燃料智能化管理系统——智能配煤掺烧系统(发电企业必备)资料讲解

火电厂煤质掺配概述发布时间：2021-12-15T06:59:02.672Z 来源：《科技新时代》2021年10期作者：邱国铭[导读] 我国是世界上能源结构以煤炭为主的少数国家之一，煤炭生产和消费均位居世界第一。

在全国煤炭消费总量中，电煤占到50%以上的比例，并且在相当长的一段时期内，我国的能源结构仍将以火力发电为主。

沈阳金山能源股份有限公司, 沈阳市 110006摘要在发电企业整体的生产成本构成中，燃料成本占据了一半以上的比例。

但随着燃煤市场尤其是来动力煤领域的发展一直处于高位运行状态，而发电企业又需要大量的燃煤原材料，由此也就间接的增加了发电企业的生产经营成本，在此背景下，企业对燃料的精细化管理就显得尤为重要。

本文就探讨了发电企业燃料管理的部分问题。

关键词：煤质掺配1.1 研究背景与意义我国是世界上能源结构以煤炭为主的少数国家之一，煤炭生产和消费均位居世界第一。

在全国煤炭消费总量中，电煤占到50%以上的比例，并且在相当长的一段时期内，我国的能源结构仍将以火力发电为主。

随着全国碳市场的启动，发电行业以巨大的排放体量，是目前唯一纳入全国碳市场的重点排放行业，即将执行履约义务。

火力发电作为碳排放的大户，在国家达峰中和的政策下，也更加注重节能降碳。

今年在东北地区出现了供电紧张问题，在新能源供电稳定性问题无法解决的情况下，火力发电还将承担重要的供电任务。

火力发电燃料成本巨高不下，各个发电企业越来越重视对燃料采购、入厂、输送、掺配全流程的精细化管理。

各个电厂由于设备水平及管理水平的差异，在燃料管理上差异较大，但都存在一定的问题。

1.2 项目背景某电厂一期工程安装4台300MW机组，二期工程安装2台600MW机组。

年耗煤量约650万吨。

共两个露天煤厂、一个圆形储煤场、一个临时煤厂。

二号煤场实际储量5.2万吨，采取分区分煤种分热值存放，三号煤场实际储量7.5万吨，采取分区分煤种分热值存放，圆形储煤场实际储量15万吨，采取分区分煤种分热值存放；临时煤场储量20万吨，采取分区分热值存放。

实现配煤掺烧的意义和目的：众所周知，火力发电厂锅炉选型有相对应的设计煤种。

当煤质超出设定适应范围，将会给锅炉的安全、经济性带来很大的影响，主要的体现在：（1）锅炉出力下降；(2)锅炉热损失增加，效率降低；（3）燃烧不稳定，甚至熄火，燃尽程度差；(4)锅炉炉膛结渣、受热面超温、腐蚀、磨损和增加大气污染；(5)燃料费用和发电成本增加。

在实际工作当中中，由于煤质变化大而导致锅炉炉膛结焦、超温、爆管、灭火等问题较为突出。

为了保障机组安全经济运行，配煤掺烧应当是当前火电厂稳定煤质的最安全和最经济的方法，通过查阅相关资料数据，了解近年来，虽然很多火电厂，尤其是南方内陆省份电厂，由于煤源媒质不稳定，便希望通过对锅炉设备大力改造而取得稳定效果，如调整燃烧、改造燃烧设备和系统、采用新型燃烧器等措施，虽取得了一定的效果，但并未从根本上解决问题，因为改造后，煤质的变化又会带来相关的不同问题；这是中国的国情；因此通过在煤粉进入炉膛前将不同煤种依据—定的原则按一定的比例进行混配，形成配煤掺烧，来满足锅炉运行的各种具体要求是较为科学和长久的办法。

这和当前我们国家提出建立节约型企业是相吻合的；在实际工作当中我们通过配煤掺烧可以实现以下目的：1、确保燃煤质量的均衡化，稳定入炉煤与入厂煤热差值，对入炉煤的媒质更好的进行稳定调控：2、调节燃煤的品质：(1)调节灰分；(2)调节硫分；(3)调节发热量；(4)调节挥发分3、另外，配煤掺烧还有如下作用：(1)提高劣质煤的利用率，降低燃料成本，减少发电成本。

