来灰分两部分。

内在灰分是生成煤的植物中的不可燃矿物质，以及在煤的生成过程中进入的不可燃矿物质。内在灰分含量较少，在煤中的分布也较均匀，有时呈层状分布。

外来灰分是在煤开采、储运过程中进入的不可燃矿物质。在煤中的分布很不均匀，含量也受自然条件影响。

灰分是煤中的害杂质，含量在5%—40%之间。煤中灰分越高，可燃成分相对降低，发热量减小，且影响煤的着火与燃烧，使燃烧效率下降。燃烧后灰分可在受热泪盈眶面上形成结渣与积灰，影响传热，使电厂锅炉热效率下降。随烟气流动的粉煤灰，磨损受热面，使电厂锅炉受热面使用寿命降低。为了清除灰渣与粉煤灰，使除灰尘设备复杂化。随烟气排入大的粉煤灰，造成对环境的污染。8．煤中的硫以什么形式存在？煤中硫分有何危害？

硫在煤中以三种形式存在，即有机硫、硫铁矿硫（黄铁矿和白铁矿硫等形态存在的硫）和硫酸盐硫。前两种可以燃烧，通常称为可燃硫。最后一种硫酸盐硫不可燃烧，只转化为灰的一部分。

硫在煤中含量变化范围也较大，一般约为0.1%-—5%。硫虽能燃烧放热，但它却是极为有害的成分。硫燃烧后生成二氧化硫（SO2）及少量三氧化硫（SO3），排入大气能污染环境，对人体和动植物以及地面建筑物均有害。同时，SO2、SO3也是导致辞电厂锅炉受热面烟气侧高温腐蚀、低温腐蚀和堵灰的主要因素。9．煤中灰分和煤中不可燃矿物质的含义一样吗？

含义不一样。煤中灰分是指燃烧后剩余的不可燃矿物质，其含量是在实验室用加热方法烧去可燃物而测定的。煤中的不可燃矿物质，虽然不参与燃烧，但在高温下，会经历失去结晶水、碳酸盐和硫酸盐热分解、以及黄铁矿氧化等过程，原来不可燃的矿物质成分会有一定变化，质量也有所减轻。因此，灰分与煤中不可矿物质的含义是不一样的。同时，灰分和实际燃烧后形成的灰渣也有不同。测定灰分时加热温度为800℃，在电厂锅炉内实际燃烧时，温度为1500—1600r℃。在这样高温下，使部分氧化硅、氯化物、碱金属盐类直接升华为气体逸出，以及高温氧化或还原、共晶体形成等过程，使灰渣的成分和测定的灰分的成分组成会有很大的差异，灰的熔融特性也不完全一致。

10．煤中的含碳量、固定碳、焦碳的含义相同吗？

煤的含碳量是碳在煤中的质量百分数，包括煤中全部碳量。煤在加热后，水分首先析出，随着温度的升高，挥发分渐析出，煤中的一部分碳也要挥发成气体，没有挥发的碳称之为固定碳。换句话说，固定碳的含量是指工业分析中四种成分，（水分、挥发分、灰分、固定碳）中的碳的含量。工业分析中，水分、挥发分析出后剩余的部分称为焦炭，焦炭是由固定碳和灰分所组成。

由上述说明可知，煤中的碳、固定碳、焦炭。都是由煤中的碳引发出来的，都与碳的关系，但三者的数量和物理意义又不相同，它们之间的关系，可由图4——1看出。

11．煤的成分分析基准有哪几种？

煤的成分组成是用质量百分数来表示的。即

C+H+O+N+S+A+M=100% 式中，C、H、O、N、S、A、M分别表示煤中碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分的质量百分数。

由于煤中灰分、水分随开采条件、储运条件和气象条件的变化而变化，同一种煤，在不同条件下，其成分的百分组成就不相同，若欲用其成分含量百分数说明煤的物性，必须同时指明煤是在什么状态下分析成分组成，才能正确判断各种成分的影响。较常应用的煤的成分分析基准有如下四种：

