摘要：火力发电厂的生产和经营水平可以由耗煤量反映出来，因为耗煤量关乎发电厂的成本水平，因此也影响着发电企业经营效益。而燃料智能化管理系统投资较少，却能给电厂的管理带来很大的便捷性，通过燃煤信息化管理，可以减少人为因素，降低生产过程中的人力需求，给电厂带来巨大的经济效益。为此，本文探讨了低热值煤的配煤优化控制系统。
关键词：低热值煤；配煤优化；控制系统
引言
随着近些年国家深入改革煤炭市场，在新的经济常态下，如何提高煤炭使用效率、有效控制污染排放、降低燃料成本，一直是电厂提效的关键。由于低热值燃煤火电厂可利用品质较低的煤炭，国家鼓励建设低热值煤发电项目，消解日益增多的煤矸石和不便运输的劣质煤。下文先介绍了国内燃煤电厂燃料配煤现状，最后着重分析了低热值煤的配煤优化控制系统。
一、国内燃煤电厂燃料配煤现状
国内对动力配煤的研究有几十年的历史，由于国家出台的劣质煤燃用相关政策和最严格电厂污染物排放标准，不仅需要建立合适的配煤模型，还需要对配煤工艺及设备进行配套改造，对配煤结果进行实时监测及反馈控制。研究主要集中在混煤的燃烧特性及着火特性，配煤模型及其优化，燃烧混煤的结渣特性和污染物排放规律等。其中混煤燃烧特性较为复杂，单煤和混煤的性质研究依然是热点，常见的电厂配煤模型是线性关系模型，将单煤的加权平均值作为混煤的近似特性。用于煤粉炉的配煤模型需要考虑水分、灰分、灰熔融性、挥发分、发热量、硫分6个因素作为约束条件，将成本最低作为目标函数。可利用Excel作为计算工具优化煤炭配比，也有基于复杂数学理论，利用遗传算法及神经网络等智能配煤算法建立配煤模型；也可针对混煤煤质指标中具有非线性特征的部分，基于智能算法建立配煤模型。由于不同煤种相互作用的机理研究尚不明确，即使同种单煤，运用不同配煤模型产生的结果也不相同，且大多数配煤模型针对煤粉锅炉建立，不完全适用于循环流化床燃料配煤。
国内循环流化床锅炉用燃煤供给系统的结构与煤粉锅炉相同。外来燃煤送到煤堆场后用多台装载机进行堆煤和配煤，配煤通常靠人工或机械按燃料数量来估计，然后再通过输送机将燃煤输送到锅炉的炉前煤仓。原煤进入贮煤棚前，没有粉、块分离的工艺措施，原煤的筛分、破碎装置设置在贮煤棚与炉前成品煤仓之间的输送系统中。煤通过输送机送至设备进行配制，这种方式堆煤劳动强度大，工人工作环境差，配煤效果不理想，很难保证燃煤的配料质量。且故障导致输送带停运，会造成锅炉供煤紧张，影响锅炉的正常运行。
二、低热值煤的配煤优化控制系统分析
1.系统设计原则
信息统一管理：实现从上游煤源采购信息至最终入炉信息的全范围覆盖，增强数据统一性、完整性，企业具备了决策的自主性，利于主动选择卖方市场，节约因信息不对称无法选择而增加的管理成本；燃料预估机制：采购计划时，电厂可根据锅炉的工况及负荷情况即时调整燃料的月计划甚至日计划，确定每日进场的煤车辆信息，精确掌控燃煤到场时间及到场量，由此可削弱传统意义的煤仓的作用，达到燃煤现用现配的目的，不需要过多存储，煤仓备用做应急煤存储，可减小煤仓面积同时保证精确实时配煤的效果；数据安全性强：由权限管理及角色管理限制系统的各流程管理，通过授权访问的形式保证只有具备权限的人员才可以操作相应部分数据，保证数据安全、保密；系统扩展性强：系统以分布式形式构建，并且每一个模块的子功能扩展性强，电厂个性化业务流程可通过设置操作完成，无需进行软件编程重写。根据各煤场的运煤系统，全程监控各种来煤方式。将燃料质检综合楼作为全厂燃料智能化数据中心，涵盖监控、采制样中心、管控中心和煤化验中心，皮带采样机采煤样送到全自动制样间，形成采制一体化布局，对入厂、入炉煤进行统一化验，实现化验数据自动采集、自动生成报告、化验室质量控制信息化、网络化。
2.系统功能框架
