配煤摻燒系統智能化升級改造

龐有璽

摘要：本公司通過對配煤摻燒系統進行智能化升級改造，使配煤摻燒工作趨于更加科學化、高效化、精準化，為公司降控燃料成本，提高配經濟效益發揮了重要的作用。

關鍵詞：配煤摻燒系統;精準;科學;智能;經濟效益

引言：配煤摻燒技術是一項通過將兩種或多種煤質的煤進行摻混燃燒的技術，這項技術既能減少燃用劣質品種的煤造成的鍋爐事故，又能提高鍋爐排放表現，滿足排放法規的要求[1]。火電企業為降低燃料成本，在滿足鍋爐穩燃運行和達標排放的前提下，綜合考慮經濟性，采用主燒煤種與低熱值或高硫的劣質煤種進行混配摻燒，盡可能獲得最大的經濟效益。由于燃煤價格受政策、市場影響波動大，火電企業不可能完全掌握燃煤的價格趨勢，因而探索、研究出一套智能化的配煤摻燒系統，從主關方面進行深入配煤摻燒對降低發電成本顯得尤為重要。

一、配煤摻燒系統智能化升級背景

起初本公司通過建設“煤場管理信息系統”，實現了煤場圖形化、表格化管理與應用，可實時了解卸船煤種、煤質、煤量等動態信息，相對傳統紙質臺賬的管理方式，系統的應用提高了煤場管理的時效性和信息化水平，對于加強廠內燃料調度管理發揮了作用。

隨后在“煤場管理信息系統”的基礎上補充開發了“配煤摻燒決策支持模塊”，解決了配煤摻燒方案的生成與執行的實時流程化管理，可較為清晰的掌握機組帶負荷能力，應對負荷變化的能力有了較大提高，系統的應用在降低燃料成本方面發揮了一定作用，但精準化、科學化與智能化程度有限，需要進行進一步升級改造。

二、配煤摻燒系統智能化升級的必要性

1、在燃煤價格受客觀因素影響的情況下，通過提高配煤摻燒系統科學化、智能化程度高，實現更大的經濟效益。

2、原有系統需要大量的人工干預，智能化程度有限，難以滿足快速、精準、分時配煤摻燒的需求。

3、隨著大數據與人工智能等先進技術理念的不斷發展，實現配煤摻燒智能化的外部條件逐漸具備。

4、上級公司對配煤摻燒工作提出了更高的目標和要求。

三、配煤摻燒系統智能化升級內容及成效

1、數字化煤場的優化與集成

將煤場管理、接卸煤管理、配煤摻燒方案制定、方案執行、運行監控、數據統計和監督評價固化到系統中，采用各環節一體化管理，實時在線顯示，各執行環節密切聯系，提升了煤場管理及配煤摻燒管理模塊功能，提高了配煤摻燒過程的分時、精確和靈活管控水平。

2、分時精準配煤模塊

1）數據集成：通過與SIS系統、燃料三大項目系統等進行接口，自動實時獲取配煤摻燒業務流相關信息，包括含接卸、檢斤檢質、堆煤、配煤、上煤、制粉、燃燒、脫硫脫硝、除灰除渣等系統設備。

2）開放規則庫：將大量的摻燒試驗取得的不同環境溫度、不同負荷、不同煤質條件下機組安全性、經濟性、環保指標特性數據，不同工況條件下入爐煤熱值、硫份、灰分、灰熔點等煤質數據控制邊界條件，形成各機組各種工況下最經濟的經驗規則庫，作為配煤摻燒建模的基礎。通過建立開放的經驗規則庫，將目前由配煤摻燒專責、鍋爐、脫硫、輸煤除塵專業共同制定摻配方案的經驗標準等條件數字化、規則化、智能化。

3）系統建模

采用多種數學方法建立計算模型，在現實混煤特性預測的基礎上對摻配目標進行多維自動尋優計算，智能化生成滿足機組運行要求的最優配煤方案。

4）方案生成

根據負荷預測，結合輸煤系統、制粉系統及脫硫環保系統等影響配煤摻燒設備的可用狀態，綜合考慮煤場存煤結構的變化、高揮發份煤種存儲周期的控制、煤堆發熱監測情況和接卸煤對取煤方式的影響等因素，依據各機組不同工況下最經濟的配煤摻燒試驗數據，即不同季節、不同負荷入爐煤熱值、硫份、灰分、灰熔點溫度等煤質控制邊界條件，按照預測的各機組負荷的低谷、平峰、高峰時段變化，確定次日的分時段配煤摻燒方案。方案審核過程中，若出現無法滿足機組安全、環保、經濟和帶負荷要求時，可依據最新的調度負荷計劃和機組實際運行情況進行修正，重新制定摻燒方案。