（1）收到基以收到状态的煤取样分析其成分组成，用下角标ar表示。即

Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% 收到基是以收到的煤为试样所取得的成分组成，但收到的地点不同，其成分组成就会有差异。对于电厂锅炉用煤来说，收到的煤应是进入原煤仓中的煤，以原煤仓中的煤为试样所取得的成分组成，为收到基成分组成，这也就和过去的应用基成分基本一致。

收到基成分是电厂锅炉有关计算中应用最广的成分基准。（2）空气干燥基（旧称分析基）以自然风干的煤样分析其成分组成，已扣去煤中的外在水分，剩余的只是煤的内在水分，或称分析水分。空气干燥基成分用下角标ad表示。即

Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100% 煤矿提供的煤质数据多为空气干燥基成分。

(3)干燥基以去掉全部水分的煤样分析其成分组成，用下角标d表示。即

Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% 利用干燥基成分可较真实地反映灰的含量，因为干燥基成分不受水分变化的影响。

（4）干燥无灰基（旧称可燃基）以假想干燥无灰状态煤的成分总量作为计算基数所得的成分组成，用下角标daf表示。即

Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% 干燥无灰基成分不受水分、灰分变化的影响，能较确切地反映煤中的有用成分的数值及实用价值。

上述四种成分组成是可以互相换算的，有关换算系数可由电厂锅炉参考书及有关手册中查取。

12、什么是燃料的发热量？高位高热量与低位发热量有什么区别？

单位物量（1kg或1m3n）的燃料完全燃烧时，所放出的热量称发热量，也称热值。以符号Q表示，单位是kJ/kg或kJ/m3n。

燃料燃烧时，水分要蒸发为蒸汽，氢燃烧后也要生成蒸汽。在确定发热量时，如果把烟气中水蒸汽的汽化潜热计算在内，称为高位高热量，用符号Qgr,ar表示。如果汽化潜热不计算在内，则称为低位发热量，用符号Qnet,ar表示。烟气离开电厂锅炉时，蒸汽仍以气态排出，汽化潜热没被利用。故我国在电厂锅炉计算中多以低位发热量为基础，欧美等国也有用高位发热量作为电厂锅炉计算基础的。

高位发热量与低位发热量的区别，就在于是否计入烟气中水蒸汽的汽化潜热，它们之间的关系为：

Qgr,ar–Qnet,ar=25.1(9Har+6Mar)kJ/kg 燃料的发热量可用测热计直接测出，也可根据其元素分析成分经验公式计算：

Qnet,ar=339Car+1030Har–109(Oar–Sar)-25MarkJ/kg 式中各成分均以百分数代入。

13、什么是标准煤？规定标准煤有何实用意义？

规定收到基的低位发热量Qnet,ar=29271kJ/kg（即7000kcal/kg）的燃料为标准煤。

标准煤实际是不存在的。只是人为的规定，提出标准煤的主要目的是把不同的燃料划规统一的标准，便于分析比较热力设备的经济性。不同种类的煤具有不同的发热量，有时差别甚大。比如发热量最低的煤只有8000kJ/kg，发热量最高的煤可达30000kJ/kg。相同容量、相同参数的电厂锅炉，在相同工况下运行，燃用不同发热量的煤，燃煤量也就不同，但我们不能仅仅根据燃煤量多少来分析判断电厂锅炉运行的经济性。如果把不同的燃煤量，都折算为统一的标准煤，那就很容易判断哪一台电厂锅炉的标准煤耗量低，哪台电厂锅炉的运行经济性就好。

发电厂的发电煤耗与供电煤耗都是按标准煤计算的。国家有关能源的统计、调拨，能源消耗指标，节约能源指标，也都是以标准煤计算的。

14、常用能源与标准煤的折算系数为多少？

为了便于计算、分析和对比，各种能源都要统一折算成标准煤，它们之间的折算关系，称能源折算系数。

15、什么是煤的折算灰分、折算水分、折算硫分？折算成分有何实际意义？

把煤中的灰分、水分、硫分折算到每4182kJ（或1000kcal）发热量的百分数，分别称为折算灰分、折算水分、折算硫分。

灰分、水分、硫分都是有害杂质，但由于煤的发热量不同，仅从它们的百分含量还很难估计它们给电厂锅炉带来的危害程度。引入折算成分后，就可根据折算成分的大小，知道实际进入电厂锅炉中的有害成分的多少，也就能比较清楚地判断这些有害杂质对电厂锅炉的危害程度。

