燃料生產經營一體化管理的應用背景和技術特點

廣東省韶關粵江發(fā)電有限責任公司 鄧子平

燃料生產經營一體化管理的應用背景和技術特點

廣東省韶關粵江發(fā)電有限責任公司 鄧子平

燃料生產經營一體化管理，對電廠的環(huán)保、優(yōu)化運行、燃煤采購、經濟性等均提出了新的科學問題。通過燃料供應鏈全過程進行管理，可實現(xiàn)電廠環(huán)保指標、經濟指標、安全指標的協(xié)同優(yōu)化，進一步提升燃煤摻燒的環(huán)保、經濟、安全潛力，豐富燃煤摻燒技術。針對內陸電廠燃料生產經營一體化管理技術，廣東省內研究尚處于空白階段。研究包括內陸火電廠燃料生產經營一體化管理技術，將能進一步提升內陸火電廠機組的燃煤適應性能和環(huán)保性能，將對內陸電廠燃料生產經營管理技術的發(fā)展意義重大。

燃料生產；管理系統(tǒng)；應用

1 引言

火電是排污大戶，目前火電行業(yè)二氧化硫和氮氧化物排放量分別占全國排放總量的40%以上，其中，燃煤發(fā)電排放在電力工業(yè)排放中占據(jù)主導地位。經過對落后產能的淘汰和新增機組的合理布局，大容量、高參數(shù)的超臨界、超超臨界燃煤機組逐步已成為廣東省燃煤發(fā)電的主力機組，有力的支撐我省火力節(jié)能減排工作，燃煤發(fā)電的煤耗水平和排放水平領先于全國。近年來，廣東省提出要實現(xiàn)火電發(fā)電煤耗從312克標準煤/千瓦時下降至296克標準煤/千瓦時的目標。

2 火力發(fā)電發(fā)展與節(jié)能減排的壓力與趨勢

隨著我國節(jié)能減排工作的不斷深入，燃煤發(fā)電機組所面臨的環(huán)境污染問題日益突出，對機組的效率也提出更高的要求。根據(jù)《節(jié)能減排十二五規(guī)劃》，到2020年，全國萬元國內生產總值能耗下降到0.869噸標準煤，比2015年的1.034噸標準煤下降16%，實現(xiàn)節(jié)約能源6.7億噸標準煤；與此同時，全國二氧化硫排放總量控制在2086.4萬噸，比2015年2267.8萬噸減少8%，新增削減能力654萬噸；全國氨氮和氮氧化物排放總量分別控制在238萬噸、2046.2萬噸，比2015年的264.4萬噸、2273.6萬噸各減少10%，分別新增削減能力69萬噸、794萬噸。其中，火電行業(yè)，到2020年供電煤耗須比2015年下降8%，二氧化硫排放量下降8%，氮氧化物下降29%，具體見表1。由此可見，火電行業(yè)的節(jié)能減排壓力空前巨大，發(fā)展火電的高效、低染污燃燒技術迫在眉睫。

表1 火電行業(yè)的節(jié)能減排指標

廣東省作為我國經濟發(fā)展大省，所承擔的節(jié)能減排任務十分艱巨。《廣東省“十三五”節(jié)能減排綜合性方案》中明確提出，到2020年，全省單位生產總能耗下降到0.477噸標準煤/萬元，比2015年下降18%；化學需氧量和二氧化硫排放總量分別控制在170.1萬噸、71.5萬噸，比2015年分別下降12.0%、14.8%；氨氮和氮氧化物排放總量分別控制在20.39萬噸、109.9萬噸，比2015年分別下降13.3%、16.9%。其中，電力行業(yè)的節(jié)能率需達到9%。

“十二五”期間，廣東省通過科學組織、統(tǒng)籌規(guī)劃、狠抓重點超額完成國家的節(jié)能減排任務，用能水平和排放水平均處于全國前列，節(jié)能減排空間進一步壓縮。在此基礎上，要完成國家的“十三五”節(jié)能減排任務，廣東省面臨的壓力空前巨大！

2011年國家環(huán)保部頒布新的《火電廠大氣污染物排放標準（GB 13223－2011）》，提出所有新建火電機組氮氧化物污染物排放標準定為100毫克／立方米；從2014年7月1日開始，對現(xiàn)有火電機組氮氧化物污染物排放量標準定為100毫克／立方米；氮氧化物、二氧化硫和煙塵等的排放限值接近或者達到發(fā)達國家和地區(qū)的要求。該標準的頒布，導致燃煤發(fā)電廠面臨環(huán)保壓力空前巨大。

