低熱值煤發(fā)電燃料智能化管控一體化解決方案

摘 要：發(fā)電廠能否安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與燃料穩(wěn)定供應(yīng)息息相關(guān)，特別是低熱值燃料實(shí)現(xiàn)清潔燃燒對(duì)燃料的來(lái)源的真實(shí)性、科學(xué)性分析尤為重要，發(fā)電廠生產(chǎn)成本取決于燃料成本，我國(guó)燃煤火力發(fā)電廠燃料成本基本占火力發(fā)電廠成本的60%以上，隨著煤炭市場(chǎng)化改革的不斷深入，火力發(fā)電廠的燃料管理工作難度也越來(lái)越大，認(rèn)真研究并制定一套燃料智能化管控方案意義重大。目標(biāo)是應(yīng)用現(xiàn)代管理思想，計(jì)算機(jī)，智能化管理手段，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程燃料管理智能化。它能夠?yàn)殡姀S燃煤管理提供科學(xué)的決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)燃煤經(jīng)濟(jì)配燒，降低燃煤成本，消除人為因素，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：低熱值煤；燃料智能化管理；解決方案

我國(guó)是煤炭消耗與生產(chǎn)大國(guó)。在生產(chǎn)大量煤炭的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的具有較低熱值的煤，例如煤矸石、煤泥、洗中煤等[1]。這些低熱值煤雖然堆存量較大，但利用率較低。因此如何實(shí)現(xiàn)低熱值煤高效利用是燃料智能化管理與控制過(guò)程所要面臨的重要課題。

1 低熱值煤發(fā)電中存在的問(wèn)題

由于煤矸石等低熱值煤的熱值偏低、灰分高、富含硫分、硬度高，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的運(yùn)送，這就導(dǎo)致了裝機(jī)容量和選址位置受到很大的限制。此外選擇燃燒低熱值煤的電廠往往地處偏遠(yuǎn)，電力需要遠(yuǎn)距離的輸送上網(wǎng)輸電困難。

目前，循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電技術(shù)是實(shí)現(xiàn)低熱值煤發(fā)電的主選方式，不僅環(huán)保，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)具備了其他爐型不具備的優(yōu)勢(shì)。但是，這種發(fā)電方式下鍋爐受熱面磨損比較嚴(yán)重、出渣設(shè)備容易出現(xiàn)故障、燃料破碎能力不足、主要輔機(jī)設(shè)備質(zhì)量可靠性差、廠用電率相對(duì)不高。

2 燃料智能化管理與控制技術(shù)

火電廠中燃料是保證電廠安全生產(chǎn)的主要內(nèi)容，是發(fā)電廠最大的可變成本，也是火電廠經(jīng)營(yíng)的最大風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)燃料全過(guò)程的合理、高效的管控有助于電廠降低燃料成本，可以顯著的提高電廠的利潤(rùn)收益。因此智能化管控被廣泛應(yīng)用到電廠燃料全過(guò)程管理當(dāng)中。燃料智能化管理模式流程環(huán)節(jié)較多，人為因素不可忽略。燃料數(shù)據(jù)真實(shí)有效是整個(gè)燃煤管理過(guò)程中的核心，牢牢把控住這個(gè)核心才能科學(xué)摻燒和經(jīng)濟(jì)采購(gòu)，進(jìn)而有利于降低勞動(dòng)強(qiáng)度。最終實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)效率和經(jīng)濟(jì)效益的提高，增加發(fā)電企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

智能化的燃料管理系統(tǒng)主要有五大目標(biāo)：一是入廠煤計(jì)量過(guò)程自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)入廠煤計(jì)量的車號(hào)、礦別、稱重、回空等信息自動(dòng)生成。二是采制過(guò)程自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)采樣方案自動(dòng)確定并執(zhí)行，制備煤樣自動(dòng)封裝，最終實(shí)現(xiàn)采樣制樣一體化運(yùn)行。三是化驗(yàn)管理網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)化驗(yàn)儀器聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，化驗(yàn)過(guò)程在線監(jiān)控，化驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)生成。保證化驗(yàn)過(guò)程不受外部因素的影響，減少人為的錯(cuò)誤。四是煤場(chǎng)管理數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)不同煤種分堆分層存放，進(jìn)耗存數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)掌控，量質(zhì)價(jià)信息動(dòng)態(tài)顯示。五是燃料管理全過(guò)程信息化，這是燃料智能化管理的中樞，通過(guò)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，實(shí)時(shí)管控設(shè)備運(yùn)行，自動(dòng)采集管理數(shù)據(jù)，及時(shí)傳輸管理信息。即如圖1所示的五個(gè)主要環(huán)節(jié)[2]。

3 低熱值煤發(fā)電燃料智能化管控一體化

對(duì)于我國(guó)這種能源消耗大國(guó)，發(fā)展低熱值煤具有三個(gè)重要意義：第一是有利于提高能源資源利用效率；第二是有利于減輕礦區(qū)生態(tài)環(huán)境污染；第三是有利于節(jié)約土地和運(yùn)力資源。但發(fā)展低熱值煤也存在多種制約因素。將燃料智能化管控應(yīng)用于低熱值煤發(fā)電是實(shí)現(xiàn)低熱值煤高效利用的重要課題。低熱值煤發(fā)電燃料智能化管控一體化除了考慮傳統(tǒng)高熱值煤發(fā)電燃料智能化管控主要內(nèi)容外，還要將以下兩點(diǎn)整合進(jìn)入到智能化管控模塊當(dāng)中。

（1）低熱值煤電廠的選址的經(jīng)濟(jì)性計(jì)算。綜合考慮各地條件和限制因素，應(yīng)優(yōu)先布局在煤炭調(diào)出礦區(qū)和原煤熱值不高、矸石含量高的礦區(qū)，如內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾礦區(qū)、萬(wàn)利礦區(qū)，可考慮此類發(fā)電項(xiàng)目。

（2）鍋爐安全參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息。對(duì)于適合燃燒低熱值煤的循環(huán)流化床鍋爐，由于受熱面磨損、出渣設(shè)備故障等會(huì)影響鍋爐安全運(yùn)行，嚴(yán)重影響電廠效率，因此實(shí)時(shí)檢測(cè)鍋爐四管的安全運(yùn)行有利于降低電廠運(yùn)行成本[3]。低熱值煤發(fā)電燃料智能化管控一體化的主要內(nèi)容可以用圖2表示。

4 結(jié)束語(yǔ)

低熱值煤發(fā)電可以提高能源資源利用效率并且能夠減輕礦區(qū)生態(tài)環(huán)境污染。如何合理的將低熱值煤與燃料智能化管理相結(jié)合是實(shí)現(xiàn)低熱值煤高效利用的關(guān)鍵所在。在解決低熱值煤發(fā)電主要技術(shù)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，與傳統(tǒng)的燃煤智能化管控方法相結(jié)合，是解決低熱值煤發(fā)電燃料智能化管控一體化的有效途徑。

參考文獻(xiàn)

[1]柳勇，吳家文，廖幫貴.淺談低熱值煤的利用方法[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2015，7（24）.

[2]成剛，陸茂榮，何亮.火電企業(yè)燃料智能化管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].煤質(zhì)技術(shù)，2015（2）：42-45.

[3]鄭均笛.低熱值煤發(fā)電項(xiàng)目燃料論證存在的問(wèn)題和建議[J].煤炭加工與綜合利用，2015（1）：61-64.

作者簡(jiǎn)介：張媛媛，工程師，工學(xué)碩士，專業(yè)控制理論與控制應(yīng)用，清潔燃燒研究。