(2)减少污染排放。

(3)可通过配煤来改变煤质加以解决和改善锅炉受热面结渣、腐蚀、磨损等问题。

(4)扩大购煤主动权，拓宽煤源管道，使锅炉对媒质范围有更宽的选择，使我公司不再完全依赖于某一种或—类煤。

象我公司目前1200MW装机容量火电企业，70％～80％的发电成本用来买煤，如果通过合理的将不同类、不同性质的煤种按照一定比例进行配煤，在保证机组安全运行条件下，平均下来，可以使煤价降至最低，设想一下我公司按当前装机容量每年消耗360万T煤，若通过配煤掺烧，使每吨标煤价格降低1％，则每年可节约600万元以上。

无人值守汽车采样在燃料智能化系统中的应用摘要：随着火电厂对燃料的重视，为了更为有效地控制燃料成本、规范电厂燃料管理，燃料智能化管理系统开发与应用被广泛关注。

燃料智能化管理系统的建设，是燃煤设备与信息技术有效融合的集成创新，能够适应燃料技术发展趋势、不断提高各集团电厂燃料管理水平，本文就智能化入厂自动识别系统的应用现状及故障处理展开了论述。

关键词：燃料；智能化；管理；无人值守；1.引言火电厂运行成本主要来源于燃料支出成本．其占比约为70%。

燃料管理是火力发电企业控制成本，增强效益的有效方式。

为了更为有效地控制燃料成本、规范电厂燃料管理，燃料智能化管理系统开发与应用被广泛关注。

通过对火电厂燃料智能化管理系统技术分析，加强智能化系统的研究，可以在根本上推动火电厂的智能化发展。

在进行燃料管理智能化系统的应用过程中，发现一系列的问题，综合火电厂燃料采制的实际需求，对其进行合理优化，保障火电厂燃料管理智能化系统运维的稳定可靠性。

2智能化系统现状某公司成立于2004年，现役装机容量2×630MW。

智能化系统初期于2014年6月改造，实现汽车无人值守。

二期与2015年12月改造，实现全自动制样功能。

三期于2018年8月改造，实现汽车无人值守，汽车采样机在线制样，火车采样机在线制样功能。

目前，该公司安装有火车入厂煤皮带采样装置、汽车煤机械采样装置、全自动制样机、智能存样柜、气动传输装置、汽车衡、轨道衡等采制计设备，实现自动采样、制样、计量等相关数据的自动生成。

3.智能化系统改造目的随着智能化系统无人值守汽车采样设备的运行，汽车采样设备整体联调暴露出一系列问题。

如：汽车采样机采样时间长，（平均采样12分钟/车，每小时采样5车，按单日连续工作10小时计算，理想采样车数每日50辆）；采样头频繁采拉筋（平均3车一次）；卸料不准，丢失较多煤样（5kg）；采样量不稳定，批煤采样量波动值在6kg-130kg之间跳变；称重扫码环节时间较长。

关于AI在智能煤场的研究和应用摘要：在燃煤发电厂经营成本中，燃料费用占60-70%的比例。

目前，燃煤在接卸、输送、存储、掺配过程中，自动化程度不高，计量、分析技术、数据共享等方面存在不足，电厂燃料管理水平相对较低，且电子秤、采制样、斗轮机等系统相互独立，数据无法实现全区共享，难以实现管控一体化。

本论文通过信息、AI、控制和测量等技术的整合应用，构成具有智能感知能力、智能预测、智能决策、智能调度和自我诊断的全自动输储煤智能生产线及智能管控平台，以更经济、更高效的方式实现燃煤最优存储和输送，并为燃煤掺烧提供决策依据。

