龐有璽

摘要：本公司通過(guò)對(duì)配煤摻燒系統(tǒng)進(jìn)行智能化升級(jí)改造，使配煤摻燒工作趨于更加科學(xué)化、高效化、精準(zhǔn)化，為公司降控燃料成本，提高配經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮了重要的作用。

關(guān)鍵詞：配煤摻燒系統(tǒng);精準(zhǔn);科學(xué);智能;經(jīng)濟(jì)效益

引言：配煤摻燒技術(shù)是一項(xiàng)通過(guò)將兩種或多種煤質(zhì)的煤進(jìn)行摻混燃燒的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)既能減少燃用劣質(zhì)品種的煤造成的鍋爐事故，又能提高鍋爐排放表現(xiàn)，滿足排放法規(guī)的要求[1]?；痣娖髽I(yè)為降低燃料成本，在滿足鍋爐穩(wěn)燃運(yùn)行和達(dá)標(biāo)排放的前提下，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，采用主燒煤種與低熱值或高硫的劣質(zhì)煤種進(jìn)行混配摻燒，盡可能獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。由于燃煤價(jià)格受政策、市場(chǎng)影響波動(dòng)大，火電企業(yè)不可能完全掌握燃煤的價(jià)格趨勢(shì)，因而探索、研究出一套智能化的配煤摻燒系統(tǒng)，從主關(guān)方面進(jìn)行深入配煤摻燒對(duì)降低發(fā)電成本顯得尤為重要。

一、配煤摻燒系統(tǒng)智能化升級(jí)背景

起初本公司通過(guò)建設(shè)“煤場(chǎng)管理信息系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了煤場(chǎng)圖形化、表格化管理與應(yīng)用，可實(shí)時(shí)了解卸船煤種、煤質(zhì)、煤量等動(dòng)態(tài)信息，相對(duì)傳統(tǒng)紙質(zhì)臺(tái)賬的管理方式，系統(tǒng)的應(yīng)用提高了煤場(chǎng)管理的時(shí)效性和信息化水平，對(duì)于加強(qiáng)廠內(nèi)燃料調(diào)度管理發(fā)揮了作用。

隨后在“煤場(chǎng)管理信息系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上補(bǔ)充開發(fā)了“配煤摻燒決策支持模塊”，解決了配煤摻燒方案的生成與執(zhí)行的實(shí)時(shí)流程化管理，可較為清晰的掌握機(jī)組帶負(fù)荷能力，應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化的能力有了較大提高，系統(tǒng)的應(yīng)用在降低燃料成本方面發(fā)揮了一定作用，但精準(zhǔn)化、科學(xué)化與智能化程度有限，需要進(jìn)行進(jìn)一步升級(jí)改造。

二、配煤摻燒系統(tǒng)智能化升級(jí)的必要性

1、在燃煤價(jià)格受客觀因素影響的情況下，通過(guò)提高配煤摻燒系統(tǒng)科學(xué)化、智能化程度高，實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2、原有系統(tǒng)需要大量的人工干預(yù)，智能化程度有限，難以滿足快速、精準(zhǔn)、分時(shí)配煤摻燒的需求。

3、隨著大數(shù)據(jù)與人工智能等先進(jìn)技術(shù)理念的不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)配煤摻燒智能化的外部條件逐漸具備。

4、上級(jí)公司對(duì)配煤摻燒工作提出了更高的目標(biāo)和要求。

三、配煤摻燒系統(tǒng)智能化升級(jí)內(nèi)容及成效

1、數(shù)字化煤場(chǎng)的優(yōu)化與集成

將煤場(chǎng)管理、接卸煤管理、配煤摻燒方案制定、方案執(zhí)行、運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和監(jiān)督評(píng)價(jià)固化到系統(tǒng)中，采用各環(huán)節(jié)一體化管理，實(shí)時(shí)在線顯示，各執(zhí)行環(huán)節(jié)密切聯(lián)系，提升了煤場(chǎng)管理及配煤摻燒管理模塊功能，提高了配煤摻燒過(guò)程的分時(shí)、精確和靈活管控水平。

2、分時(shí)精準(zhǔn)配煤模塊

1）數(shù)據(jù)集成：通過(guò)與SIS系統(tǒng)、燃料三大項(xiàng)目系統(tǒng)等進(jìn)行接口，自動(dòng)實(shí)時(shí)獲取配煤摻燒業(yè)務(wù)流相關(guān)信息，包括含接卸、檢斤檢質(zhì)、堆煤、配煤、上煤、制粉、燃燒、脫硫脫硝、除灰除渣等系統(tǒng)設(shè)備。

