电力行业燃料智能化管控系统应用研究

摘要：燃煤电力行业是技术、装备和资产密集型的产业，也是节能减排的重点领域。燃料管理系统可以促进传统电力行业与信息化深度融合，以智能化和绿色化保障能源电力的生产、供应和消费，提高安全性、可靠性、经济性与环保性。

燃煤电厂超超临界发电机组需要更高的燃料管理水平

随着技术的进步，燃煤电厂发电机组进入了超超临界时代，主机系统及辅机系统、设备性能及电厂管理都达到一个相当高的水平，其增效、节能、减排的潜力已经逐渐凸显。不同煤碳的燃烧特性、结渣特性等都存在一定的甚至较大的差异。

在安全方面，锅炉运行人员能否及时甚至提前了解入炉煤变化而对锅炉进行及时运行调整具有重要价值;在环保方面，粉尘、硫氮氧化物排放等环保指标也都和煤质及相应的燃烧方式紧密相关;在节能降本方面，不同煤质将影响锅炉效率、煤耗水平，燃煤成本占整个发电成本的60%以上，不同的煤质的采购成本和使用成本各不相同，不同的配烧方式同样也影响到燃料的采购和使用，因此燃煤对电厂的经济性非常重要。

目前绝大多数燃煤电厂中，相对主机和辅机系统，燃料管理水平还比较落后，具有很大的提升和挖潜空间，因此，提高燃料管理水平是当前电厂管理的重中之重。

系统由设备、平台及应用设备组成，实现燃料全生命周期管理

燃料智能化管控系统平台由设备层、平台层、应用层三部分组成。设备层包含各类现场燃料生产设备，为燃料生产提供汽车无人值守、全自动采样、全自动制样、样品管理、样品传输、样品化验、煤场堆取料等各种自动化业务处理设备;平台层通过设备驱动接入设备，将设备接口进行抽象统一，为上层应用提供一致的API，同时为应用提供基础服务，例如队列服务、存储服务、日志服务、通知服务等;应用层为根据电厂实际业务需求，基于平台开发的各类业务应用，例如入厂汽车管控应用、集中管控应用、样品存查管理应用、配煤掺烧应用等。

　　图1 燃料智能化管控系统平台构架

燃料管控系统依托“采制化”，向智能化分析决策发展

目前国内大部分燃煤的燃料管理系统单从技术来看，基本上都局限于进行单纯的燃料管理和统计，其主要功能为燃料的“来、耗、存”、“检量、检质、结算”及煤耗等数据录入、统计报表生成及简单的成本分析。不同煤种对锅炉运行经济性、安全性的影响都没有充分涉及，更不存在对燃料管理部门、燃料操作部门、燃料使用部门的计划、购煤、上煤、燃煤等进行实时智能化指导。另外，大部分火力发电企业从燃料入厂、采制化、堆场、输送到入炉，各系统(设备)相互独立，数据无法实现全区共享，生产设备性能状态得不到有效监管，最终导致企业内不同部门间无法实现工作的无缝对接，因此也无法对锅炉运行的经济性和安全性进行分析、预测和指导运行。

三大子系统保障入炉煤炭煤质数据即时精确，提高燃煤效率

燃料智能化管控系统提高了煤质数据的即时性与精确性，主要体现在智能自动化采制样子系统、燃料全生命周期管理子系统和智能配煤掺烧子系统上，其中，智能自动化采制样子系统保证入炉煤数据精准度，提高能源利用效率。系统结合工业互联网技术手段，采取多种策略和举措，把相对分散的设备、业务，按流程统一起来，建立统一的标准化业务管控体系，通过实现设备智能化、过程自动化、管理信息化，来加强对燃料生产过程的监控与协同，实现生产现代化，提高燃料管理水平的总体目标。通过燃料管控系统控制及协调，与上级公司相关信息系统集成，及时、准确的将生产、经营数据上传到上级公司，保证燃料系统采、制、化工作自动有序进行，减少人为干涉。通过自动控制、操作采样机、制样机等验收设备，且设备工作流程不能随意修改，减少人工操作的项目、频次，提高工作效率，减少人为影响;降低人力成本、提高管理效率和管理质量。

燃料全生命周期管理子系统信息集成化，优化能源管理、提高生产效率。利用现代管理理念对电厂燃煤的管理流程进行规范化，从一定程度上克服了人工管理效率低、统计汇总难度大、信息流动慢的缺点，是发电企业燃料管理信息化的发展趋势。通过现场数据实时采集和系统自动计算分析，及时掌握入厂、入炉、库存煤的数量、质量、价格，准确核算燃料量、质、价相关指标，做到数据真实、及时准确，避免了燃料贪腐行为的出现，有效指导锅炉系统燃烧，大幅度提高了电厂的燃料信息化管理水平。燃料智能化管控系统综合应用机械化、自动化和信息化技术，将入厂煤管理、入炉煤管理、煤化验管理、合同管理及燃料结算管理等环节纳入管理规范化、工作标准化、信息集成化、过程可视化的燃料智能化管控中心。实现在管控中心对电厂燃料流转全过程(采、制、化、供、耗、存)进行全闭环集中管控。达到了燃料验收自动化和智能化程度，减少人为干预，提升风险防范水平，提高了工作效率，达到了增加效益的目的。

智能配煤掺烧子系统依据实时煤质数据，精准掺配，提高燃煤效率。配煤掺烧系统可根据煤场当前存煤情况，在保证锅炉稳定燃烧的前提下，进行成本最优、环保最佳的掺配方案计算，形成成本优化配比排序表。用户可以手工调整原始配方或执行调整后得到的各煤种的掺配参数，重新进行计算与比较，得到实用掺配方案。由于配煤掺烧根据电厂用煤不同、煤炭价格不同，提高燃料的能源利用率也不尽相同，我们从服务客户中选取三组样本来综合分析系统节能效果。

小结

燃煤电力行业是节能减排的重点领域，燃料智能化管控系统由设备层、平台层、应用层三部分组成，应用层主要核心子系统由智能自动化采制样系统、燃料全生命周期管理系统和配煤掺烧系统构成，增强燃料煤数据的时效性及精确性，提高燃料煤的燃效效率，促进传统电力行业与信息化深度融合。