关键词：智能煤场；AI；机器人1 智能煤场的系统构成1.1 电厂智能生产线利用现场总线、物联网、自动控制等技术，提升输煤系统自动化程度，实现皮带恒煤流输送、皮带顺煤流启动、皮带智能启动等功能；综合利用精确卫星定位、激光煤流检测、煤垛检测等多种智能感知、智能检测、智能保护技术以及人工智能技术，将传统斗轮机改造成为大型堆取料机器人；利用信息安全技术，通过智能管控平台，实现输煤皮带、斗轮机、犁煤器、三通挡板等输煤设备的智能调度。

通过改造智能生产线，达到机器换人、节能增效的目的。

1.2 电厂智能管控平台利用现场总线技术、物联网、ESB、AI、数据挖掘以及系统集成等前沿技术，建立了一个统一的燃料管控平台，集成了燃煤从采购到燃烧发电整个过程中原本相互独立的各个系统，包括船运、输煤系统及辅助系统（卸船机、输煤皮带、输煤程控、斗轮堆取料机、采制化、电子皮带秤等），具备智能控制、智能分析、智能再现、智能调度管理等，为燃料运行管控的自动化、智能化提供了全面的、一体化的端到端的完整解决方案。

2 电厂智能煤场中AI的应用本论文阐述了利用利用物联网、互联网、ESB、AI、数据挖掘、系统集成以及智能感知、自动控制等前沿科学与传统技术，建立了一个统一的燃料管控平台，高度集成了燃煤从采购到燃烧发电整个过程中原本相互独立的燃料相关系统，将传统的煤场改造为基于AI的智能煤场。

电厂与智能发电研究方向及关键技术摘要:智慧电厂涉及到多种发展要素，如各项技术的应用等，需要结合电厂的实际发展情况合理运用相关技术，将智能技术的作用最大化，提升电厂控制系统的水平。

本文主要对智慧电厂与智能发电关键技术进行研究，为提升电厂的运行水平提供可靠的帮助。

关键词:智慧电厂;智能发电;关键技术1智慧电厂与智能发电研究方向1.1炉内燃烧智能控制在电厂发展中，锅炉是非常关键的设备，炉内的燃烧直接影响到锅炉的运行效率，更关乎到发电厂的生产水平［1］。

在智慧电厂发展中，对锅炉的燃烧实施智能控制，主要利用先进的智能技术对炉内进行检测，并根据实际情况对其进行合理配置，例如炉内的参数分布、煤粉分配、排放分析等相关参数，不断对其各项参数进行优化，进而实现对炉内的燃烧进行智能控制。

例如将目标预测控制、机理检测技术、燃烧器煤种识别技术等先进技术整合并应用到电厂锅炉燃烧中，实现对炉内燃烧进行控制，提升炉内的燃烧水平，进而提升电厂的生产效率。

1.2实现智能巡查发电厂的运营为人们的生活、生产以及工作带来极大的帮助，而在发电厂运营的过程中可能受到外在或内部因素的影响存在一定的运行隐患，甚至会出现不同程度的运行故障。

面对这种情况，传统人力对发电厂巡查中，经常会忽视一些细节，也无法及时分析出发电厂运营所存在的风险隐患。

而智慧电厂的发展推动了电厂的发展逐渐走向智能化的发展方向，尤其是在巡查方面实现电厂的智能巡查目标［2］。

智能巡查主要是应用先进的技术并结合相关的硬件和软件，实现对电厂进行三维建模，通过三维空间定位的方式实现电厂各类信息的可视化，并将其与巡查机器人相结合，再加上图像识别技术、无线通信技术等技术的应用，不仅可以提升电厂巡查的智能化，同时能够针对电厂生产的各个细节进行巡查，通过各项参数的对比，及时发现电厂运营所存在的隐患以及故障等，并启动警报系统，有效降低风险隐患以及故障对电厂的影响。

1.3电厂燃料信息的智能互动在发电厂运行过程中需要进行各类信息的互动，并根据各项信息的实际情况对电厂整体的运行情况进行调整。

如何做好电厂复杂煤种的配煤掺烧工作摘要：以煤炭为主的化石能源是人类社会发展和生存的根本基础。

通过分析选煤厂配煤掺烧技术现状，针对精煤发热量、配煤掺烧系统存在的问题，提出完善的技术解决方案，实现配煤掺烧技术的升级换代，提出配煤掺烧工作可以降低燃料成本，改善火电厂的运行状况，提高经济效益。

