甘肃电投武威热电有限责任公司 甘肃武威 733000
摘要：根据对400家100MW以上机组进行调查，发现有80%机组使用煤种与设计煤种不符。对全国128个主力火电厂调查也发现了很多电厂燃用非设计煤种，绝大多数电厂是掺烧多种煤，电厂燃用多种牌号的煤已成为普遍现象。锅炉设计煤种与电厂实际来煤有差异，随着电厂劣质煤的供应量大幅度增加，无疑增加了锅炉运行的难度。电厂来煤的调度、掺烧煤种的组合及比例是否合理，直接影响锅炉的安全稳定运行和环保排放要求。同时，火力发电企业燃料成本一般占到发电成本的70%以上，掺烧经济煤种、煤场优存降耗、燃煤寻优采购等都可以降低企业发电成本，提高企业经济效益。
关键词：掺烧 煤场优存降耗 燃煤寻优采购
1 绪论
配煤掺烧智能管理作为一种新的掺烧管理模式，通过搭建火电企业掺烧寻优公共平台，实现煤场数字化、掺烧科学化、寻优智能化、效益最大化四种核心功能，帮助火电企业提升管理、提升效率、提升环保、提升效益。
通过信息化技术实时处理煤场量质价信息，保证煤场数量、质量数据的真实准确。用直观的方法展示煤场进、耗、存的数量、质量变化，提高燃料煤场管理水平。
系统持续按照科学的数学分析模型，通过大数据分析寻优，智能生成最优堆放方案、掺烧方案、取煤方案、掺烧运行方案、采购策略，实现寻优智能化。
通过入炉标单寻优、售电成本寻优、配煤方案寻优、采购策略寻优等，有效提升燃料管理水平，不断增加企业经济效益，同时取得良好的环境效益。
1.1火电企业掺烧现状
现在越来越多的火力发电厂开始掺配一些非设计煤种，由于混煤的特性较复杂，掺配的煤种有低硫低热值、高硫高热值、高水分、低灰熔点煤等，若掺配比例不当时，则锅炉燃烧不稳定，燃烧效率差，锅炉本体及辅助设备损耗增大，污染物排放量增加，给安全生产造成不利影响。给煤机断煤；锅炉受热面积灰多或高温腐蚀、锅炉结焦；磨煤机石子煤量过多排放困难；捞渣机渣量大致使超出力运行甚至压跳设备；干除灰系统因灰量增大发生管道磨损漏灰频繁；脱硫出口硫、粉尘指标超标；灰库干灰品质变差等，这些都不利于机组的安全环保运行，有时还会造成被迫降低机组出力情况。
在来煤方面若盲目采购会给机组的经济运行及环保排放带来很大压力，如在某一时间段都进高硫煤或低热值煤或高水分煤，不能有计划地采购会给配煤掺烧工作带来被动影响；还有输煤运行人员随意变更配煤方式或无故不执行配煤方式规定；输煤系统设备、磨煤机出现故障时检修人员消缺不利导致设备跳闸或重复消缺；输煤皮带保洁人员在皮带层冲洗地面时导致煤斗进水等情况，都会直接影响配煤掺烧工作的正常进行。
1.2 火电企业掺烧分析
现阶段，各大发电集团对下属火力发电企业都有配煤掺烧管理办法，基本处于指导意见、管理标准、技术方案、管理制度层面。火力发电企业基本通过运行人员经验积累，采用手工模式进行配煤，其存在很多不足和问题。
多煤种混合煤质分析依靠人工计算,工作量大,效率低,误差大。对不同煤种掺烧时,与运行相关的煤质及灰分、结焦、排烟温度等分析信息还依靠人工统计,并且统计分析极为繁琐,实时性差。
配煤特性与各组成单煤之间并非只是简单的加权关系。而在进行多煤种掺烧时凭经验选择混煤比例,对混煤指标的计算也只是将单煤指标进行简单的线性加权,因此煤种数据分析不准确,混煤数据精确度低,掺烧结果与实际效果相差较大。
粗放式的煤场管理,存煤数据依靠人工统计,实时性差,存煤管理与运行人员相互独立,基础数据统计不及时,造成掺烧配煤难度大。
未合理按照燃用需求来存放燃煤，只是简单按矿点、煤种堆存，没有达到精细化，对燃煤掺配造成一定影响。
由于条件限制，不能对各煤种煤质特性进行分析，只是根据热值、水分、硫份等指标进行简单粗放的掺配，在掺烧过程中，时常造成锅炉出力不足影响机组负荷接待，以及再热器屏温超限，锅炉结焦现象的发生。
2 智能掺配管理系统
2.1 智能掺配管理系统简介
