燃料智能化全過程管控系統(tǒng)在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用

張健

摘 要：截止2017年底，我國火電廠發(fā)電量占全國總發(fā)電量74%左右，而火電廠燃料費(fèi)用占發(fā)電成本的70%左右，目前電煤價(jià)格逼近歷史高點(diǎn)。隨著燃料成本上漲和"競價(jià)上網(wǎng)"供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的深入，電力市場供求狀況的變化給火電廠的成本競爭帶來了巨大挑戰(zhàn)。在眾多煤炭企業(yè)扭虧為盈的時(shí)候電力企業(yè)出現(xiàn)了利潤極速下滑甚至虧損現(xiàn)象。在如今煤價(jià)再度高起而企業(yè)經(jīng)營面臨虧損的情況下如何做到燃煤精細(xì)化管理，最大限度降低燃料成本對每一座燃煤火力發(fā)電廠就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：智能化 全過程 燃料 火電廠

0引言

為適應(yīng)市場，火力發(fā)電企業(yè)在保證環(huán)保、設(shè)備和人身安全的前提下，降低燃料成本，已經(jīng)不再使用單一設(shè)計(jì)煤種，而是在燃煤摻配方面和優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方面挖掘節(jié)能潛力，最大限度降低燃料成本。如何降低成本追求利潤的最大化是企業(yè)的主要目標(biāo)，針對管理內(nèi)控方面，采用智能化的體系與燃燒優(yōu)化、配煤摻燒等智能化管控方式降低煤耗，在構(gòu)建節(jié)能環(huán)保型的綠色發(fā)電企業(yè)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)企業(yè)的降本增效。

1.目前行業(yè)燃料管控現(xiàn)狀

火電廠燃料管理包括燃煤運(yùn)輸、煤場儲(chǔ)存、燃煤摻燒等環(huán)節(jié)， 長期以來燃料管理效率低下， 傳統(tǒng)的調(diào)煤、運(yùn)煤、計(jì)量、采樣為人工操作，管理漏洞增加、效率低下、產(chǎn)生人工成本。燃煤摻配方式由鏟車在煤場摻配，經(jīng)常出現(xiàn)運(yùn)煤車輛排隊(duì)堵塞、計(jì)量不準(zhǔn)確、燃煤摻配不均和煤質(zhì)不均，造成鍋爐出力下降、熱損失增加、燃燒不穩(wěn)定、可調(diào)節(jié)性差，導(dǎo)致企業(yè)燃煤費(fèi)用和發(fā)電成本增加。為了保障機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，智能化配煤與精準(zhǔn)上煤是當(dāng)前火電廠穩(wěn)定煤質(zhì)的最安全和最經(jīng)濟(jì)的方法，通過查閱相關(guān)資料數(shù)據(jù)，了解近年來，雖然很多火電廠，尤其是南方內(nèi)陸省份電廠，由于煤源媒質(zhì)不穩(wěn)定，便希望通過對鍋爐設(shè)備大力改造而取得穩(wěn)定效果，如調(diào)整燃燒、改造燃燒設(shè)備和系統(tǒng)、采用新型燃燒器等措施，雖取得了一定的效果，但并未從根本上解決問題，因?yàn)楦脑旌螅嘿|(zhì)的變化又會(huì)帶來相關(guān)的不同問題；因此通過在燃料進(jìn)入爐膛前將不同煤種依據(jù)—定的原則按一定的比例進(jìn)行混配，形成配煤摻燒，來滿足鍋爐運(yùn)行的各種具體要求是較為科學(xué)和長久的辦法。這和當(dāng)前我們國家提出建立資源節(jié)約型企業(yè)是相吻合的

2.燃料智能化管控系統(tǒng)的組成

燃料智能化管控系統(tǒng)是綜合運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營管理技術(shù)和方法，在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的支撐下，搭建了發(fā)電企業(yè)的燃料管理信息系統(tǒng)及綜合查詢服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了燃料管理信息系統(tǒng)與外部有關(guān)系統(tǒng)的信息自動(dòng)轉(zhuǎn)換，建立了一個(gè)安全、可靠、高度開放的管理信息系統(tǒng)。具備燃料進(jìn)廠過衡檢斤、質(zhì)量檢驗(yàn)、審核校對、自動(dòng)結(jié)算、統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理、煤場煤罐管理、實(shí)時(shí)指標(biāo)計(jì)算、自動(dòng)考核、綜合查詢等功能。實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部燃料管理的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。通過企業(yè)內(nèi)部與其他系統(tǒng)之間的橫向集成，建立了一套安全、可靠、開放、先進(jìn)、業(yè)務(wù)管理科學(xué)化、規(guī)范化的燃料管理信息系統(tǒng)。而智能化管控系統(tǒng)與精準(zhǔn)配煤摻燒技術(shù)的應(yīng)用，將從優(yōu)化燃料科學(xué)智能調(diào)運(yùn)、驗(yàn)收、堆煤、取煤、配煤、無人數(shù)字化計(jì)量等各個(gè)環(huán)節(jié)入手，實(shí)現(xiàn)各個(gè)生產(chǎn)鏈智能化科學(xué)應(yīng)用，取得環(huán)保指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 、安全指標(biāo)的協(xié)同優(yōu)化。智能化管控系統(tǒng)與精準(zhǔn)配煤摻燒技術(shù)可解決原來燃煤的粗放式管理，實(shí)現(xiàn)智能化的燃料過程管理，該系統(tǒng)主要由下面三個(gè)系統(tǒng)組成：