关键词：配煤掺烧燃烧；安全稳定；降低成本随着国家电力体制改革的不断推进，火电厂行业内部竞争不断深化。

高煤价、低利用小时已成为制约火电厂发展的瓶颈。

燃料成本约占火力发电厂成本的70%。

这相当于掌握了电厂的利润指标，在激烈的竞争中取得了优势。

同时，煤炭是一种不可再生能源。

合理利用资源，提高企业经济效益和环境保护，达到降低成本、节约能源的目的。

单一煤种的燃烧已不能满足需求。

在配煤掺烧资源建设方面，合理制定企业配煤掺烧方案，可以降低标准煤单价，保证煤质稳定燃烧，达到排放标准。

近年来，平顶山姚孟发电有限责任公司在多种煤种的精煤配煤掺烧方面取得了显著成绩。

1精煤配煤掺烧燃烧过程中遇到的问题1.1复合煤该公司的煤炭种类复杂，供应商众多。

最多有近10个矿井。

没有可靠稳定的煤源支撑。

主要煤种为原煤（2017年数据为4024千卡/千克，占15.81%），质量较差。

原煤（2889千卡/千克，占48.36%），洗选煤泥产品（2580千卡/千克，占35.83%），原料煤具有高灰分、高粘度、高水分的特点。

配煤掺烧可能是由来源限制引起的。

另外，单位能耗高，市场上采购的煤炭价格不具竞争力。

外购原煤硫含量高达4.0%。

在煤炭短缺的情况下，需要采购一些无烟煤和褐煤进行配煤掺烧，难度很大。

1.2弱煤质调整公司为4×300MW+2×600MW发电机组。

当负荷变化突然且偏离计划曲线较大时，由于煤仓和粉仓的限制，导致煤质临时响应延迟。

因此，机组负荷响应速度慢。

另外，由于新建干煤棚后，公司煤场内场地相对较小。

配煤掺烧场所受限较大。

1.3有限的混合空间#2、3煤场的燃煤堆放后，堆放的燃煤很容易被雨水淋湿，对输煤系统堵塞严重。

智慧电厂解决方案整体概述智慧电厂作为未来十年电力企业的发展方向，基于企业现有的数字化、信息化建设基础，将云平台、大数据、物联网、移动互联、机器人、虚拟现实、人工智能等先进技术手段与传统电力企业安全生产、运营管控有机融合，构建覆盖企业全层级、全业务、全过程的智慧管控平台，精确感知生产数据、优化生产过程、减少人工干预,打造“智能、协同、融合、安全、柔性”的智慧电厂生态体系，使电厂处于安全性高、经济性好、绿色环保、适应性强的良好运营状态。