2）開放規(guī)則庫(kù)：將大量的摻燒試驗(yàn)取得的不同環(huán)境溫度、不同負(fù)荷、不同煤質(zhì)條件下機(jī)組安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保指標(biāo)特性數(shù)據(jù)，不同工況條件下入爐煤熱值、硫份、灰分、灰熔點(diǎn)等煤質(zhì)數(shù)據(jù)控制邊界條件，形成各機(jī)組各種工況下最經(jīng)濟(jì)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則庫(kù)，作為配煤摻燒建模的基礎(chǔ)。通過(guò)建立開放的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則庫(kù)，將目前由配煤摻燒專責(zé)、鍋爐、脫硫、輸煤除塵專業(yè)共同制定摻配方案的經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等條件數(shù)字化、規(guī)則化、智能化。

3）系統(tǒng)建模

采用多種數(shù)學(xué)方法建立計(jì)算模型，在現(xiàn)實(shí)混煤特性預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上對(duì)摻配目標(biāo)進(jìn)行多維自動(dòng)尋優(yōu)計(jì)算，智能化生成滿足機(jī)組運(yùn)行要求的最優(yōu)配煤方案。

4）方案生成

根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)，結(jié)合輸煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)及脫硫環(huán)保系統(tǒng)等影響配煤摻燒設(shè)備的可用狀態(tài)，綜合考慮煤場(chǎng)存煤結(jié)構(gòu)的變化、高揮發(fā)份煤種存儲(chǔ)周期的控制、煤堆發(fā)熱監(jiān)測(cè)情況和接卸煤對(duì)取煤方式的影響等因素，依據(jù)各機(jī)組不同工況下最經(jīng)濟(jì)的配煤摻燒試驗(yàn)數(shù)據(jù)，即不同季節(jié)、不同負(fù)荷入爐煤熱值、硫份、灰分、灰熔點(diǎn)溫度等煤質(zhì)控制邊界條件，按照預(yù)測(cè)的各機(jī)組負(fù)荷的低谷、平峰、高峰時(shí)段變化，確定次日的分時(shí)段配煤摻燒方案。方案審核過(guò)程中，若出現(xiàn)無(wú)法滿足機(jī)組安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和帶負(fù)荷要求時(shí)，可依據(jù)最新的調(diào)度負(fù)荷計(jì)劃和機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行修正，重新制定摻燒方案。

5）方案的執(zhí)行與優(yōu)化

系統(tǒng)依據(jù)轉(zhuǎn)入執(zhí)行狀態(tài)的方案，結(jié)合是否有卸煤作業(yè)、卸煤速率的控制、斗輪機(jī)走位時(shí)間、清煤場(chǎng)、輸煤電率控制等具體影響因素，安排輸煤設(shè)備運(yùn)行方式，利用配煤摻燒管理系統(tǒng)煤倉(cāng)煤質(zhì)、煤位實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，以及給煤機(jī)給煤量變化，控制各煤倉(cāng)加倉(cāng)煤量及方案變更時(shí)間，確保煤倉(cāng)煤種變化符合分時(shí)段摻燒方案。

6）運(yùn)行控制與優(yōu)化

各機(jī)組運(yùn)行人員，通過(guò)配煤摻燒管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握本機(jī)組正在執(zhí)行摻燒方案，依據(jù)配煤摻燒煤倉(cāng)煤種、煤位實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，監(jiān)控本機(jī)組各煤倉(cāng)煤種、煤質(zhì)變化情況，并按照機(jī)組負(fù)荷出力、環(huán)保指標(biāo)控制要求，及時(shí)調(diào)整制粉系統(tǒng)、脫硫、除塵系統(tǒng)等運(yùn)行方式;并遵循在滿足機(jī)組帶負(fù)荷能力前提下，優(yōu)先燃用劣質(zhì)煤的制粉系統(tǒng)運(yùn)行、優(yōu)先增加劣質(zhì)煤制粉系統(tǒng)出力的原則，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)煤種摻燒量最大化的目的;同時(shí)，運(yùn)行人員可通過(guò)總煤量與負(fù)荷的對(duì)應(yīng)關(guān)系、磨煤機(jī)出口溫度的變化、積灰排渣結(jié)焦情況、脫硫脫硝等參數(shù)的變化，反向判斷入爐煤種與方案的一致性。

方案執(zhí)行過(guò)程中，若出現(xiàn)調(diào)度臨時(shí)修改負(fù)荷計(jì)劃曲線或設(shè)備異常狀況，無(wú)法滿足機(jī)組安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和帶負(fù)荷要求時(shí)，可依據(jù)最新的調(diào)度負(fù)荷計(jì)劃和機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行修正，重新生成制定摻燒方案。