16、什么是挥发分？它对燃烧和对电厂锅炉工作有何影响？

将煤加热到一定温度时，煤中的部分有机物和矿物质发生分解并逸出，逸出的气体（主要是H2,CmHn,CO,CO2等）产物称为煤的挥发分。

挥发分是煤在高温下受热分解的产物，数量将随加热温度的高低和加热时间的长短而变化。通常所说的挥发分是指煤在特定条件下加热有机物及矿物质的气体产率。即经干燥的煤在隔绝空气下加热至900±10℃，恒温7分钟所析出的气体占干燥无灰基成分的质量百分数，称干燥无灰基挥发分Vdaf。

挥发分是煤中氢、氧、氮、硫和一部分碳的气体产物，大部分是可燃气体。挥分含量高，煤易于着火，燃烧稳定。因此，挥发分是表征燃烧特性的重要指标，从而也对电厂锅炉工作带来多方面的影响，如，需要根据挥发分大小考虑炉膛容积及形状；挥发分含量影响燃烧器的型式及配风方式的选用，影响磨煤机型式及制粉系统型式的选择。同时，挥发分也是煤进行分类的重要指标之一。17．灰的熔融特性用什么指标表示？有何实用意义？

灰的熔融特性采用对灰锥试样加热的方法确定。用模子将灰压成若干个一定形状的三角锥体（底边长7mm、高20mm），在电炉 内加热，根据温升及三角锥体变形情况，记录如下几个温度值：

（1）灰熔融性形温度DT锥尖开始变圆或弯曲时的温度。

（2）灰熔融性软化温度ST锥体弯曲至锥顶触及托盘或锥体变成球形和高度等于底边的半球时的温度。

（3）灰熔性流动温度FT锥体熔化成液体或展开成高度在1.5mm以下薄层时的温度。

灰的熔融特性，对电厂锅炉运行的经济性、安全性均有重大影响。当软化温度ST>1350时，炉内结渣的可能性不大；而ST<1350时就有可能结渣。为了防止炉膛出口的对流受热面结渣，炉膛出口若悬河烟温必须低于软化温度ST若干度。DT、ST、FT的间隔大小对灰的结渣及流渣特性也有影响：（FT—ST）>200称长渣，长渣凝固慢有塑性而不易碎裂，结渣后不易清除。（FT—ST）<200时称短渣，短渣结渣时凝固快，渣的内应力大易碎裂，结渣后易于清除。液态排渣炉希望灰的（FT——ST）值大一些，以防电厂锅炉在负荷变化时，因炉膛温度变化而影响液态渣打的顺利排出。18．影响灰熔点的因素有哪些？

影响灰熔点高低的主要因素有以下几点：

（1）成分因素灰的组成成分及各成分的比例，对灰熔点高低影响很大。大至规律是：熔点高的成分（如SiO，ALO）含量高时，灰熔点也高；熔点低的成分（如CaO，FeO，MgO含量高时，灰熔点就低。…）（2）介质因素灰分处于有还原性气体（CO，H，CH…）的气氛中时，熔点降低。这主要不得是还原性气体能夺取灰中高价氧化物的氧，使其变成低价氧化物而降低熔点。所以，电厂锅炉因缺氧引起不完全燃烧时，结渣的可能性就大。（3）浓度因素灰分含量高，相互接触碰撞机会多，助熔作用加强，使熔点降低。因此，电厂锅炉在燃用多灰分的煤时，引起结渣的可能性就大。19．结渣的基本条件是什么？何谓灰的结渣特性指标？

熔融的灰粘结在受热面上或炉墙上称结渣。形成结渣的基本条件是受热面壁温高、表面粗糙和灰熔点低。灰熔点与灰和成分组成的关，根据组成成分计算出分析叛断灰的结渣倾向的指标，称结渣特性指标Rs.20、一般以什么标准对煤进行分类？动力用煤一般分为哪几类？

