數(shù)字化煤場與配煤摻燒技術(shù)的實施要點初論

陳耀燊

摘 要：優(yōu)化配置不同種類、不同性質(zhì)的煤炭，將其摻配成在綜合性能上呈最佳狀態(tài)的新煤種，滿足鍋爐在不同條件下的各種需要；開發(fā)數(shù)字化煤場，實現(xiàn)煤場的數(shù)字化動態(tài)管理。主要分析、研究了數(shù)字化煤場和配煤摻燒技術(shù)的實施要點。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化煤場；配煤摻燒技術(shù)；動態(tài)管理；煤倉信息

中圖分類號：TK227.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）21-0048-02

1 數(shù)字化煤場

1.1 數(shù)字化煤場系統(tǒng)

數(shù)字化煤場系統(tǒng)是一套用于指導燃煤機組配煤混燒工作的軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電廠燃煤從進廠到燃燒全過程的輔助和管理，能對堆煤、配煤、取煤、燃燒等作出全自動的決策，實現(xiàn)電力企業(yè)煤炭燃燒的智能化管理。數(shù)字化煤場系統(tǒng)以實時掌控煤場信息為目標，通過定位、無線射頻、數(shù)據(jù)疊加等技術(shù)從斗輪機、電子皮帶秤、原煤倉等設(shè)備直接或間接采集數(shù)據(jù)，以三維數(shù)字化煤場方式展示煤場進、出煤狀態(tài)，同時嵌入實時煤場視頻監(jiān)控畫面。煤場管理人員、輸煤運行人員、發(fā)電運行人員能夠及時掌握煤場的動態(tài)存儲情況，為配煤摻燒提供準確、及時的現(xiàn)場燃煤信息，鍋爐燃燒人員能夠提前掌握當前鍋爐原煤倉中的煤量、煤質(zhì)，以便于及時根據(jù)機組負荷和鍋爐燃燒情況提前調(diào)整燃燒方式，從而使煤安全、經(jīng)濟地燃燒，降低發(fā)電煤耗。

數(shù)字化煤場系統(tǒng)具有以下特點：①通過三維圖形全面、直觀地顯示煤場狀態(tài)；②通過入場模型為煤廠提供最優(yōu)的堆、取煤方案；③實現(xiàn)燃料儲存定值存放數(shù)字化管理；④使卸煤、堆煤、取煤、上煤等數(shù)據(jù)聯(lián)動；⑤通過定位斗輪機遠程監(jiān)控上煤等過程；⑥通過電子皮帶秤實時掌控皮帶輸煤動態(tài)；⑦對煤場現(xiàn)場異常狀況實時預警；⑧通過精細化管理保證整個過程數(shù)據(jù)完整。

1.2 數(shù)字化煤場系統(tǒng)的建立

數(shù)字化煤場系統(tǒng)包括煤入場、擺車、卸車、堆放、摻配、上倉、報表等工作。

1.2.1 煤料入廠數(shù)據(jù)管理

煤料入廠數(shù)據(jù)管理主要是通過數(shù)據(jù)導入或接入的方式實現(xiàn)對入廠燃料數(shù)據(jù)的管理和維護，其功能包括入廠煤導入、入廠煤堆放、入場煤質(zhì)匹配。

1.2.2 煤場動態(tài)管理

通過三維圖形全面、直觀地展示煤場數(shù)據(jù)。動態(tài)顯示包括煤質(zhì)構(gòu)成、燃煤在煤場中的分布、煤場溫度、燃煤儲存指標等各個煤場中的燃煤信息。利用三維圖形將這些信息直觀地表現(xiàn)出來，從而方便監(jiān)控人員隨時了解燃煤情況，為燃煤采購提供依據(jù)。

1.2.3 入場管理

提供入廠煤堆放建議，在煤堆圖形上預覽堆放后的效果（煤堆處于閃爍狀態(tài)）。用戶確認后，系統(tǒng)生成堆放入庫指令，系統(tǒng)提供對多批來煤批量入庫操作。

1.2.4 入爐管理

根據(jù)輸入的調(diào)度指令，通過煤場堆場預覽調(diào)度指令執(zhí)行后的圖形效果，對應出庫堆煤處于閃爍狀態(tài)。當對應煤塊完成出庫操作后，堆場煤塊處于固化狀態(tài)。操作執(zhí)行時間可預設(shè)，也可手動調(diào)整。

