試論電廠燃料管理及煤質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用

官文靜

摘 要：文章通過介紹國內(nèi)外燃料管理與煤質(zhì)優(yōu)化情況，燃料管理及煤質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)的分析、設(shè)計，表明了該系統(tǒng)可有效在電廠局域網(wǎng)中發(fā)揮數(shù)據(jù)共享作用，且其性能優(yōu)秀，運行穩(wěn)定可靠，對提高電廠效益有著關(guān)鍵意義。

關(guān)鍵詞：燃料管理；煤質(zhì)優(yōu)化；軟件開發(fā)

中圖書分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）32-0139-02

對燃煤電來講，其在燃料的支出上占電廠總發(fā)電成本的80%左右，對電廠的經(jīng)濟效益造成了極大影響。此外，電廠鍋爐是依照特定煤質(zhì)和煤種設(shè)計和制造的，容易引起電廠安全事故。要解決該問題，可應(yīng)用先進的系統(tǒng)對燃料進行綜合的分析查詢，優(yōu)化燃煤采購及煤質(zhì)，實現(xiàn)信息共享，降低電廠成本，繼而提高電廠的安全性與經(jīng)濟性。

1 國內(nèi)外燃料管理與煤質(zhì)優(yōu)化情況

從電力事業(yè)的角度來講，煤質(zhì)優(yōu)化與燃料管理的信息化與網(wǎng)絡(luò)化是發(fā)展的必然趨勢，目前在該領(lǐng)域上，國內(nèi)國外的研究都已取得較為豐碩的成果，涵蓋經(jīng)濟、節(jié)能、安全與環(huán)保等各個方面，不僅有利于電廠的管理及運行，同時也帶給人類和社會極大的效益。

1.1 國外燃料管理與煤質(zhì)優(yōu)化情況

國外在煤質(zhì)優(yōu)化與燃料管理方面的研究主要針對煤質(zhì)對鍋爐及運行造成的影響，配煤優(yōu)化等涉及燃煤安全性、經(jīng)濟性與環(huán)保性的開發(fā)及研究進行。瑞士的ABB公司研究開發(fā)出一套配煤系統(tǒng)，該套系統(tǒng)可應(yīng)用于電廠，起到控制污染物排放，保護環(huán)境的作用，同時還可提高其經(jīng)濟效益。英國的IEA煤炭研究所通過調(diào)查，確定了煤質(zhì)可對電廠運行造成的影響。美國動力所使用的煤基本為優(yōu)質(zhì)煤，優(yōu)質(zhì)煤在燃燒界中被普遍被認為在煤粉爐中的燃燒效果良好，因此應(yīng)把關(guān)注點放在研究環(huán)保與經(jīng)濟性方面。20世紀80年代初，美國電力工程協(xié)會建立了“煤質(zhì)對發(fā)電廠運行和成本影響的研究”課題，同時還建立了煤質(zhì)影響模型。之后，其為了計算不同煤質(zhì)運行及維護成本，又開發(fā)出了煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)，用以計算排放參數(shù)和飛灰電阻特征，估算積灰傾向與煤結(jié)渣等。

1.2 國內(nèi)燃料管理與煤質(zhì)優(yōu)化情況

國內(nèi)主要從燃料管理的經(jīng)濟性與信息化的方向?qū)γ嘿|(zhì)優(yōu)化及燃料管理進行研究。其中包括有配煤對安全性及經(jīng)濟性造成影響的研究，燃料運行“一條龍”研究，煤種變化可對運行造成影響的研究等。國內(nèi)大多數(shù)科研機構(gòu)和電廠都有針對電廠燃料信息化管理進行的研究，某些相關(guān)應(yīng)用軟件就是從中開發(fā)出來的，這些應(yīng)用軟件降低了因人為因素而導(dǎo)致的錯誤，增強了運行管理的效率，提高了電廠效益。當(dāng)前在安全性及經(jīng)濟性的研究上，主要建立不同煤質(zhì)變化與經(jīng)濟和安全關(guān)系的模型，用以分析煤質(zhì)同安全性和經(jīng)濟性的關(guān)系，從中尋找可有效提高安全性和經(jīng)濟性的手段。該類模型有浙江大學(xué)的“配煤專家系統(tǒng)”，杭州半山發(fā)電公司的“煤種變化對鍋爐運行經(jīng)濟性影響的分析模型”，以及華北電力大學(xué)的“煤質(zhì)工程系統(tǒng)分析”等，建立這類模型和開發(fā)系統(tǒng)將有效提高煤質(zhì)優(yōu)化程度，從運行和煤質(zhì)兩個方面確保了電廠優(yōu)化，進而使經(jīng)濟性與安全性得到提高。