根据不同用途和不同的分类方法，可以把煤分成不同的类别。动力用煤一般主要依据挥发分含量将煤分成如下四类：

（1）无烟煤挥发分Vdaf<10%。无烟煤挥发分含量低，析出温度高，着火较困难，燃尽也不易。它含固定碳高，一般发热量Qnet,ar=20000—32500kJ/kg。无烟煤表面呈明亮的黑色光泽，质地坚硬，相对密度也较大。

（2）烟煤挥发分Vdaf=20%—40%。是一个非常广泛的煤种，表面呈灰黑色，有光泽，质地较松软。烟煤含碳量较高，发热量Qnet,ar=14000—29000kJ/kg，它易于着火，火焰较长，各种烟煤的焦结性差别很大。

（3）贫煤挥发分Vdaf=10%—20%。它是介于烟煤与无烟煤之间的煤种。贫煤表面灰黑，无光泽，不易点燃，火苗也较短，发热量常比烟煤低。

（4）褐煤挥发分Vdaf>40%。其碳化程度较浅，挥发分的析出温度低，易于点火，灰分、水分含量较高，发热量低，一般Qnet,ar=8000—17000kJ/kg。褐煤表面呈棕褐色，少数呈黑色，质脆易风化，不易储存，也不宜长途运输。

21、什么是劣质烟煤？为什么不少发电厂燃用劣质烟煤？

劣质烟煤是指烟煤中挥发分中等，但水分、灰分高，而发热量较低的煤。一般Vdaf=20%—30%；Mar>12%；Aar=40%左右；Qnet,ar=11000—12500kJ/kg。

烟煤的用途广泛，其中发热量高、焦结性好的烟煤为优质烟煤，多作为冶金行业的炼焦用煤，而交通运输业用煤、化工业原料用煤也多选用优质烟煤。剩下的劣质烟煤的燃烧特性不好，有害杂质含量高，某些特殊部门不便应用，所以，从能源合理消耗的大局出发，它往往成为电站电厂锅炉用煤的对象。

22、什么是洗中煤？

一般炼焦用煤、化工用煤、出口用煤及某些特殊用煤的原煤，都要预先送选煤厂洗选。在重力选煤过程中的中间产物称洗中煤。经过洗选后的精煤，其灰分、硫分都大大降低。洗中煤是选煤厂选出的灰分高于精煤而低于煤矸石的产品。

我国洗中煤的挥发分Vdaf约在25%—40%范围内，水分Mar根据脱水程度而异，一般在10%—15%，灰分Aar则较高，一般为30%—40%，有的高达50%。由于送选的原煤质量都较好，故洗中煤的发热量多为中等水平，一般Qnet,ar=16000—21000kJ/kg。洗中煤由于灰分高，结渣的倾向较大。

我国洗中煤的产量约为原煤产量的7%—8%，大多数为电站电厂锅炉所燃用。因此，洗中煤在动力燃料中占有相当重要的地位，研究其燃烧特性也是一项重要工作。

23、发电煤粉电厂锅炉用煤是如何分类的？

为了便于发电煤粉电厂锅炉通用化设计和技术改造，便于分析煤的燃用特性，国家标准局于1987年颁发了《发电煤粉电厂锅炉用煤质量标准》（GB7562—87）。这一分类标准选用煤的干燥无灰基挥发分Vdaf、干燥基灰分Ad、外在水分Mf及全水分Mt、干燥基全硫St,d和灰的软化温度ST作为主要分类特征指标，以煤的收到基低位发热量作为辅助分类指标。这一分类指标中，把煤按挥发分分为五级，按灰分分为三级，按消化分为四级，按硫分分为二级，按灰分的熔融特性也分为二级。

24、什么是煤的可磨性与可磨性系数？

原煤被研磨成粉的难易程度称为可磨性，研磨成粉难易程度的指标称为可磨性系数。其物理意义是：一定量风干状态下的标准煤样与待测煤样，从相同原始粒度磨碎到相同细度时所耗能量之比即称可磨性系数Kkm。

一般标准煤样是一种难磨的无烟煤，耗电量较大。越易磨的煤，耗电量越小，其可磨性系数就越大。

按照上述原理测定可磨性系数是很困难、很复杂的。一般都是以上述原理为基础，采用较简单方法测定可磨性系数。过去我国是沿用原苏联全苏热工研究院的测定方法，符号KVTI现在我国已规定使用哈德罗夫法测定可磨性系数，简称哈氏可磨性系数，符号HGI。哈氏可磨性系数测定时，是将规定粒度的50g煤样放在微型中速磨煤机内研磨60±0.25转（约3分钟），取出筛分20分钟，按下式确定哈氏可磨性系数HGI

