智能配煤摻燒系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用

智能配煤摻燒管理系統(tǒng)目前已在華電西塞山電廠、國電銅陵電廠、中電投分宜電廠、大唐南京電廠、華能瑞金電廠、粵電中粵能源等二十幾家火電廠得到深入應(yīng)用，有效降低了提升了摻配，提高了數(shù)據(jù)傳遞效率，應(yīng)用效果具體體現(xiàn)在：

1) 配煤數(shù)據(jù)實時化，實現(xiàn)摻配數(shù)據(jù)數(shù)字化

2) 摻配計算智能化，實現(xiàn)配煤配比數(shù)字化

3) 摻配實施流程化，實現(xiàn)實施管理數(shù)字化

4) 摻配執(zhí)行數(shù)字化，實現(xiàn)摻配調(diào)度數(shù)字化

5) 摻燒過程圖形化，實現(xiàn)摻配評價數(shù)字化

本系統(tǒng)以智能摻配計算為手段，摻配精確執(zhí)行為目標(biāo)，特點如下：

1） 以配煤摻燒閉環(huán)管理確保應(yīng)用效果

2） 以現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控確保摻配執(zhí)行

3） 基于煤場數(shù)據(jù)的多種方案精確計算

4） 基于負荷計劃的多種方案精確計算

5） 基于負荷計劃的配煤調(diào)度單的管理

6） 與SIS同步模擬入爐煤質(zhì)燃燒監(jiān)視

系統(tǒng)一級模塊結(jié)構(gòu)圖如下：

◆煤場動態(tài)管理：通過三維圖形方式全面直觀的展示煤場數(shù)據(jù)，動態(tài)顯示各個煤場中燃煤信息，包括燃燃煤儲存指標(biāo)，煤質(zhì)構(gòu)成，燃煤在煤場中的分布，煤場溫度、等情況，用圖形直觀的表示出來。方便用戶隨時了解燃煤使用情況，為燃煤采購提供采購依據(jù)。

◆ 斗輪機調(diào)度管理：圍繞斗輪機調(diào)度指令，基于斗輪機編碼器,通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸斗輪機位置信息到管理中心，對于斗輪機運行工況進行監(jiān)視。當(dāng)斗輪機指令執(zhí)行出現(xiàn)偏差時，系統(tǒng)語音及系統(tǒng)消息提醒相關(guān)人員。有條件的廠可以通過斗輪機控制系統(tǒng)改造實現(xiàn)斗輪機遠程控制。

◆ 原煤倉動態(tài)監(jiān)控：實時跟蹤監(jiān)測進入煤倉的煤種、煤質(zhì)、煤位等信息，圖形展示各原煤倉的存煤狀態(tài)，在線計算煤倉中當(dāng)前煤種的煤量可以維持燃燒的時間，可按預(yù)設(shè)提醒時間在更換煤種或者倉燒空之前給出提示。

◆ 摻配因子設(shè)定：系統(tǒng)對配煤的煤質(zhì)特性，包括發(fā)熱量、揮發(fā)分、硫分、水分、灰分、灰熔融性的范圍以及配煤結(jié)渣特性、著火特性、燃盡特性和排放特性等進行設(shè)置。

◆ 模擬摻配計算：提供線性和非線性兩種算法進行模擬摻配計算，用戶可以選擇任意一種進行計算，也可以同時選擇兩種進行比對計算，主要指標(biāo)計算通過線性算法進行計算。 通過設(shè)定目標(biāo)值，自動在煤場中尋找摻配列表，通過指定摻配單燃煤，系統(tǒng)幫助分析，摻配混煤指標(biāo)。

◆ 摻配方案計算：根據(jù)煤場當(dāng)前存煤情況，在保證鍋爐穩(wěn)定燃燒的前提下，進行成本最優(yōu)、環(huán)保最優(yōu)摻配計算結(jié)果，成本優(yōu)化配比排序表。用戶可以手工調(diào)整原始配方或執(zhí)行5%調(diào)整后得到的各煤種的摻配數(shù)量，重新進行計算與比較，得到實用配方。

◆ 摻燒方案分析：確定配煤的比例后，能夠自動對配比煤的各種參數(shù)進行計算，并利用系統(tǒng)提供的模型，對鍋爐燃料穩(wěn)定性的影響、對各煤種可燒時間等進行分析。

◆ 配煤方案管理：當(dāng)操作站發(fā)出配煤指令時，系統(tǒng)進行優(yōu)化配比計算，將優(yōu)化配煤結(jié)果分別以數(shù)據(jù)、圖表等形式顯示在界面上。系統(tǒng)根據(jù)不同情況給出煤場配煤、煤倉配煤的方案，計算煤場配煤煤種、煤倉上煤煤種、配煤比例、給取煤設(shè)備的預(yù)定速率，并向煤場運行人員發(fā)出上煤指令。此外，配煤人員可人工設(shè)定配煤模式，即選擇煤場配煤（葉輪給煤機配煤）或者煤倉配煤（分磨摻燒）。