7）專業(yè)監(jiān)督及技術(shù)支持

專業(yè)技術(shù)人員對(duì)配煤方案的實(shí)施、技術(shù)措施的執(zhí)行進(jìn)行日常監(jiān)督和在線監(jiān)督，跟蹤配煤摻燒過(guò)程易發(fā)的環(huán)保指標(biāo)異常、積灰結(jié)焦、汽溫偏差、調(diào)節(jié)遲緩、水冷壁高溫腐蝕、燃燒器安全、經(jīng)濟(jì)性影響等技術(shù)問(wèn)題，及時(shí)分析原因，提出風(fēng)險(xiǎn)提示，并優(yōu)化技術(shù)措施、指導(dǎo)運(yùn)行調(diào)整優(yōu)化或提出設(shè)備治理、改造方案。

3、配煤摻燒全過(guò)程、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與指導(dǎo)

集中展示機(jī)組指標(biāo)監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)運(yùn)算、原煤倉(cāng)存煤監(jiān)測(cè)、負(fù)荷能力預(yù)測(cè)、環(huán)保安全指標(biāo)預(yù)測(cè)、設(shè)備異常報(bào)警等，在摻燒過(guò)程運(yùn)行控制及設(shè)備狀況發(fā)生偏差、異常，未達(dá)到機(jī)組帶負(fù)荷及安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)最佳運(yùn)行工況時(shí)，系統(tǒng)能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則庫(kù)及歷史建模數(shù)據(jù)，及時(shí)給出提示和優(yōu)化建議，指導(dǎo)運(yùn)行及時(shí)調(diào)整和應(yīng)對(duì)處置。

4、燃料采購(gòu)指導(dǎo)

將目前實(shí)際執(zhí)行的燃料采購(gòu)計(jì)劃的制定、調(diào)整工作機(jī)制固化到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)燃料采購(gòu)的信息化管理，達(dá)到更加科學(xué)、合理和便捷應(yīng)用。

根據(jù)月度調(diào)度電量計(jì)劃、機(jī)組開機(jī)方式初步預(yù)測(cè)運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷率，綜合考慮煤場(chǎng)庫(kù)存量、存煤結(jié)構(gòu)、影響配煤摻燒的輸煤、制粉、脫硫等主要輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀況及檢修計(jì)劃，進(jìn)口煤檢驗(yàn)通關(guān)周期，煤炭市場(chǎng)價(jià)格變化，不同季節(jié)高揮發(fā)份煤種存量及存儲(chǔ)周期的控制等因素，在滿足機(jī)組帶負(fù)荷能力、環(huán)保指標(biāo)可控、燃煤庫(kù)存合理前提下，以最大限度的降控煤價(jià)為目標(biāo)，確定月度燃煤量、質(zhì)采購(gòu)計(jì)劃及供煤船期。

依據(jù)實(shí)際電量完成情況與計(jì)劃電量的偏差、開停機(jī)方式的變化、影響配煤摻燒設(shè)備的運(yùn)行狀況變化、燃煤庫(kù)存及存煤結(jié)構(gòu)與計(jì)劃的偏差，系統(tǒng)能夠?qū)Σ少?gòu)計(jì)劃和后續(xù)供煤船期給出修正建議，控制合理的燃煤庫(kù)存總量和存煤結(jié)構(gòu)，滿足配煤摻燒的需要。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)配煤摻燒系統(tǒng)進(jìn)行智能化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)配煤、精益管理的閉環(huán)工作管理;建立了開放的摻配經(jīng)驗(yàn)規(guī)則庫(kù)，持續(xù)將人工經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)規(guī)則化應(yīng)用;實(shí)現(xiàn)了分時(shí)、精準(zhǔn)配煤與加倉(cāng)，提高加倉(cāng)的靈活性，以最經(jīng)濟(jì)的配煤與摻燒快速響應(yīng)負(fù)荷調(diào)度;實(shí)現(xiàn)了指導(dǎo)燃料采購(gòu)的信息化管理;實(shí)現(xiàn)了基于“配煤摻燒獎(jiǎng)勵(lì)管理辦法”實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)、考核與獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制的實(shí)時(shí)在線運(yùn)行;通過(guò)智能化配煤摻燒系統(tǒng)的輔助管理，公司2020年經(jīng)濟(jì)煤摻燒比例完成71%，進(jìn)口印尼褐煤摻燒比例完成29%，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益數(shù)億元。

參考文獻(xiàn)：

1.谷增義 .基于配煤摻燒的煤場(chǎng)數(shù)字化管理系統(tǒng)[B] .應(yīng)用能源技術(shù).1009—3230（2018）01—0015—04