HGI=6.93G+13 式中G——通过孔径为71µm筛子的煤粉质量，g。

KVTI与HGI之间的关系可用下式表示

11.会发电的燃料电池 篇十一

这套电池技术方案与传统意义上的电池有很大不同，具体表现在工作原理和衍生产品方面。它基于一种含铑元素的特殊分子络合物，这种络合物会以分子的形式嵌入阳极材料，因为阳极的支持材料为碳粉，这使得分子络合物能够均匀分布。然后阳极吸收自由电荷，将它们转移到阴极重新释放，在这一过程当中，电流就生成了。相比过去以“蓄电”为核心的传统电池工作原理，新的燃料电池事实上是靠自己发电来产生电能，同时因为用的是阳极上的分子络合物作催化剂的关系，这一燃料电池技术在发电的同时，还能够顺便产生一些优质的化工产品，让能源得到更全面的利用，实现全无浪费的资源循环。

那么这种有机金属燃料电池具体能够生成哪些化工产品呢?据苏黎世联邦理工学院的汉斯乔格·格鲁茨曼彻教授介绍，电池在发电当中，原料当中的1，2，丙二醇能被转化成多种乳酸，乳酸则可以用来制造生物降解高分子材料，而过去要制造乳酸，就会产生大量处理成本极高的硫酸钙，既不环保也很费钱。同时这一电池方案还会减少制作催化剂时对稀土和贵重金属的需求，更加环保和高效地为其他方面的生产服务。另外，技术人员还希望能够将这种电池的体积缩小，比如放在心脏起搏器里，这样病患也少了很多麻烦。

12.电厂燃料管理及煤质优化的措施 篇十二

襄阳电厂地处鄂西北, 东濒汉江, 西靠焦柳铁路和207国道, 北靠豫、晋、陕煤炭基地, 南接三峡水电基地, 是北煤南运、西电东送的战略交会点, 具有在全国范围内进行资源优化配置的有利位置, 是水电、火电调剂, 变输煤为输电的理想电源点, 同时也是湖北省最靠近煤源的重要路口电厂。电厂生产工艺中的一道非常重要的工序, 就是连续不断的供应电厂所需的燃料, 燃料的费用占电厂发电运行成本的70~80%。因而加强燃料的管理将直接影响到电厂的经济效益;所以, 燃料管理直接影响着火力发电的成本, 是火力发电厂进行生产经营的关键所在。

1 电厂加强燃料管理的重要性

1.1 燃料工作是电力生产的重要环节

电厂生产的第一道工艺就是发电燃料的供应。电力生产的特点决定了需要不间断地供应燃料。燃料是大宗散装物料, 受资源、交通运输制约较大, 燃料供应始终存在着多与少、连续和间断的矛盾。随着生产规模的扩大, 数量急剧增加, 而市场又出现波动性, 燃料出现了多环节、多渠道、多层次的供应, 供、运、需之间矛盾更突出、更鲜明, 因此大力加强燃料管理工作对保障电力生产的安全稳定有着重要作用。

1.2 燃料工作是电力企业经营管理的重要组成部分

燃料成本中包括固定项目和可变部分。煤炭成本已经占到发电成本的70~80%。暂且不去涉及固定项目, 加强可变部分的管理就会直接影响企业的经营效益。 (1) 在选择供应资源时统筹兼顾。对特定电厂来说, 优质不一定高价, 优质、劣质主要看供应的品种, 煤质是否符合锅炉设计要求。所以在选择供应煤源时要进行比质比价, 择优对路。 (2) 在供应过程中对燃料的计量、检验工作, 严格做好燃料的数量和质量关, 从而有效的提高效益。 (3) 燃料的混配、掺烧、储存、保管等工作对降低燃料消耗, 降低成本的影响也是很大的。

