燃料智能管理系统研究及应用

燃料智能管理系统研究及应用

摘要：火电企业为我国国民经济发展提供了基础和保障，从当前我国大多数

火电厂发展现状来看，煤炭是火电企业生产所应用的主要燃料。随着科学技术的

进步与发展，在煤场管理中引用智能化技术，成为火电企业改革创新的必然趋势。燃料管理实现智能化，可以对煤流、信息流和资金流进行科学合理的管控，以保

障燃料管理数据的准确性、及时性，有效提高燃料管理效益，及时防范燃料管理

中存在的风险。本文对有关火电厂燃料应用的信息系统现状进行了分析，基于智

能电厂和工业互联网技术提出燃料智能管理系统的基本构架，重点对配煤掺配评

价指标和相关关键技术进行了介绍。

关键词：燃料；智能；管理

引言

煤炭作为火电企业生产经营的基础，大部分火电企业为保障生产供给，都会

根据企业实际情况，建立储煤场地，目的在于突发状况或煤炭资源供给不及时，

企业可进行正常运转，确保企业经济效益。

1燃料系统概述

在我国，火力发电厂的主要燃料是煤炭，在发电过程中不仅会污染环境，而

且发电效率也很低，目前传统的燃料管理存在一定的问题，急需解决。这就使智

能燃料系统应运而生。燃料系统的智能管理主要通过各种智能装置来适应发电厂

的工作。更具体地说，智能燃料管理系统通过连接传感器、控制器以及设备的不

同部件，使信息能够通过通信技术进行监控和传输，实现燃料管理。燃料系统智

能化管理是现代技术与信息通信技术相结合，以保证电厂燃料子系统管理的效率。燃料系统的智能化管理不仅可以准确地确定火电厂的煤源，而且可以根据燃料的

消耗情况制定科学的燃料存储方案。实现燃煤锅炉的自动化、数字化、网络化、

能源最大化的有效利用，实现各类煤炭发电的优化改造。通过将现代电厂管理系

统与燃料管理系统相结合，可以缩小电厂之间的差距。目前，燃料系统的智能化

管理是提高电厂管理水平的一个重要方面。换句话说，智能燃料管理的本质不仅

是一种技术变革，更是一种管理理念的变革。

2智能煤场管理系统功能介绍

2.1燃料管理

燃料管理主要包含计划管理、合同管理、采制化管理、库存管理、统计管理

等几个方面。（1）计划管理。计划管理对多种采购方式均适用，采购管理的作

用在于协调管理各采购计划，做好跟踪、预测和预警，协调好供应、生产和运输

之间的关系，做好煤场采购与储量管理，增强火电企业在紧急情况下的应变能力。（2）合同管理。采购部门选择确定供应商后，需双方之间签订合同，燃料合同

的规范性在于防止疏漏所产生的风险，在合同中应明确煤炭价格和煤炭质量检测

结果以及结算相应条款。除上述合同管理相关要求外，还应在合同中体现出计量、结算和付款管理等问题，合同一旦签订，火电企业应按照合同条款加强执行力度。（3）采制化管理。采购煤炭时，严把质量关，尽量避免人为因素造成的质量疏漏，确保煤炭的数量和质量。（4）调运管理。现代化运输方式多样，如：火车、汽车和轮船等，无论采用哪种方式运输，都应以规范的计量、采样，确保调运的

准确性和及时性。

2.2无人智能管理应用

无人智能煤场管理应用包括：入场智能管理、煤炭质量管理、煤炭数量管理、卸煤区监控、智能堆煤/取煤管理、入炉管理等几个方面。（1）入场智能管理。

通过外围检测设备和识别技术，对车辆信息进行自动识别，入场后根据相应提示，实现煤炭入场的智能化对接。（2）煤炭质量管理。通过制样设备和化验设备，

对采集的燃料数据进行分析，此信息需传至控制单元。（3）煤炭数量管理。传

统的煤炭数量管理是对煤炭进行人工称重，如在无人情况下，可由系统完成对运

输车辆对本次运输数据的自动化采集，进行相关数据记录。（4）卸煤区监控。

煤场入口处设置监控设备，对运输车辆的卸煤位置进行语言提示，从而达到入场

数据统计以及卸煤区域检测。

3燃料智能管理系统应用及分析

目前，燃料智能管理系统可以根据配煤掺烧预测或实际运行的配煤掺烧评价

经验，为电厂实际配煤掺烧工作提供决策建议。日常管理决策包括制定配煤掺烧

方案、筒仓加仓方案、上煤加仓方案、来煤堆放方案等具体建议。燃料智能管理

系统需要制定月度掺烧方案。根据负荷计划曲线自动配置相应的入炉控制参数，

调用采购合同计划与煤场存煤信息，形成燃煤汇总信息，根据配置的设备运行参

数与燃料参数进行全局寻优，包括选择机组每台的掺配比例、掺烧方案决策建议

与掺烧评价。通过修改掺配比功能，燃料智能管理系统可以选择其他全局配煤掺

烧方案。形成的配煤掺烧方案可以被提交至厂部审核，在通过后执行。燃料智能

管理系统中的配煤预测全面考虑机组运行的安全性、经济性及环保性。可供煤种

范围内，在不同掺烧方式（炉前预混、分磨掺烧及组合掺烧）、比例及掺烧边界

的条件下，给出最优配煤方案及机组运行建议，指导电厂制定配煤掺烧管理方案。系统主要功能包括：煤质计算评价、制粉系统运行性能预测、炉内燃烧、结渣趋

势预测、锅炉主要辅机的出力适应性预测、污染物排放及环保系统适应性预测、

电厂运行经济性预测。配煤掺烧预测平台可以对所有参与计算的方案提供简洁易

懂的决策输出，利用不同图标分配煤方案的掺烧效果，包括煤质评价、制粉系统、燃烧与结渣、辅机适应性、环保适应性和运行经济性子页面展示。系统具备多个

预测指标：（1）能够生成最佳配煤掺烧方案。针对具体的锅炉，能够指定1~3

个煤种，从安全性、环保性及经济性方面进行计算与选优，给出最佳的配煤掺烧

方案，包括掺烧煤种、掺烧方式、掺烧比例、入炉煤质参数、运行条件（负荷、

运行氧量）、发电成本及锅炉运行建议等信息；（2）能够对掺配煤种及其混煤

的煤质特性进行评价（着火、燃尽、结渣性能评价）；（3）能够对入炉煤质与

锅炉及其主要辅机的安全适应性给出预测，包括低负荷稳燃、炉内各部位结渣、

制粉系统安全特性等；（4）能够对机组运行的环保适应性给出预测，包括脱硫、脱硝、除尘系统的出力及排放；（5）能够对燃料成本及机组运行经济性给出预测，具体包括带负荷能力、燃料成本及机组运行成本。基于机组运行数据（SIS

系统、可视化系统），电厂配煤掺烧方案的安全性评价能够根据煤流（取料、配煤、加仓、入炉）信息（质、量、价）自动跟踪入炉煤质，自动选取稳定工况进

行分析，并对机组运行的安全性、环保性及经济性进行评价，自动给出配煤掺烧

方案的评价等级（优、良、不可行），评价结果自动形成掺烧经验库。经验库可