試論電廠燃料管理及煤質優化系統的開發及應用

官文靜

摘 要：文章通過介紹國內外燃料管理與煤質優化情況，燃料管理及煤質優化系統的分析、設計，表明了該系統可有效在電廠局域網中發揮數據共享作用，且其性能優秀，運行穩定可靠，對提高電廠效益有著關鍵意義。

關鍵詞：燃料管理；煤質優化；軟件開發

中圖書分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）32-0139-02

對燃煤電來講，其在燃料的支出上占電廠總發電成本的80%左右，對電廠的經濟效益造成了極大影響。此外，電廠鍋爐是依照特定煤質和煤種設計和制造的，容易引起電廠安全事故。要解決該問題，可應用先進的系統對燃料進行綜合的分析查詢，優化燃煤采購及煤質，實現信息共享，降低電廠成本，繼而提高電廠的安全性與經濟性。

1 國內外燃料管理與煤質優化情況

從電力事業的角度來講，煤質優化與燃料管理的信息化與網絡化是發展的必然趨勢，目前在該領域上，國內國外的研究都已取得較為豐碩的成果，涵蓋經濟、節能、安全與環保等各個方面，不僅有利于電廠的管理及運行，同時也帶給人類和社會極大的效益。

1.1 國外燃料管理與煤質優化情況

國外在煤質優化與燃料管理方面的研究主要針對煤質對鍋爐及運行造成的影響，配煤優化等涉及燃煤安全性、經濟性與環保性的開發及研究進行。瑞士的ABB公司研究開發出一套配煤系統，該套系統可應用于電廠，起到控制污染物排放，保護環境的作用，同時還可提高其經濟效益。英國的IEA煤炭研究所通過調查，確定了煤質可對電廠運行造成的影響。美國動力所使用的煤基本為優質煤，優質煤在燃燒界中被普遍被認為在煤粉爐中的燃燒效果良好，因此應把關注點放在研究環保與經濟性方面。20世紀80年代初，美國電力工程協會建立了“煤質對發電廠運行和成本影響的研究”課題，同時還建立了煤質影響模型。之后，其為了計算不同煤質運行及維護成本，又開發出了煤質工程分析系統，用以計算排放參數和飛灰電阻特征，估算積灰傾向與煤結渣等。

1.2 國內燃料管理與煤質優化情況

國內主要從燃料管理的經濟性與信息化的方向對煤質優化及燃料管理進行研究。其中包括有配煤對安全性及經濟性造成影響的研究，燃料運行“一條龍”研究，煤種變化可對運行造成影響的研究等。國內大多數科研機構和電廠都有針對電廠燃料信息化管理進行的研究，某些相關應用軟件就是從中開發出來的，這些應用軟件降低了因人為因素而導致的錯誤，增強了運行管理的效率，提高了電廠效益。當前在安全性及經濟性的研究上，主要建立不同煤質變化與經濟和安全關系的模型，用以分析煤質同安全性和經濟性的關系，從中尋找可有效提高安全性和經濟性的手段。該類模型有浙江大學的“配煤專家系統”，杭州半山發電公司的“煤種變化對鍋爐運行經濟性影響的分析模型”，以及華北電力大學的“煤質工程系統分析”等，建立這類模型和開發系統將有效提高煤質優化程度，從運行和煤質兩個方面確保了電廠優化，進而使經濟性與安全性得到提高。

2 系統分析

分析某電廠原有的燃料管理系統數據及業務，可從中發現幾點問題：一是數據混亂缺乏條理，不僅影響燃料采購工作，還導致大量重復性工作，使人力資源不能得到有效合理的利用；二是鍋爐運行和燃料管理被互相孤立，難以進行信息上的交流；三是分析、查詢歷史數據的過程非常繁瑣麻煩，且時效性極差，容易造成延誤，使輔機設備及鍋爐的運行參數不能得到及時的調整，對電廠運行的安全性及經濟性造成了極大影響；四是與運行有關的排煙溫度、煤質、飛灰可燃物等信息分析仍然依賴人工表格傳遞，效率極其低下。為消除上述問題，應明確煤質優化及燃料管理的共同目標及系統要求：

①物理連接運行部、燃料部及化驗部等局域網，實現各部門信息數據的共享，利于計劃指導及決策分析。

②煤質優化專家指導功能得到實現，配煤有依據，燃料采購效率提高，安全性與經濟性得到提升。

③綜合分析、查詢功能應直觀、靈活、性能強大，生成的燃料各類統計報表規范、詳盡，有條理。

④軟件的升級與維護應簡單方便，且運行時穩定可靠。

⑤應規范化、合理化、科學化管理體系結構；使報表一目了然，操作方便快捷，提高自動化辦公水平。

3 系統設計

3.1 功能模塊設計

3.1.1 設計原則

系統應用模塊化結構設計方式。為避免在修改系統中某一模塊時，造成的影響將擴散至整個系統。因此在對系統中的功能模塊進行劃分時，應最大限度縮小塊間聯系，擴大塊內聯系，以此提高模塊的相對獨立性，將影響限制于模塊本身。