1.3 燃料工作是一、二次能源生产的连接纽带

煤炭是一次能源, 电力是二次能源。两个行业有着不同的生产活动和规律, 二者如何有机衔接起来, 煤电互保、互通, 共同发展是燃料工作的重要任务之一。燃料的计划编制、流向安排、订货分配、日常调度以及驻矿催交、计量检质等环节都离不开煤炭、电力两个企业的生产和经营, 需要大量的信息沟通、协调、合作和互助, 才能使燃料的产、运、销、用有机的衔接起来。电力生产的燃料需求也为煤炭的生产和市场销售提供了依据, 对其企业管理经营活动也是促进。所以说燃料工作不仅起到桥梁作用, 而且逐步成为连接一、二次能源生产和经营的纽带。

2 提高电厂燃料管理和煤质优化措施

2.1 运用电厂燃料管理与煤质优化系统

煤质下降会影响发电企业的经济效益、安全生产、设备维护, 导致直接和间接的损失, 主要体现在: (1) 抬高标煤单价, 导致燃料采购成本直接上升; (2) 劣质煤会使锅炉出力受限, 影响发电量和供电量; (3) 煤质下降会使煤耗和厂用电率增加, 发电单位燃料成本直接上升; (4) 劣质煤会导致机组可用率下降, 影响机组负荷; (5) 煤质下降、灰分增大会使机组检修和更新改造工程费大幅上升。

目前, 襄阳公司燃料智能化管理系统监督模块正式启用, 运用电厂燃料管理与煤质优化系统, 可以实现电厂燃料管理计算机化、智能化、网络化, 提升电厂燃料管理水平及燃料利用的经济性、安全性水平。从而提高燃料管理水平, 降低燃料成本, 优化燃料质量, 提高锅炉机组运行的安全性与经济性。可以实现电厂燃料采购、输送、应用等各部门的网络化, 使各部门特别是燃料应用部门和管理部门能够及时地了解当前的燃料动态。使各部门的工作能够更加有机地协调和统一, 使电厂的燃料管理从采购到库存到使用各期间的工作都能够一目了然。电厂燃料系统管理所需要的各种报表 (包括经济性、安全性分析) 都能够即时生成, 便于管理者随时查看当前的和历史的燃料执行情况以及燃料利用情况。如图1为电厂燃料管理与煤质优化系统图。

2.2 采取有效措施, 降低燃料采购成本

煤炭成本对于公司效益的提高具有重大的影响, 因此在完成保供的基础上, 降低成本成为燃料管理的重中之重。采取以下降本措施: (1) 降低燃料采购价格。密切关注燃料市场价格变化情况, 并加强同周边电厂的信息沟通, 通过反复商谈, 联合其它电厂共同应对, 尽可能多的降低采购价格。 (2) 在采购过程中及时调整采购计划, 合理控制采购节奏, 控制采购成本。 (3) 配合生产运营部做好优化配比工作, 尽可能的按优化后的结构调进燃料, 以达到降本目的。 (4) 在付款方式上, 现货款基本采用承兑汇票支付, 变相达到降低采购成本目的。 (5) 加强入厂煤重车的接卸和空车排放工作, 尽最大可能降低延时费用, 节约成本。

2.3 严把质量关

燃料质量的好坏直接影响到电厂的安全经济生产, 在目前燃料市场质量层次不齐的情况下, 应该采取多种质量措施来严把燃料采购质量关, 确保进厂燃料质量保持在较好的水平上。严格执行矿采样与到厂煤采样对比的原则。每次对供煤大户供应的重点煤进行矿采样并进行化验, 结果与实际到厂煤的采样结果进行对比, 发现偏差大立即进行纠偏, 直至停止该供煤商进煤。积极探索利用合同的方式把握质量关。在合同里明确规定掺矸使假的处罚条款, 加大处罚力度。从合同上约束供煤商的供煤质量。做好采制设备管理, 仪器设备购入后, 由技术负责人及有关人员与供应部门共同进行验收。各种仪器设备由班内专管人员统一分类、编号、立账、建卡。仪器设备必须由经过培训, 了解仪器性能, 掌握操作技术和维护方法, 并经考核合格的采制样及化验人员使用。使用人员必须严格遵守仪器设备操作规程, 不得超负荷运转。仪器设备出现故障, 使用人应及时报告专业班长, 由班长安排维修事项。为了进一步从源头上杜绝燃料采制化过程中的漏洞, 可以从煤样上采取三次编码制度, 将采、制、化分开, 加强煤样管理。同时实行生产、燃料共同接样的原则, 即由生产、燃料共同持有机械采样室的钥匙, 双人监督, 实行双重锁双重管理的制度, 加强互相监督确保煤样的真实性。