对燃煤电厂燃煤管理从计划采购的开始到入炉的全业务流程进行抽象、建模。范围涵盖计划配煤，入场计量，采制化管理，成本核算。对所需企业ERP与系统基本组件进行分析，定制开发。系统将操作权/审批权/维护权三权分立构成权限系统。最终形成涵盖企业管理、组织机构管理、用户管理、通知管理系统、日志系统在内的基础燃煤管理平台。对燃煤电厂煤场管理和燃煤管理进行抽象、建模。将供应商作为系统的一部分进行信息维护，作为电厂自主选择采购燃煤的基础。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆煤场管理（资源库）系统涵盖了燃煤管理，燃煤分类管理，煤质管理，煤场管理，供应商管理，仓库管理。
3.系统功能实现
本系统基于B/S架构，实现了分布式燃料管理平台中资源库。燃煤信息管理系统是平台独立的业务系统，用户在门户界面登录平台后跳转燃煤信息管理系统，进行业务操作。
本系统由业务流程模块，信息管理模块两大分布式系统模块构成。在业务流程管理部分，以煤场资料库为数据中心，以用户管理为操作角色，将燃煤计划采购流程管理、入场流程管理、计量流程管理、采制化流程管理、成本结算纳入系统管理，规范和统一燃煤信息管理流程，将厂内需求及关系最小量级抽象建立模块。最终实现系统实时配煤基础上的燃料管理系统。
（1）环境配置
运行环境。本系统运行时需搭建服务器JAVA运行环境（JRE）。源代码项目管理使用maven技术，进行源代码与依赖管理。数据库采用Mysql。系统依赖了第三方线性规划库LpSolve对数据进行动态计算。客户端使用浏览器访问网络IP即可；低热值燃煤电厂配煤掺烧系统共有三个主要功能区，分别是“用户中心”、“燃煤资源库”、“流程管理”。资源库模块：用于处理燃煤，煤场，供应商三者间的关系。包括煤质管理，仓库管理，供应商的维护。配煤模块：依据系统中维护的资源库数据与输入的柔性配煤参数，进行动态规划，实现配煤。提交为计划采购进行指导。
（2）“用户中心”功能
用户中心：主要用于维护煤场及各部门、供应商、用户角色三者的相关信息。由权限管理员操作。
（3）“资源库”功能
点击“资料库”菜单，系统会展开子菜单：包括燃煤分类管理、采购条件管理、燃煤管理、供应商管理、仓库管理。
（4）“流程管理”功能
在系统主界面上点击“流程管理”菜单，系统会弹出五个功能菜单项：采购计划、进场登记、采制化、配煤、统计。
（5）“采制化”管理功能
采制化人员登录系统，可从左侧流程管理导航中进入采制化管理页面，可从通知系统处得到需要采制化的车辆信息的提示，由进场计量流水号对应车辆。列表中显示采制化流水，当采样完成之后，会记录采样人，采样时间，操作状态将显示采样，采样完成之后点击操作列按钮，状态变为制样，同时消息系统提醒制样人员。完成之后再次点击操作列按钮，则状态及操作将变为化样，同时信息系统通知化样人员化样。当采制化均完成之后，再次单击操作列按钮，状态将变为完成。
（6）“配煤”功能
计划配煤部分用于指导购买满足电厂锅炉燃烧的燃煤从质和量两个角度进行把控，将低热值煤电厂考虑的入炉煤的部分重要煤质信息作为约束条件，同时考虑计划时间及配煤总量，保证配煤实时性，可选择运距及价格因素，进行具有指导意义的配煤流程，生成配煤计划指导采购。
结语
总的来说，随着社会经济环境的发展，工业体质改革的继续深入，火电企业经营环境的复杂化对企业发展和燃料管理提出了更多的要求。而且近几年来，由于煤炭产能过剩，电厂可用燃煤范围扩大，不同煤源煤质与锅炉设计煤质有较大差异，配煤燃烧是实现煤质互补的必要手段。上文就低热值煤的配煤优化控制系统的相关方面展开了论述。
参考文献：
[1]成刚，祝起龙，王涛涛．火电厂燃料智能化管理系统构建及自动识别技术的应用[J]．2013.
[2]刘照，董泽．基于UML的入厂煤智能管理系统的设计与实现[J]．计算机仿真，2014.
论文作者:马明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：燃煤论文; 系统论文; 电厂论文; 热值论文; 燃料论文; 煤场论文; 煤质论文; 《电力设备》2018年第26期论文;