◆ 值長試燒記錄：對新礦來煤、新煤種、或者新配比例煤種，入爐燃燒情況的電子記錄臺帳，將新煤種進行試燒后，記錄制粉系統(tǒng)、火焰穩(wěn)定性，是否結(jié)焦情況等情況，作為配煤摻燒很重要技術(shù)參考和分析資料。

◆ 購煤建議：綜合煤場存煤狀況和煤種的摻燒狀況，給出購煤建議，主要關(guān)注燃煤的存放時間、硫分、發(fā)熱量、揮發(fā)分和成本。

該系列產(chǎn)品立足于為發(fā)電企業(yè)提供最適合的燃料管理系統(tǒng)，與中國五大發(fā)電集團（中國華能集團公司、中國大唐集團公司、中國華電集團公司、中國國電集團公司、中國電力投資集團公司）均有項目合作。

智能配煤摻燒系統(tǒng)參與的管理環(huán)節(jié)有煤場、摻配、上倉、燃燒、報表。

為達到良好的應(yīng)用效果，系統(tǒng)需要一定的硬件設(shè)備作支持，主要包括：

GPS定位裝置、條碼打印機、便攜式條碼打印機、有線（無線）條碼掃描儀、室外（室內(nèi)）射頻讀寫器、IC/RFID卡、無線機站、數(shù)據(jù)采集卡、光端機、電子皮帶秤。

博晟科技智能配煤摻燒管理系統(tǒng)以燃料配煤摻燒精確計算、精益實施、精細管理為目標(biāo)，系統(tǒng)以配煤摻燒模型為基礎(chǔ)，以鍋爐設(shè)計參數(shù)、來煤信息、發(fā)電計劃、負荷分布、煤場庫存、歷史摻配評價、設(shè)備運行工況等因素為基礎(chǔ)生成最經(jīng)濟、最環(huán)保、綜合最優(yōu)的摻配方案，系統(tǒng)支持線性、非線性算法（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），提供支持模擬摻配、經(jīng)濟摻配多種方式，基于電廠負荷自動生成摻配列表，形成最優(yōu)排序，從sis取鍋爐數(shù)據(jù)監(jiān)控摻配燃煤對鍋爐影響，優(yōu)化摻配模型并對入爐煤質(zhì)分析，通過定位裝置監(jiān)控斗輪機（堆取料機）實時工況，跟蹤摻配執(zhí)行。

配煤摻燒模型：

系統(tǒng)提供神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等多種最優(yōu)方案求解的算法模型，主要有：最經(jīng)濟方案、最環(huán)保方案、綜合最優(yōu)方案。以設(shè)定的目標(biāo)為優(yōu)化方向，在保證鍋爐穩(wěn)定燃燒的前提下，進行配比計算。對求解得到的優(yōu)化摻配結(jié)果，按原則（成本、環(huán)保、綜合）進行排序。用戶可以在自動計算所得到的原始配方的基礎(chǔ)上，自動執(zhí)行5%調(diào)整（也可以設(shè)定為其它的調(diào)整比例）。用戶可以手工調(diào)整原始配方或執(zhí)行5%調(diào)整后得到的各煤種的摻配數(shù)量，重新進行計算與比較，得到實用配方。

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沼氣摻燒沼氣摻燒鍋爐工藝流程

沼氣儲柜的沼氣經(jīng)變頻加壓風(fēng)機加壓、過濾器過濾，通過鍋爐二次加壓進口風(fēng)管進入鍋爐內(nèi)的噴嘴燃燒，工藝流程見圖1。

沼氣摻燒沼氣摻燒鍋爐系統(tǒng)特點

鍋爐摻燒沼氣系統(tǒng)由沼氣加壓站、沼氣管網(wǎng)、爐內(nèi)沼氣燃燒器（氣槍）、放散裝置、吹掃系統(tǒng)（用于檢修前置換系統(tǒng)內(nèi)可燃氣體）、壓縮空氣系統(tǒng)（供氣動快關(guān)閥用氣）和惰性氣體吹掃（用于沼氣燃燒器投運前爐前管道的置換）等裝置以及控制系統(tǒng)組成。其主要目的是將供水車間厭氧處理站外排的沼氣通入熱電廠鍋爐中燃燒，以節(jié)能并改善鍋爐的燃燒狀況。

沼氣摻燒系統(tǒng)的燃燒器（沼氣槍）共兩個，分別安裝在#4鍋爐的甲、丙角中二次風(fēng)噴口中，由于摻燒沼氣量較小且設(shè)計流速不高，因此對鍋爐燃燒空氣動力場影響很??；另一方面，由于沼氣的易燃易爆特性對鍋爐設(shè)備的安全性影響很大，該系統(tǒng)配備了相應(yīng)的控制系統(tǒng)及保護裝置。沼氣系統(tǒng)主要設(shè)備特性如表2。

沼氣摻燒沼氣輸送安全保護系統(tǒng)