可見，“十三五”期間，廣東省的燃煤電廠的節(jié)能減排任務十分艱巨，形勢異常嚴峻。燃煤發(fā)電作為廣東省發(fā)電中堅力量，在節(jié)能減排的新形勢下，面臨著許多嶄新的科學問題。

3 內陸火電機組燃料生產經營現(xiàn)狀及存在的問題

韶關發(fā)電廠地處粵北，地理條件決定了其在煤炭采購運輸需通過海運中轉（煤炭由廣州港、高欄港通過鐵路、駁船、汽運中轉運輸進廠）。廣東省內其他內陸電廠煤炭采購、運輸模式均與韶關發(fā)電廠大致相當，燃料生產經營管理均較廣東省內沿海電廠復雜。

此前，省內其他內陸火電廠陸續(xù)建設了各自燃料管理信息平臺，但相關信息平臺或側重燃料生產（數(shù)字化煤場）或側重于燃料經營（采購、結算），然而燃料生產和經營是息息相關，只有將燃料生產經營一體化管理，打通燃煤從采購到燃燒的全過程中的所有環(huán)節(jié)，使采購、調運、驗收、煤場存煤、煤倉儲煤、摻燒概況、鍋爐燃燒狀況等信息一目了然；當生產經營環(huán)節(jié)各項指標出現(xiàn)偏離時，能及時、準確地提供病灶源，讓基于信息化系統(tǒng)作出的相關決策為生產提供準確、到位幫助，能及時地糾正生產過程中出現(xiàn)的指標偏離，起到最佳的節(jié)能降耗目。

4 系統(tǒng)技術特點

1)通過信息化平臺實現(xiàn)了對內陸大型火電廠燃料生產經營進行全面、高效管理。通過建立燃料生產經營一體化管理信息平臺實現(xiàn)了對燃煤采購、調運、接卸、驗收、結算、堆取、盤點、摻燒、燃燒優(yōu)化各流程的全面、高效管理，通過實現(xiàn)對燃煤供應鏈的全面、高效管理，有效促進了全廠燃料管理水平提升。

2)革新了傳統(tǒng)火電廠被動式混煤摻燒方式，實現(xiàn)了主動式燃煤摻燒管理。目前國內燃煤電廠基本采用被動式混煤摻燒，即根據(jù)煤場實際存煤情況進行混煤摻燒，實際摻燒效果受煤場存煤情況影響較大。廣東省韶關粵江發(fā)電有限責任公司針對被動式混煤摻燒弊端，通過信息化手段實現(xiàn)了混煤摻燒前移，即燃煤采購決策模型根據(jù)實際存煤、在途來煤以及計劃發(fā)電量等信息，在安全、環(huán)保、經濟前提下，實現(xiàn)了主動式燃煤采購，并通過前段主動式燃煤采購與后端被動式混煤摻燒相結合，進一步提升了機組安全、環(huán)保、經濟運行。

3)通過信息化手段實現(xiàn)火電廠燃煤供應鏈上各單位、部門、人員間的高效協(xié)同和信息共享。通過燃料生產經營一體化管理信息平臺燃煤供應鏈信息在紅海灣發(fā)電公司與集團公司間、電廠各部門間、部門人員間、不同信息系統(tǒng)間實現(xiàn)了自動、實時傳遞，消除了信息孤島。

4)實現(xiàn)了燃煤供應鏈管理自動化、智能化。通過建立庫存預測數(shù)據(jù)模型、主動式采購決策數(shù)據(jù)模型、智能化調運數(shù)據(jù)模型、多目標混煤摻燒數(shù)據(jù)模型、燃煤一體化結算數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)了燃料管理的自動化、智能化。

5 結束語

隨著節(jié)能減排力度不斷加大以及燃煤成本在燃煤電廠經營成本所占比重的不斷提高，通過對燃料生產經營進行一體化、智能化管理，實現(xiàn)由燃煤采購直到燃煤入爐全流程 “購、運、卸、驗、堆、取、配、送、燒”的智能化管理，對內陸燃煤電廠經濟、安全、環(huán)保運行具有非常重要影響。