2 系統(tǒng)分析

分析某電廠原有的燃料管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)，可從中發(fā)現(xiàn)幾點問題：一是數(shù)據(jù)混亂缺乏條理，不僅影響燃料采購工作，還導(dǎo)致大量重復(fù)性工作，使人力資源不能得到有效合理的利用；二是鍋爐運行和燃料管理被互相孤立，難以進行信息上的交流；三是分析、查詢歷史數(shù)據(jù)的過程非常繁瑣麻煩，且時效性極差，容易造成延誤，使輔機設(shè)備及鍋爐的運行參數(shù)不能得到及時的調(diào)整，對電廠運行的安全性及經(jīng)濟性造成了極大影響；四是與運行有關(guān)的排煙溫度、煤質(zhì)、飛灰可燃物等信息分析仍然依賴人工表格傳遞，效率極其低下。為消除上述問題，應(yīng)明確煤質(zhì)優(yōu)化及燃料管理的共同目標及系統(tǒng)要求：

①物理連接運行部、燃料部及化驗部等局域網(wǎng)，實現(xiàn)各部門信息數(shù)據(jù)的共享，利于計劃指導(dǎo)及決策分析。

②煤質(zhì)優(yōu)化專家指導(dǎo)功能得到實現(xiàn)，配煤有依據(jù)，燃料采購效率提高，安全性與經(jīng)濟性得到提升。

③綜合分析、查詢功能應(yīng)直觀、靈活、性能強大，生成的燃料各類統(tǒng)計報表規(guī)范、詳盡，有條理。

④軟件的升級與維護應(yīng)簡單方便，且運行時穩(wěn)定可靠。

⑤應(yīng)規(guī)范化、合理化、科學(xué)化管理體系結(jié)構(gòu)；使報表一目了然，操作方便快捷，提高自動化辦公水平。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 功能模塊設(shè)計

3.1.1 設(shè)計原則

系統(tǒng)應(yīng)用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計方式。為避免在修改系統(tǒng)中某一模塊時，造成的影響將擴散至整個系統(tǒng)。因此在對系統(tǒng)中的功能模塊進行劃分時，應(yīng)最大限度縮小塊間聯(lián)系，擴大塊內(nèi)聯(lián)系，以此提高模塊的相對獨立性，將影響限制于模塊本身。

3.1.2 模塊劃分

依照燃料管理運行流程及設(shè)計原則，系統(tǒng)劃分為十一個相對獨立的功能模塊，各模塊功能如下：

①綜合統(tǒng)計查詢及分析模塊。其作為系統(tǒng)的核心，負責(zé)分析煤種的安全性、經(jīng)濟性、運行經(jīng)濟性，進而指導(dǎo)燃料采購工作，使煤質(zhì)得到優(yōu)化。

②計劃制定模塊。將全廠及各鍋爐燃料計劃、檢修計劃、月度及年度發(fā)電計劃進行記錄并做出燃料計劃實行情況報表，年、月度燃料計劃指導(dǎo)等。

③用戶管理模塊。將用戶按照各部門職能進行對應(yīng)分組，進而實現(xiàn)用戶登錄、注銷賬號及用戶管理等功能。

④檢驗?zāi)K。負責(zé)軌道衡檢驗、水路煤重量校驗、水尺檢驗、皮帶秤校驗、燃料驗收、煤質(zhì)化驗等必須的燃料入廠檢驗工作，以及情況報表檢驗工作。

⑤合同管理模塊。實現(xiàn)錄入合同全文、查詢合同內(nèi)容、檢索合同全文、輸入合同主要項目及實行合同完成情況報表。

⑥工具模塊。其應(yīng)用范圍較廣，包括網(wǎng)絡(luò)交流、計算器、軟件更新、煤質(zhì)基準轉(zhuǎn)化等工程常用工具。

⑦統(tǒng)計與報表管理模塊。依照上級部門下達的統(tǒng)一要求，對燃料的耗用、結(jié)余、購入等日常數(shù)據(jù)進行匯總，繼而生成各種年、月報和燃料日報，提供可靠的數(shù)據(jù)信息給燃料核算，輔助制定燃料計劃。