沼氣輸送安全保護系統(tǒng)包括控制模塊、報警模塊、聯(lián)鎖保護模塊，各模塊以硬接線方式與沼氣儲柜、變頻加壓風(fēng)機、過濾器、鍋爐連接，由控制模塊對沼氣輸送及燃燒全過程進行監(jiān)測，報警模塊根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)作出相應(yīng)報警并由聯(lián)鎖保護模塊作出不同操作。鍋爐二次加壓進口風(fēng)管內(nèi)各設(shè)置可旋轉(zhuǎn)的噴嘴一支，在變頻加壓風(fēng)機進出口、噴嘴進口均設(shè)置有溫度壓力測量點，信號傳入安全保護系統(tǒng)。沼氣安全保護系統(tǒng)與鍋爐DCS控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連成一體，實現(xiàn)了沼氣安全監(jiān)控與鍋爐燃燒控制的有機結(jié)合。加壓機進口氣動閥為氣開式單動閥，去厭氧排空閥為氣關(guān)式單動閥。采用單動式氣動閥則可在控制電源或控制氣源中斷故障情況下及時自動中斷沼氣發(fā)電，啟動排空裝置。保護系統(tǒng)見圖2。

公司本著以產(chǎn)定銷的原則，主要從安全穩(wěn)定的角度出發(fā)，以儲氣柜的液位為主信號對加壓機進行變頻控制，從而保證儲氣柜液位的相對穩(wěn)定。變頻加壓風(fēng)機精確調(diào)整壓力，風(fēng)機進出口壓差30k P a，整個系統(tǒng)保持正壓。當(dāng)產(chǎn)氣量大時，正常投入兩支噴嘴（只裝二支噴嘴）至150t/h的燃煤鍋爐對角二次加壓進風(fēng)管里噴嘴進入鍋爐直接摻燒發(fā)電；當(dāng)產(chǎn)氣量不夠時，爐前沼氣壓力下降至8k Pa以下時，自動退出一支氣槍。為了保證沼氣系統(tǒng)安全運行，采取措施：（1）當(dāng)儲氣柜液位低于20%下限值或增壓風(fēng)機進口壓力過低時，為防止增壓風(fēng)機將其進口管道抽成真空，造成空氣進入沼氣管道，系統(tǒng)啟動保護邏輯停運風(fēng)機。（2）當(dāng)爐前總管壓力低時，為防止氣槍和爐前管道出現(xiàn)回火造成管道內(nèi)燃燒，系統(tǒng)啟動保護邏輯關(guān)閉氣源停運風(fēng)機。（3）當(dāng)增壓風(fēng)機出口總管壓力高時，為了防止因出口壓力過高而損壞風(fēng)機，系統(tǒng)啟動保護邏輯停運風(fēng)機。（4）當(dāng)油泵出口油壓低時，為了防止增壓風(fēng)機因缺油而損壞，系統(tǒng)啟動保護邏輯停運風(fēng)機。（5）當(dāng)鍋爐滅火，F(xiàn) S S S（鍋爐安全保護系統(tǒng)）動作時，必須立即切斷進入爐膛的所有燃料，以防止燃料聚集產(chǎn)生爆燃事故。（6）當(dāng)鍋爐各角火檢檢測到氣槍都熄滅時，為防止沼氣聚集產(chǎn)生爆燃事故，系統(tǒng)啟動保護邏輯關(guān)閉氣源停運風(fēng)機。（7）當(dāng)鍋爐送風(fēng)機跳閘或M F T動作時，系統(tǒng)按緊急停爐程序啟動保護邏輯關(guān)閉氣源停運風(fēng)機。上述保護邏輯啟動后，其輸出結(jié)果是停運整個沼氣輸送系統(tǒng)，并做相應(yīng)報警，系統(tǒng)能自動切斷進入加壓機的沼氣，同時打開排空通道直接燃燒排空。

厭氧污水處理系統(tǒng)沼氣燃燒 發(fā)電技改項目投運后，優(yōu)化了鍋爐配風(fēng)方式，消除了沼氣投運造成煙氣溫度升高等不利影響。2009年上半年，累計摻燒沼氣494641m3，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤466t，節(jié)約燃煤成本44萬元，經(jīng)濟環(huán)保效益顯著。岳陽紙業(yè)公司年產(chǎn)40萬t含機械漿印刷紙項目于2009年9月投產(chǎn)，厭氧污水處理系統(tǒng)沼氣量最高可達22000m³/d，日均產(chǎn)量約為20000m³，按27.63MJ/m³(6600kcal/m³)折算，全年生成的沼氣約合標(biāo)煤7300t。該技術(shù)的成功實施，不但節(jié)約資源保護環(huán)境，還能為企業(yè)創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益。將沼氣直接引入鍋爐與煤粉燃燒發(fā)電技術(shù)，工藝流程簡單，設(shè)備投資少，系統(tǒng)運行安全有保障。利用工業(yè)廢水厭氧處理過程中產(chǎn)生的沼氣，也可利用城市污水厭氧處理過程中產(chǎn)生的沼氣用來摻燒鍋爐發(fā)電，其應(yīng)用前景十分廣闊。