1.2.5 煤場盤點記錄

將盤煤儀數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)中，采用數(shù)字內(nèi)插技術(shù)擬合煤堆表面形狀，求出整個煤場的存煤體積，計算燃煤噸數(shù)及盤盈、盤虧噸數(shù)，自動出具統(tǒng)計圖和報表。

1.2.6 實時煤倉信息

實時展示各原煤倉的存煤狀態(tài)，包括各原煤倉中每種上煤的剩余煤量（上煤量-耗用煤量）、煤倉中的煤質(zhì)和單價情況、預計上煤耗用時間。

1.2.7 輸煤計量管理

在皮帶機上加裝電子皮帶秤，實時獲取皮帶輸煤信息。系統(tǒng)實時更新皮帶機輸煤上倉計量數(shù)據(jù)，提供輸煤計量記錄，以供實時查詢。

1.2.8 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

完成供應商和礦點數(shù)據(jù)的初始化任務，包括燃料供應商管理、礦點管理、發(fā)站管理、煤種管理、燃料數(shù)據(jù)維護、初始數(shù)據(jù)導入。

2 配煤摻燒技術(shù)

在數(shù)字化煤場中，為了加強配煤摻燒的管理，確保配煤摻燒的質(zhì)量，要根據(jù)各個煤場的實際情況，不斷改進和完善配煤摻燒技術(shù)。

2.1 配煤摻燒的實現(xiàn)方法

原則上，煤質(zhì)指標在標準范圍內(nèi)的存煤不進行配煤。當存煤的煤質(zhì)指標超過標準范圍時，必須進行配煤，配煤的主要指標有低位熱值、全水分、固定碳、揮發(fā)分，并采用基于支持向量機的優(yōu)化配煤方法配煤。

2.2 非線性優(yōu)化配煤技術(shù)

煤炭燃燒的特性、煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)、煤灰成分分析數(shù)據(jù)等之間的關(guān)系是非線性映射的關(guān)系，具有非線性的規(guī)律，因此，可以利用它們之間的非線性關(guān)系，優(yōu)化不同性質(zhì)、類型的煤炭配比。

2.3 優(yōu)化配煤方案

2.3.1 發(fā)分劣質(zhì)煤的配煤摻燒方案

首先要分堆堆放各種類型的煤炭。在一個數(shù)字化煤場中，要把煤場劃分為很多段，在不同段存放不同的煤種，從而實現(xiàn)分段堆煤，隨時掌握各段煤的特性、存量等信息，實現(xiàn)煤場數(shù)字化動態(tài)管理。

由于純面煤非常容易黏倉，因此，在上煤時要遵循“一臺爐只上一個倉”的上煤原則，上煤到帶有防堵裝置的原煤倉，從而確保純面煤能夠在較高負荷、穩(wěn)定負荷運行期間上煤摻燒。

2.3.2 高硫煤的配煤摻燒方案

首先按照3∶1的比例將低硫煤和高硫煤摻混，摻混后配比煤的含硫量要控制在1.3%及以下；然后將煤等量上到原煤倉中；再通過控制給煤機的上煤量來實現(xiàn)對爐煤硫分的控制，從而實現(xiàn)高硫煤的配煤摻燒。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著各個行業(yè)的快速發(fā)展，煤炭的需求量在不斷增加，煤炭供應也越來越緊張；與此同時，不同種類煤炭的配煤摻燒問題也嚴重影響著電廠鍋爐安全、經(jīng)濟的運行。因此，需優(yōu)化配置不同種類、不同性質(zhì)的煤炭，并不斷改進和完善配煤摻燒技術(shù)。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕

Digital Coal and Technology at the Beginning of the Implementation

of the Key Points about Combustion Theory

Chen Yaoshen

Abstract： The optimal allocation of different types of coal of different nature， which is mixed with the overall performance， was dubbed the best new coal to meet the various needs of the boiler under different conditions； the development of digital coal field， to achieve the coal field digital dynamic management. The main analysis， research the implementation of key points digitized coal field and Blending Coal Technology.

Key words： digital coal field； blending coal technology； dynamic management； bunker information