5）方案的執行與優化

系統依據轉入執行狀態的方案，結合是否有卸煤作業、卸煤速率的控制、斗輪機走位時間、清煤場、輸煤電率控制等具體影響因素，安排輸煤設備運行方式，利用配煤摻燒管理系統煤倉煤質、煤位實時監控數據，以及給煤機給煤量變化，控制各煤倉加倉煤量及方案變更時間，確保煤倉煤種變化符合分時段摻燒方案。

6）運行控制與優化

各機組運行人員，通過配煤摻燒管理系統實時掌握本機組正在執行摻燒方案，依據配煤摻燒煤倉煤種、煤位實時監控數據，監控本機組各煤倉煤種、煤質變化情況，并按照機組負荷出力、環保指標控制要求，及時調整制粉系統、脫硫、除塵系統等運行方式;并遵循在滿足機組帶負荷能力前提下，優先燃用劣質煤的制粉系統運行、優先增加劣質煤制粉系統出力的原則，實現經濟煤種摻燒量最大化的目的;同時，運行人員可通過總煤量與負荷的對應關系、磨煤機出口溫度的變化、積灰排渣結焦情況、脫硫脫硝等參數的變化，反向判斷入爐煤種與方案的一致性。

方案執行過程中，若出現調度臨時修改負荷計劃曲線或設備異常狀況，無法滿足機組安全、環保、經濟和帶負荷要求時，可依據最新的調度負荷計劃和機組實際運行情況進行修正，重新生成制定摻燒方案。

7）專業監督及技術支持

專業技術人員對配煤方案的實施、技術措施的執行進行日常監督和在線監督，跟蹤配煤摻燒過程易發的環保指標異常、積灰結焦、汽溫偏差、調節遲緩、水冷壁高溫腐蝕、燃燒器安全、經濟性影響等技術問題，及時分析原因，提出風險提示，并優化技術措施、指導運行調整優化或提出設備治理、改造方案。

3、配煤摻燒全過程、實時監測與指導

集中展示機組指標監測與統計運算、原煤倉存煤監測、負荷能力預測、環保安全指標預測、設備異常報警等，在摻燒過程運行控制及設備狀況發生偏差、異常，未達到機組帶負荷及安全、環保、經濟最佳運行工況時，系統能依據經驗規則庫及歷史建模數據，及時給出提示和優化建議，指導運行及時調整和應對處置。

4、燃料采購指導

將目前實際執行的燃料采購計劃的制定、調整工作機制固化到系統中，實現燃料采購的信息化管理，達到更加科學、合理和便捷應用。

根據月度調度電量計劃、機組開機方式初步預測運行機組負荷率，綜合考慮煤場庫存量、存煤結構、影響配煤摻燒的輸煤、制粉、脫硫等主要輔機設備運行狀況及檢修計劃，進口煤檢驗通關周期，煤炭市場價格變化，不同季節高揮發份煤種存量及存儲周期的控制等因素，在滿足機組帶負荷能力、環保指標可控、燃煤庫存合理前提下，以最大限度的降控煤價為目標，確定月度燃煤量、質采購計劃及供煤船期。

依據實際電量完成情況與計劃電量的偏差、開停機方式的變化、影響配煤摻燒設備的運行狀況變化、燃煤庫存及存煤結構與計劃的偏差，系統能夠對采購計劃和后續供煤船期給出修正建議，控制合理的燃煤庫存總量和存煤結構，滿足配煤摻燒的需要。

四、結語

通過對配煤摻燒系統進行智能化升級，實現了精細配煤、精益管理的閉環工作管理;建立了開放的摻配經驗規則庫，持續將人工經驗和試驗數據規則化應用;實現了分時、精準配煤與加倉，提高加倉的靈活性，以最經濟的配煤與摻燒快速響應負荷調度;實現了指導燃料采購的信息化管理;實現了基于“配煤摻燒獎勵管理辦法”實現評價、考核與獎勵機制的實時在線運行;通過智能化配煤摻燒系統的輔助管理，公司2020年經濟煤摻燒比例完成71%，進口印尼褐煤摻燒比例完成29%，實現經濟效益數億元。

參考文獻：

1.谷增義 .基于配煤摻燒的煤場數字化管理系統[B] .應用能源技術.1009—3230（2018）01—0015—04