智慧电厂完整解决方案包含智慧安全、智慧设备、智慧运行、智慧燃料、智慧经营、智慧综合、智慧中心七大版块。

1.智慧安全包含安全风险管控平台、安全生产云培训平台。

安全风险管控平台，将工业无线WIFI、智能识别、虚拟现实、人员定位、移动互联、大数据等设备和先进技术融入到安全管理体系。

安全生产云培训平台，采用“培训管理平台+在线教育平台+终端+移动APP”线上线下结合的模式实现安全培训多样化。

2. 智慧设备包含检修过程智能管控系统、互联网+安全生产管控平台、设备状态监测诊断中心、设备故障在线预警平台、设备状态检测机器人、全自动无人仓储系统。

检修过程智能管控系统：线上线下交互，为设备检修提供多维度的指导支持。

互联网+安全生产管控平台，建立设备智能、多能协同、信息对称、检修运行开放的发电厂生产管理新模式。

设备状态监测诊断中心：实现设备状态监测、故障诊断、预防性维护及状态检修。

设备故障在线预警平台：对影响设备安全运行的新监测数据和传统监测指标进行长周期分析和大数据建模。

设备状态检测机器人：融合移动机器人技术、超声导波检测技术，提高检测精度与效率。

全自动无人仓储系统：高层合理化、存取自动化、操作简便化、无缝式规范性。

3. 智慧运行包含智能运行监控系统、运行寻优操作指导系统、机组运行性能分析系统、运行大数据诊断平台。

智能运行监控系统：对全厂重要经济、环保指标进行准确计算和可视化监视。

运行寻优操作指导系统，通过采集机组实时在线监测数据建立智能运行优化管控体系。

浅析深度配煤掺烧经济性燃料成本为火力发电的主要成本，为助力企业提质增效，最大限度地提高低热值煤、高硫煤掺配比例，降低发电成本，公司加强煤场管理，科学配掺，采用现代化手段，达到锅炉稳定运行、环保达标排放、入厂标单下降的终极目标。

标签：W火焰锅炉经济适炉煤煤场管理掺烧预防控制对策前言众所周知，燃料成本占火电企业成本的70%-80%，燃料成本管理对于发电企业来讲，一直以来都是最为核心的成本管理工作。

随着煤价的大幅飙升，预计今年相当一部分火电企业都会出现不同程度的亏损，为进一步挖掘火电企业内部潜力，降低燃料成本，公司提出了深度配煤掺烧理念，明确提出通过深度配煤掺烧全年降低入厂标单的具体目标，制订了深度配煤掺烧行动方案及行动计划，在不影响各项环保指标的前提情况下，最大限度地提高低热值煤、高硫煤掺配比例，降低发电成本，助力企业提质增效。

一、煤场进行分区管理、实现不同煤种的分类堆放耒阳分公司存煤方式分主分为二块，一是固定储存（干煤棚），二是临时储存（露天煤场），共划分7个煤场。

在面对以前的比较单一煤种向多种煤种变化的情况，如何合理利用有效的煤场实现不同煤种的分类堆放，同时最大限度降低煤种库存时间，努力降低煤质存放损耗，给耒阳分公司煤场堆、取煤工作提出了更高的要求，耒阳公司根据一、二期锅炉设计煤种的不同，将煤场划分成16个区域，将不同的煤种堆放在不同的区域，并做好标牌，实现不同煤种的分类堆放，以便于科学掺烧，同时根据不同煤种来煤数量的变化及库存的变化，随时调整各区域的堆煤，为深度配煤掺烧打下了良好基础。

二、科学的对煤种进行组堆和保管对不同品种的煤按照煤的品种结合煤的工业分析、元素分析分开组堆储存，因为不同品种的煤，它的碳化程度、分子结构和化学活性是不一样的，氧化的难易和着火也不同，煤的HGI也不同，所以应该按品种分开堆放，对需要长期储存的煤，尤其是烟煤、褐煤等高挥煤，因为极易发生自燃，在组堆时要分層压实并实时监控煤堆温度。

V01．33№5 O cI．2009湖北电力筮!三鲞笙兰翅2009年10月火力发电企业燃料结算管理系统的设计与实现汤呖1，张晖2，洪涛2，徐永宏2，何云峰3(1．湖北省电力公司发展策划部，湖北武汉430071；2．湖北汉新发电有限公司，湖北汉川431614；3．华中科技大学计算机学院，湖北武汉430074)[摘要]针对我国火力发电企业燃料管理的现状，设计并实现了火力发电企业的燃料结算管理系统，系统将结算管理分成对账和结算验收两个阶段，实现了煤价台帐、结算验收单、费用报销单和拒付理由说明书的自动生成。