3.1.2 模塊劃分

依照燃料管理運行流程及設計原則，系統劃分為十一個相對獨立的功能模塊，各模塊功能如下：

①綜合統計查詢及分析模塊。其作為系統的核心，負責分析煤種的安全性、經濟性、運行經濟性，進而指導燃料采購工作，使煤質得到優化。

②計劃制定模塊。將全廠及各鍋爐燃料計劃、檢修計劃、月度及年度發電計劃進行記錄并做出燃料計劃實行情況報表，年、月度燃料計劃指導等。

③用戶管理模塊。將用戶按照各部門職能進行對應分組，進而實現用戶登錄、注銷賬號及用戶管理等功能。

④檢驗模塊。負責軌道衡檢驗、水路煤重量校驗、水尺檢驗、皮帶秤校驗、燃料驗收、煤質化驗等必須的燃料入廠檢驗工作，以及情況報表檢驗工作。

⑤合同管理模塊。實現錄入合同全文、查詢合同內容、檢索合同全文、輸入合同主要項目及實行合同完成情況報表。

⑥工具模塊。其應用范圍較廣，包括網絡交流、計算器、軟件更新、煤質基準轉化等工程常用工具。

⑦統計與報表管理模塊。依照上級部門下達的統一要求，對燃料的耗用、結余、購入等日常數據進行匯總，繼而生成各種年、月報和燃料日報，提供可靠的數據信息給燃料核算，輔助制定燃料計劃。

⑧財務結算模塊。負責結算，將有關燃料費用的數據進行匯總，并進行燃料費用查詢。

⑨調度模塊。對進電廠的燃料進行編號登記，并記入發貨單、卸煤記錄、入爐煤計量、供方煤質，；煤場管理；燃料外調管理。

⑩鍋爐運行模塊。對最佳工況、煤質范圍、鍋爐概況進行錄入；記錄可燃物檢測記錄、運行參數、入爐煤化驗記錄及運行狀態；線上對鍋爐運行進行監測及指導。

{11}幫助模塊。包括軟件開發商信息，幫助主題的檢索，軟件使用說明等。

3.2 軟件及數據庫設計

按功能來分，可將整個系統分為煤質優化系統和燃料管理系統兩個部分。

3.2.1 煤質優化系統的實現

首先建立一套可將鍋爐操作條件與煤質指標關系，以及運行狀態全方位反映的數據庫，利用上網電價及燃料價格作為價值基準，通過特定鍋爐上某煤種在某段時間的績效表現，對成本與煤質波動的互動關系及鍋爐運行成本進行全面的計算和核算。為特定鍋爐建立發電成本教學模型，借以反映經濟性，在安全的前提之下，將煤質的最佳范圍找出，以便合理配煤和指導燃料采購。該系統可針對某種特定的煤質和煤種，提供實時的經濟性、安全性的指導給機組運行人員，還可對某煤質對應的發電成本，或是某發電成本對應的合理的燃煤采購價進行預測，從而為燃料采購的指導提供依據，最終實現煤的耗、存、供等優化管理，優化機組運行，最大限度提高電廠效益。

3.2.2 燃料管理系統

燃料管理系統是從調度、質檢、結算、登記、量檢、驗收、卸載等各個方面進行控制，其通過用戶權限設置和用戶管理增強系統管理權限，明確各部門及個人職責，確保數據的有效性及安全性，使管理得到強化，同時其全面、靈活的查詢功能有利于領導掌控全局和作出決策。

3.3 軟件組合與銜接

軟件系統采用模塊化結構，系統可協調和完善所有功能模塊中基本信息的顯示與提示、功能模塊中基本數據的處理及制約。即通過底層模塊，所有功能模塊都可相互進行溝通和銜接。

3.4 軟件的通用性

該軟件的通用性在開發期間得到重視，為使功能及數據都可根據其實際情況進行調整和設置，軟件中留出許多接口，幾乎能完全實現目前各電廠的管理模式。另外，因各電廠間存在的細節差別，可將軟件進行微小的修改，以使其適合該電廠。

3.5 軟件調試運行

運行調試軟件，運用軟件中廠家提供的在線升級功能及時對系統漏洞進行修正和升級，確保軟件的持續性、穩定性及實用性，進而完成各部門提出的要求。調試后的軟件可達到預定標準，為電廠的經濟完全運行、燃料信息管理提供了有效的幫助。

4 結 語

自煤質優化系統與燃料管理系統在電廠正式應用以來，以其功能全面、性能可靠、運行穩定等優點贏得了用戶的贊美。隨著電力體制的改革，電廠管理的深化，以及廠家間永不停歇的競爭，該系統將會得到更進一步的完善及改進，在更多的電廠中得到推廣及應用。

參考文獻：

[1] 韓玉忠.談火力發電廠燃料管理應用研究[J].現代經濟信息，2009，5（4）：34.

[2] 邵明彥.火電行業燃料管理系統設計與實現[J].吉林大學，2012，5（4）：3-10.

[3] 高曉玲.發電廠燃料管理模式創新的探索[J].全國商情（理論研究），2011，7（10）：350-378.

[4] 張春艷.新建電廠燃料管理初探[J].中國電力教育，2009，2（2）：85.

[5] 董磊.火力發電企業的燃料管理問題及對策[J].泰安教育學院學報岱宗學刊，2011，7（4）：23-70.