2.4 切实加强燃料管理的过程控制和监督

通过过程监督, 发现问题, 及时纠正, 从而确保完成年度总目标。各级管理人员在燃料管理过程中, 要坚持“质量第一”的管理原则, 突出抓住燃料管理的重点, 抓主要矛盾。计划部门过程控制的重点是入厂煤、入炉煤量、质的监督, 保证其真实性;调度部门过程控制的重点是追求综合煤耗最低;生技部以及相关检修车间过程控制的重点是节能技改项目的实施和节能设备的检修维护管理, 确保其运行可靠、经济;燃料部门过程控制的重点一方面要在不影响锅炉安全运行的基础上, 以追求标煤单价最低为目标, 加强和矿方的联系和沟通, 努力优化进煤结构;另一方面, 要着重做好入厂煤监督、保持合理库存、煤炭分类存放、煤场倒垛整垛和科学掺配;运行部门过程控制的重点是在保证安全的基础上, 大力实施经济运行, 要围绕追求综合煤耗最低, 狠抓降低锅炉飞灰、灰渣。

2.5 做好燃料的采购、验收、堆放和统计

建立供应商的数据档案, 在条件允许情况下, 制定燃料采购计划, 以最小的成本采购相同当量的热值。建立入厂煤数量和质量的验收制度, 严把数量和质量的验收, 杜绝验收管理过程中的漏洞。实现煤场的分类堆放, 对煤场进行定时盘点, 保持煤场排水通畅, 减少雨水冲刷损失, 有计划的进行盘点置换, 降低热值损失, 减少煤场的自燃现象。定期检测粉尘质量浓度, 发现超标, 要采取措施。投入资金, 进行技术改造, 提高防尘设备的投入率和防尘效率。对现有防尘设备做好维护管理, 保证设备的正常投入, 发挥防尘作用。根据机组负荷、机组特性、煤场存煤情况, 对入炉煤进行掺配, 降低锅炉扰动, 减少无谓的消耗。减少煤炭搬运, 煤炭搬运会造成损失和二次运输费用增加。加强统计工作, 建立各类原始记录台账, 做好收、耗、存统计台账, 及时报送日报、月报。加强燃料核算工作, 审核各批次的煤种、热值、挥发份等, 把好结算关, 做到不亏吨、不亏卡。

2.6 积极推进燃料管理创新和提高

电厂面临的内外环境已经发生深刻变化, 燃料管理必须在观念、机制、制度、措施上努力创新。在具体的燃料管理中, 可以做以下尝试:将燃料的入厂煤、入炉煤的质量检验工作由过去的一个部门完成, 调整为入厂煤、入炉煤分别由两个部门独立完成, 由相关部门共同监督, 可以有效的提高煤质化验的准确性和公正性;实行全自动机械采样, 杜绝人为干预, 将入厂煤、入炉煤机械采样的投运率纳入调度部月度节能考核范畴, 并将入炉煤的送样由燃料部门负责改为由运行车间负责, 可提高取样的真实性;在机组的检修管理中, 可将由传统的保安全、保长周期连续运行的检修目标, 拓展到设立机组检修经济技术指标奖, 使检修人员在检修过程中发挥主观能动性, 实现设备修后效率提高的目标等。

3 结语

燃料管理工作是一项系统工程, 切实关系到电厂的盈利能力和全体职工的利益, 做好这项工作首先是燃料部义不容辞的责任, 同时需要公司领导的重视、各部门的共同协作与全体职工的关心关注。为了保证向电厂输送充足的、合格的燃料, 作为燃料部门的职工必须系统地、全面地掌握燃料方面的有关知识, 才能为电厂源源不断的供应燃料提供保证。

参考文献

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[2]罗运伟.如何加强火电企业燃料管理[J].经营管理者, 2013 (17) :41~42.