该系统已经成功地应用到多家火力发电企业的燃料管理系统中，大幅提高了燃料结算管理工作的效率和准确性。

[关键词】火力发电厂；燃料管理；结算[中图分类号]TM621．2；T P311[文献标识码]A[文章编号】1006-3986(2009)05-0047-03D e s i gn and I m pl em ent at i on of Fue l Se t t l em ent M anagem entSys t em f or C oal．fi r ed P ow e r P l antT A N G Y an91，Z H A N G H ui2，H O N G Ta02，X U Y ong—hon92，H E Y un—f en93(1．D epar t m ent ofD evel opm ent&P‰nm ng，H ubei Elect r ic Pow e r C om pa ny，W uh a n H ubei430071，Chi na；2．H ubei H a nxi n Pow er G ener at i on L i m i t ed C orporat i on，H a nchnan H ubei431614，C hi na；3．School ofCom put er Sci e nce&Technol ogy，H uaz hong U ni ver s讧y ofSci ence&Technol ogy，W uhan H ubei430074，Chi na) [A bst r act]A ccor di ng t o t he st at us of f ue l m a nage m en t of t her m al po w e r e nt er pr i s es i n C hi na，a f ue l s et tl e—m ent m an agem e nt s y s t em i s desi gn ed and i m pl em ent ed and i t di vi de s t he f ue l s et t l em e nt i nt o t w o phase s：bi l l ch ecki n g and se t t l em ent，t ha t i m pl em ent t he a ut om a t i c gener a t i on of t he coa l a cc ount i ng，s et t l e m e nt a cc e p t-an ce，cos t of cl ai m s，rei m bur sem ent r eas ons f or non—p aym en t orde rs．The s yst em has been succ ess f ul l y a ppl i ed t o f uel m an agem e nt s yst em of a num be r oft her m al pow e r e nt e r pri s es and enha nce t he ef fi c i enc y and accu r acy f uel se t t l em ent m anagem ent．[K e y w or ds]coa l-f i r ed pow er pl a nt；f uel m anagem ent；s et t l em ent燃料成本在火力发电企业中占发电成本的80％左右，尤其在目前燃料成本增长过快而电价基本保持稳定的市场条件下，如何有效地降低燃料成本以提高发电企业的煤炭使用效率已经成为火力发电企业的迫切需求。

燃料供应链系统在火电厂经营管理的应用摘要：随着节能减排力度不断加大以及燃煤成本在燃煤电厂经营成本所占比重的不断提高，通过对供应链系统进行智能化管理，实现由燃煤采购直到燃煤入炉全流程的智能化管理，对燃煤电厂经济、安全、环保运行具有非常重要影响。

关键词：火电厂；燃料供应链；经营管理随着电力体制改革不断深化，近年来广东电网不断将发电企业计划电量减少，转为参与竞价的市场电量、大户直供电。

对发电时数、上网电价和燃料成本等影响火电厂盈利的三个最主要变量同时交叉影响，大部分发电厂仍采用旧的燃料管理模式，部分工作人员都依靠自身的经验对其进行管理，但旧的管理模式与目前市场机制不符，不能适应市场的发电需求。

进一步放大了火电厂的经营风险。

随着经营形势的不断变化和竞价上网力度量的不断加大，依靠手工模式来统计大量、复杂、动态数据的信息时已经开始出现不能满足火电厂的需求。

决策层不能及时的掌握企业的经营状况，以便做出决策、及时调整经营方向和经营策略。

一、燃料供应链管理系统简述针对火电厂电厂燃煤采购、运输以及机组和煤场现状，通过主动式燃煤采购子系统、入厂煤验收子系统、、燃煤采制化系统、入厂煤验收管理、、数字化煤场子系统（整合配煤掺烧系统）、燃料一体化结算子系统、数据智能化分析子系统五个子功能系统，实现了从原煤采购到燃煤入炉的全过程管理，同时为火电厂燃料生产、经营提供统一的操作和管理平台。

二、火电厂燃料管理存在的问题由于竞价电量比重越来越大，火电厂又缺乏长期、科学的燃料管理规划，主要体现是对下个月、下个季度以上的来煤缺乏整体性规划，因此易导致其无法精准、科学的对采购数量进行计划；第二是缺乏突发性状况的掺配计划。

如，机组负荷较大的变化时，不能采取相应对的措施与理论依据规范进行修订，只能靠经验。

参照过去的燃料使用及消耗情况，与历年燃料所需的消耗预算与财务情况不相结合，没有对入厂入炉燃料成本进行预警，结算、凭证、入库出库还要依靠手工模式来操作，燃料成本控制不严，煤场周转率不高，造成人力物力的极大浪费。