1）全數(shù)字智能無人稱重系統(tǒng)主要由全方位紅外攝像頭監(jiān)控，智能語音提示系統(tǒng)，倒閘防撞系統(tǒng)等組成。

2）GPS+云網(wǎng)絡(luò)智能運(yùn)輸管理平臺(tái)，主要由車輛終端GPS、手持式讀寫器（PDA）、RFID讀寫器、進(jìn)出廠天線、服務(wù)器等部分組成。

3）精準(zhǔn)配煤摻燒技術(shù)通過對燃煤進(jìn)行分類、分倉、分時(shí)段配煤的方式，可以根據(jù)鍋爐燃燒需要對燃煤做出實(shí)時(shí)調(diào)整，優(yōu)化配比方案。

3. 智能化管控系統(tǒng)應(yīng)用

根據(jù)我公司300MW亞臨界CFB鍋爐特性及煤種結(jié)構(gòu)，可利用利用皮帶稱重、程控調(diào)頻以及鍋爐負(fù)荷指令智能分析系統(tǒng)，有針對性的實(shí)施智能化分類、分倉配煤，鈣硫摻燒，實(shí)現(xiàn)智能精準(zhǔn)摻燒技術(shù)，通過全數(shù)字智能無人稱重系統(tǒng)、GPS+云網(wǎng)絡(luò)智能運(yùn)輸管理平臺(tái)和精準(zhǔn)燃煤摻配三個(gè)模塊，把燃料過程管理、燃煤摻配管理及數(shù)字化煤場管理進(jìn)行整合，形成一套燃料智能化管理體系。具體實(shí)現(xiàn)過程舉例：當(dāng)煤廠料位偏低時(shí)，安裝有終端GPS運(yùn)網(wǎng)絡(luò)智能設(shè)備的運(yùn)煤車，會(huì)收到一個(gè)派車指令，司機(jī)根據(jù)指令去指定煤礦裝煤，裝好煤后根據(jù)GPS軌跡到電廠駛過數(shù)字化無人稱重平臺(tái)，稱重平臺(tái)自動(dòng)識(shí)別車號，準(zhǔn)確計(jì)量記錄后，根據(jù)指令到將煤卸到Gps軌跡指定位置堆放，運(yùn)行監(jiān)盤人員遠(yuǎn)程指令A(yù)、B活化給料器、斗輪機(jī)分別給四個(gè)煤倉上不同噸位，不同發(fā)熱量煤種。假設(shè)根據(jù)省調(diào)指令，機(jī)組需要由15萬負(fù)荷加到30萬負(fù)荷，根據(jù)30萬負(fù)荷指令服務(wù)器安裝的精準(zhǔn)配煤模塊會(huì)自動(dòng)計(jì)算出四個(gè)煤倉的最佳燃燒配比，并自動(dòng)將指令發(fā)送給四個(gè)給煤機(jī)出力調(diào)頻模塊，每臺(tái)給煤機(jī)根據(jù)指令頻率對鍋爐進(jìn)行給煤。這種方式在煤質(zhì)出現(xiàn)異常波動(dòng)時(shí)可以通過及時(shí)調(diào)整皮帶頻率和煤倉給煤機(jī)出力的方式給予燃燒調(diào)整，能夠及時(shí)避免摻配不均和煤質(zhì)不均的問題，靈活可靠，提高了機(jī)組安全環(huán)保運(yùn)行的穩(wěn)定性，可最大限度的降低生產(chǎn)成本，發(fā)揮機(jī)組潛能。

4. 系統(tǒng)投入后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

預(yù)計(jì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)回報(bào)如下：

1）智能化調(diào)煤、計(jì)量、配煤節(jié)省人工費(fèi)用：節(jié)約人員4人，按日平均工資175元計(jì)算，預(yù)計(jì)可節(jié)約年工資25萬元。

2）加大摻燒劣質(zhì)煤比例增加產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益 ：按分倉精準(zhǔn)配煤后，保守估算每年節(jié)約原煤1萬噸，多消耗劣質(zhì)煤2.5萬噸，按當(dāng)前煤價(jià)計(jì)算1萬×351元-2.5萬×120元=51萬元，全年預(yù)計(jì)可節(jié)約成本51萬元。

3）降低尿素石灰石生產(chǎn)成本：通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，每萬度電節(jié)約石灰石粉4.1Kg 按年發(fā)電量30億，可節(jié)約成本21萬元。

預(yù)計(jì)全年共計(jì)節(jié)約費(fèi)用合計(jì)約97萬元。環(huán)保數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)率有顯著提升，因負(fù)荷突增，環(huán)保數(shù)據(jù)可調(diào)整性差，利用分倉精準(zhǔn)上煤技術(shù)，鈣硫摻燒提高脫硫效率，得以可控調(diào)整

5.總結(jié)

該項(xiàng)目的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)燃煤智能調(diào)運(yùn)，快速、準(zhǔn)確的稱重計(jì)量，精準(zhǔn)燃煤摻配時(shí)根據(jù)燃煤熱值、硫份和價(jià)格三個(gè)因素對燃煤進(jìn)行分類、分倉、分時(shí)段配煤方式，實(shí)現(xiàn)其能優(yōu)良的快速響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷變化引起環(huán)保數(shù)據(jù)的可控運(yùn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)其達(dá)標(biāo)超低排放。整個(gè)流程形成一套比較完善的燃煤智能管控系統(tǒng)，提高了機(jī)組性能，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

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