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1、基于数字化煤场的科学配煤掺烧实践与应用 摘 要：近年来，火电企业大力开展配煤掺烧工作，对保障燃料供应、降低经营成本起到了一定的积极作用。目前，随着电煤市场的急剧变化，如何调整煤源结构、开展精细化掺配、降低燃料成本成为摆在火电企业面前的一道难题。为了充分挖掘配煤掺烧潜力，提高企业经济效益，大唐集团结合数字化煤场建设开发了科学配煤掺烧模块，实现了企业配煤掺烧工作的科学化、精细化、数字化、智能化，提升了企业挖潜增效能力2。 关键词：数字化煤场；热力试验；数学模型；科学掺配方案 1 科学配煤掺烧工作流程（见图1） 2 科学配煤掺烧优化基本数学模型 基本数学模型：配煤掺烧配比优化计算模型由单位质量燃料成
2、本目标函数及配煤约束条件组成。以发电机组的单位质量燃料成本最低（掺配后的一吨煤经济成本最低）为目标函数进行掺烧配比优化，约束条件即混煤煤质约束，包括混煤收到基低位发热量、收到基硫分、收到基挥发分等约束。 设掺配单煤煤种数量为N，各单煤配比系数依次用x1，x2，xN表示，机组单位质量燃料成本用C表示，各单煤单位质量燃料成本分别用C1，C2，C3，C4表示。那么，配煤掺烧具体优化模型可按如下方式表示。 目标函数3： 3 科学配煤掺烧功能模块介绍 科学配煤掺烧主要流程的内容2： 3.1 企业可用煤源调研 火电企业调研确认企业周边最大范围内的可供煤源，并向生产部门提供详细的煤源可采购数量、质量范围、价
3、格区间等基础信息。 3.2 机组开展热力试验 火电企业按照可用煤源及时进行热力试验，确定不同机组、不同季节、不同负荷段、不同设备运行方式下（含影响掺烧的主要设备退出或故障）满足安全、环保、经济的相关指标边际条件，包括热值、硫份、挥发分、灰分上下限以及对应的煤耗指标等。 3.3 建立数学模型 火电企业结合热力试验数据、煤场分区、设备改造等因素，建立科学的配煤掺烧数学模型。 3.4 数字化煤场合理分区 火电企业综合考虑各煤种的类别、煤场存放条件、掺配硬件条件等因素，按照掺烧需要将煤场进行合理分区（可随时根据实际情况进行调整），建立实时动态展示的数字化煤场。 3.5 入厂煤按煤场分区堆放 燃料“三大
4、项目”按照煤场分区原则，自动指定入厂煤卸煤区域并指导堆放，实现数字化煤场各分区“收、耗、存”对应的“量、质、价”数据的滚动加权、实时展示，为配煤掺烧计算提供基础数据。 3.6 按负荷段生成配煤掺烧方案 系统综合考虑数学模型不同时间段的负荷需求下的煤质要求，按照输入系统的当前可供煤源（最大化选择）、最新煤价、库存限值（各煤种合理库存区间）等安全条件、环保条件、经济条件因素，生成实时在线的配煤掺烧方案。 3.7 配煤掺烧方案修正确认 火企业负责管理配煤掺烧的人员根据当前生产需要、环保需求、设备运行方式、煤场可用煤情况（煤场设备故障时对掺配区域的影响；特殊天气、特殊煤质对掺配区域的影响），选择、修改
5、、确定最终掺烧方案。 3.8 配煤掺烧取煤调度单下达 经负责管理配煤掺烧人员最终确认后的配煤掺烧方案，将转换成取煤调度单并通过“三大项目”系统下达至输煤专业执行。 3.9 取煤指令执行 斗轮机（或推煤机）等取料作业人员在输煤指令时间段内，按照取煤调度单到指定区域执行取煤操作（有条件的可实现斗轮机的自动控制），斗轮机未按照制定的区域取煤或取的煤量与指令不符，系统会自动进行报警提醒（有条件的可实现设备闭锁）。 3.10 数字化煤场数据联动 数字化煤场各个分区根据实际取煤情况，自动进行计算，完成取煤后数字化煤场各分区相关数据的动态变化。 3.11 指导采购调运、库存管控 火电企业根据生产掺烧的需要，
6、结合企业各煤种库存情况及时调整采购计划、进行燃料采购。 4 科学配煤掺烧功能模块展示 综合考虑各煤种的类别、煤场存放条件、掺配硬件条件等因素，按照掺烧需要将煤场进行合理分区（可随时根据实际情况进行调整），建立实时动态展示的数字化煤场。 4.1 配煤掺烧基础数据录入 录入不同机组、不同季节、不同负荷下的配煤掺烧基础数据（热力试验数据或经验数据）。同时录入设备（制粉系统、环保主设备等）故障时的基础数据。按机组、按日导入日负荷曲线（96个点，15分钟一个点）。 4.2 配煤掺烧方案生成（见图2） 4.3 取煤指令执行 斗轮机通过识址装置，实现按取煤指令的精准取煤。（见图3） 5 初步成效及总结 科学
7、配煤掺烧是新形势下企业积极适应市场变化、优化煤源结构的必然选择，是控制燃料成本、增加经济效益的内在需求4。必须进一步深化和加强配煤掺烧工作，借力数字化煤场建设，推动配煤掺烧工作向科学化、精细化发展5。 参考文献 1赵宇新.燃料“三大项目”建设探索与实践Z.2014. 2赵宇新.科学配煤掺烧探索与实践Z.2014. 3刘乐.配煤掺烧配比优化模型计算方案Z.2014. 4王喜文.工业4.0：智能工业J.物联网技术，2013（12）. 5芮祥麟.工业互联网大数据应用J.软件和信息服务，2014（10）. 作者简介：于梦强（1984-），男，本科双学位，工程师，主要从事火电厂集控运行、燃料管理等工作，主要研究方向为基于数字煤场的科学配煤掺烧、智能燃料管控。第 1 页 共 1 页