⑧財務(wù)結(jié)算模塊。負責(zé)結(jié)算，將有關(guān)燃料費用的數(shù)據(jù)進行匯總，并進行燃料費用查詢。

⑨調(diào)度模塊。對進電廠的燃料進行編號登記，并記入發(fā)貨單、卸煤記錄、入爐煤計量、供方煤質(zhì)，；煤場管理；燃料外調(diào)管理。

⑩鍋爐運行模塊。對最佳工況、煤質(zhì)范圍、鍋爐概況進行錄入；記錄可燃物檢測記錄、運行參數(shù)、入爐煤化驗記錄及運行狀態(tài)；線上對鍋爐運行進行監(jiān)測及指導(dǎo)。

{11}幫助模塊。包括軟件開發(fā)商信息，幫助主題的檢索，軟件使用說明等。

3.2 軟件及數(shù)據(jù)庫設(shè)計

按功能來分，可將整個系統(tǒng)分為煤質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)和燃料管理系統(tǒng)兩個部分。

3.2.1 煤質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)的實現(xiàn)

首先建立一套可將鍋爐操作條件與煤質(zhì)指標關(guān)系，以及運行狀態(tài)全方位反映的數(shù)據(jù)庫，利用上網(wǎng)電價及燃料價格作為價值基準，通過特定鍋爐上某煤種在某段時間的績效表現(xiàn)，對成本與煤質(zhì)波動的互動關(guān)系及鍋爐運行成本進行全面的計算和核算。為特定鍋爐建立發(fā)電成本教學(xué)模型，借以反映經(jīng)濟性，在安全的前提之下，將煤質(zhì)的最佳范圍找出，以便合理配煤和指導(dǎo)燃料采購。該系統(tǒng)可針對某種特定的煤質(zhì)和煤種，提供實時的經(jīng)濟性、安全性的指導(dǎo)給機組運行人員，還可對某煤質(zhì)對應(yīng)的發(fā)電成本，或是某發(fā)電成本對應(yīng)的合理的燃煤采購價進行預(yù)測，從而為燃料采購的指導(dǎo)提供依據(jù)，最終實現(xiàn)煤的耗、存、供等優(yōu)化管理，優(yōu)化機組運行，最大限度提高電廠效益。

3.2.2 燃料管理系統(tǒng)

燃料管理系統(tǒng)是從調(diào)度、質(zhì)檢、結(jié)算、登記、量檢、驗收、卸載等各個方面進行控制，其通過用戶權(quán)限設(shè)置和用戶管理增強系統(tǒng)管理權(quán)限，明確各部門及個人職責(zé)，確保數(shù)據(jù)的有效性及安全性，使管理得到強化，同時其全面、靈活的查詢功能有利于領(lǐng)導(dǎo)掌控全局和作出決策。

3.3 軟件組合與銜接

軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可協(xié)調(diào)和完善所有功能模塊中基本信息的顯示與提示、功能模塊中基本數(shù)據(jù)的處理及制約。即通過底層模塊，所有功能模塊都可相互進行溝通和銜接。

3.4 軟件的通用性

該軟件的通用性在開發(fā)期間得到重視，為使功能及數(shù)據(jù)都可根據(jù)其實際情況進行調(diào)整和設(shè)置，軟件中留出許多接口，幾乎能完全實現(xiàn)目前各電廠的管理模式。另外，因各電廠間存在的細節(jié)差別，可將軟件進行微小的修改，以使其適合該電廠。

3.5 軟件調(diào)試運行

運行調(diào)試軟件，運用軟件中廠家提供的在線升級功能及時對系統(tǒng)漏洞進行修正和升級，確保軟件的持續(xù)性、穩(wěn)定性及實用性，進而完成各部門提出的要求。調(diào)試后的軟件可達到預(yù)定標準，為電廠的經(jīng)濟完全運行、燃料信息管理提供了有效的幫助。

4 結(jié) 語

自煤質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)與燃料管理系統(tǒng)在電廠正式應(yīng)用以來，以其功能全面、性能可靠、運行穩(wěn)定等優(yōu)點贏得了用戶的贊美。隨著電力體制的改革，電廠管理的深化，以及廠家間永不停歇的競爭，該系統(tǒng)將會得到更進一步的完善及改進，在更多的電廠中得到推廣及應(yīng)用。

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