智能配煤掺烧管理系统以燃料配煤掺烧精确计算、精益实施、精细管理为目标，系统以配煤掺烧模型为基础，以锅炉设计参数、来煤信息、发电计划、负荷分布、煤场库存、历史掺配评价、设备运行工况等因素为基础生成最经济、最环保、综合最优的掺配方案，系统支持线性、非线性算法（神经网络），提供支持模拟掺配、经济掺配多种方式，基于电厂负荷自动生成掺配列表，形成最优排序，从sis取锅炉数据监控掺配燃煤对锅炉影响，优化掺配模型并对入炉煤质分析，通过定位装置监控斗轮机（堆取料机）实时工况，跟踪掺配执行。
系统提供神经网络算法等多种最优方案求解的算法模型，主要有：最经济方案、最环保方案、综合最优方案。以设定的目标为优化方向，在保证锅炉稳定燃烧的前提下，进行配比计算。
2.2 智能掺配管理系统主要功能
煤场动态管理：通过三维图形方式全面直观的展示煤场数据，动态显示各个煤场中燃煤信息，包括燃燃煤储存指标，煤质构成，燃煤在煤场中的分布，煤场温度、等情况，用图形直观的表示出来。方便用户随时了解燃煤使用情况，为燃煤采购提供采购依据。
斗轮机调度管理：围绕斗轮机调度指令，基于斗轮机编码器,通过无线网络传输斗轮机位置信息到管理中心，对于斗轮机运行工况进行监视。当斗轮机指令执行出现偏差时，系统语音及系统消息提醒相关人员。有条件的厂可以通过斗轮机控制系统改造实现斗轮机远程控制。
原煤仓动态监控：实时跟踪监测进入煤仓的煤种、煤质、煤位等信息，图形展示各原煤仓的存煤状态，在线计算煤仓中当前煤种的煤量可以维持燃烧的时间，可按预设提醒时间在更换煤种或者仓烧空之前给出提示。
掺配因子设定：系统对配煤的煤质特性，包括发热量、挥发分、硫分、水分、灰分、灰熔融性的范围以及配煤结渣特性、着火特性、燃尽特性和排放特性等进行设置。
模拟掺配计算：提供线性和非线性两种算法进行模拟掺配计算，用户可以选择任意一种进行计算，也可以同时选择两种进行比对计算，主要指标计算通过线性算法进行计算。 通过设定目标值，自动在煤场中寻找掺配列表，通过指定掺配单燃煤，系统帮助分析，掺配混煤指标。
掺配方案计算：根据煤场当前存煤情况，在保证锅炉稳定燃烧的前提下，进行成本最优、环保最优掺配计算结果，成本优化配比排序表。用户可以手工调整原始配方或执行5%调整后得到的各煤种的掺配数量，重新进行计算与比较，得到实用配方。
掺烧方案分析：确定配煤的比例后，能够自动对配比煤的各种参数进行计算，并利用系统提供的模型，对锅炉燃料稳定性的影响、对各煤种可烧时间等进行分析。
配煤方案管理：当操作站发出配煤指令时，系统进行优化配比计算，将优化配煤结果分别以数据、图表等形式显示在界面上。系统根据不同情况给出煤场配煤、煤仓配煤的方案，计算煤场配煤煤种、煤仓上煤煤种、配煤比例、给取煤设备的预定速率，并向煤场运行人员发出上煤指令。
购煤建议：综合煤场存煤状况和煤种的掺烧状况，给出购煤建议，主要关注燃煤的存放时间、硫分、发热量、挥发分和成本。
3.智能掺配管理系统价值体现
智能掺配管理系统主要价值体现在优化采购环节，降低库存损耗，科学掺配降成本，实现降本增效目标。
以各容量机组类型为例，产品帮助电厂降本增效效果如下表：
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以2x330MW机组电厂A电厂为例，年发电量400,000万千瓦时，煤炭需求量200万吨，通过CICS产品进行改善，年累计节约成本近4,000万元。措施如下：
1、阳光采购、降本增效。
2、数字煤场、优储降耗。
3、科学掺配，降本增效。
参考文献
[1]张 磊.张立华.锅炉设备及运行[M].中国电力出版.2006年.
[2]崔余平.火电厂配煤掺烧运行管理及技术措施[J].电力安全技术.2012年.
[3]刘兴文.火电厂配煤掺烧管理措施探讨[J].科技资讯.2014年.