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【摘 要】我国煤炭资源分布不均，品种繁多。为了保证生产或提高运行效率，火电企业往往被动或主动地掺合非设计煤种。配煤技术已成为提高火电机组安全性、环保性和经济性的重要手段。随着国家节能减排政策的进一步推进，建设智能化、实时化、在线化的配煤决策平台，促进信息集成和智能化已成为各火电厂的迫切要求。对电厂燃料侧进行操作，实现配煤的精细化管理。
【关键词】燃料全过程；在线配煤；掺烧系统
1配煤燃烧技术概述
以传统配煤技术为基础，结合电厂燃料全过程管理及运行监控系统，研究了配煤及燃料全过程管理的关键影响因素及优化模型。通用配煤技术的具体业务流程如下。1）购煤依据煤炭市场信息及当前库存情况等，通过煤质数据库、配煤掺烧预测平台及掺烧经验库进行优化决策，在保障机组安全环保运行的基础上，给出最经济购煤方案。2）堆煤根据采购的煤源结构和已制定的配煤掺烧方案，依据配煤掺烧条件（配煤设备及配煤方式）对煤场每个区域堆放的煤种进行规划与统筹分配，制定来煤堆放方案。在堆煤方案的基础上，对每班来煤批次，依据来煤类别、当前库存信息，给出入厂每批次煤的具体堆放位置。3）配煤与燃烧在煤种范围及不同掺烧方式（预混、分磨等）、不同比例掺烧及边界条件下，进行燃烧效果寻优匹配计算，给出最优配煤方案及掺烧运行建议，指导电厂配煤掺烧管理，并实时统计分析选定掺烧工况运行数据，评价掺烧效果。4）上煤根据掺烧方案、煤场库存结构及上煤设备运行状态，制定每班上煤建议，包括判断掺烧方案所需燃煤在煤场的存煤、堆放量、堆放段位及斗轮机、输煤皮带等取煤设备的当前状态是否可以满足，如果满足则给出具体的上煤煤种、煤量及取煤位置、次序等信息，如果不满足则给出相应的警告提示。5）排放通过监测SO2、NOx与粉尘等运行数据及环保设备运行状况，判断掺烧方案的环保性。
2软件系统架构
在线配煤系统基于B/S结构，以广义配煤技术为核心。并与燃料全过程管理系统、厂级监控信息系统、中国电煤数据库建立接口，获取相关数据和业务外围支持。系统主要包括配煤预测模块、配煤管理模块、配煤方案评价模块、堆煤推荐模块、购煤推荐管理模块。系统选取TDMP（TPRIdevelopmentmanagerplatform）作为前端应用开发框架，后台采用计算站程序和测点服务作为服务支撑。前端主要通过TDMP平台调用配煤掺烧数据库进行各种数据的预测方案及预测结果等信息的展示。TDMP对计算站程序调用进行煤质匹配和请求预测，对测点服务调用显示趋势图和获取数据的超限信息。
软件系统和外部燃料系统需要集成，在页面上，外部燃料系统通过httplink打开配煤掺烧页面，并通过JavaScript（JS）调用传递参数；在数据层，配煤掺烧通过访问燃料系统数据库获得煤场动态及煤质信息，将煤场信息加入掺烧方案。
系统Web端通过统一信息管理平台由TDMP集成开发平台开发构建。整个平台分为独立运行的服务端和开发管理客户端，其中服务端单独部署，作为业务处理的唯一引擎；开发管理客户端面向开发及后期管理人员，在可视化操作界面对服务端进行数据修改，服务端的运行不依赖开发管理客户端。
为了能够实现系统的可灵活配置、松耦合、可重用性以及可维护性，服务器端的架构采用面向组件的业务流程组装模式，将数据的显示、视图渲染以及事件的处理交由客户端MVC架构的JavaScript组件来完成，浏览器与服务器端采用面向纯业务数据的开发模式。图4为在线配煤掺烧系统整体部署。
3软件模块功能
3.1燃油混合管理模块
该模块根据现有的预测方案对相应的配煤方案进行分析和管理，并在配煤方案实施时对储煤和仓储情况进行检查。该模块包括对配煤方案的添加、查询和修改，对煤场配煤方案中所用煤的堆放情况进行检查，对配煤方案中增加仓的建议和历史配煤仓的记录。
3.2混合方案评价模块
该模块基于发电厂SIS实时数据库。通过数据挖掘技术，在线评估实际的混合操作条件，跟踪混合操作的效果，并通过反馈优化混合模型。进一步改进了混合方案，实现了混合的闭环管理。最后，建立了一个开放的融合体验数据库。
3.3堆煤建议模块
根据采购的煤源结构（购煤计划）和制定的配煤方案，根据配煤条件（配煤设备和配煤方式），模块对煤场区域划分（或配煤SIL）进行规划和协调。o）各区域煤炭堆放类型，制定煤炭堆放方案。在煤炭堆放计划的基础上，根据入厂煤种和现有库存信息，给出了每批煤炭的具体堆放位置，并对入厂煤堆放的形成提出了建议。
3.4煤炭采购建议管理模块
该模块根据煤炭市场的信息，适应煤炭品种、经济煤种、所需煤种和目前的库存情况，通过煤质数据库、配煤预测平台和配煤经验数据库进行优化决策，给出了最佳的经济效益。在保证机组安全环保运行的基础上，制定合理的煤炭采购方案。
4在线灰分仪的安装和使用
（1）在线测灰仪的安装。为能准确及时梭测胶带上物料的质量状况，2006年站在入仓前煤炭运输皮带上安装了XR-5200W在线灰分仪，并在调度值班室旋放置电脑来显示灰分值曲线等。通过调整在线灰分仪内部参数，在线灰分仪一分钟取得55个以上的灰分值，再平均，才能显示一个灰分值的点，由每个点组成曲线，也可查询时间段的灰分平均值。（2）在线灰分仪的使用。使用初期，在线灰分仪的测量速度虽快，但数据时常偏离真值。以及经常被雷电击坏，为此，站如何应用好在线灰分仪，保证配煤质量，增加经济效益进行了专题技术攻关。1）根据在线灰分仪测量原理，在仪器结构等方面寻找容易被雷击的原因。分析雷电是通过电源电缆和通讯电缆来传导瞬间高压，击坏控制电路板，经过对在线灰分仪装置单独设地线，与厂中性线保护接地线分开，并把通讯电缆穿入带有屏蔽的铝塑管对感应雷电和干扰信号的屏蔽，保证了在线灰分仪的正常使用；2）对影响在线灰分仪测量因素行分析：运输皮带上煤层厚度的变化，设置几条不同品种的曲线来测量。
5应用实例
该系统已应用于某电厂。系统综合考虑了电厂的燃煤结构、配煤条件、锅炉设计改造参数和燃料信息。通过电厂燃料系统的接口，获取煤场的煤料信息、入厂煤信息和入仓煤信息。在配煤预测模型的基础上，提出了配煤优化方案，并利用SIS软件得到了配煤的稳定工况。利用这些数据对实际配煤情况进行了评价，建立了配煤经验数据库，实现了配煤决策系统的闭环管理。在此基础上，为电厂的购煤、堆煤、配煤和装煤提供了科学的指导。
系统通过调用负荷计划自动配置相应的输入控制参数，然后调用采购合同计划和煤场信息。然后，根据设备运行参数和燃料参数，调用后台程序对各机组的混合比、可行性和经验进行优化。
根据配煤方案和煤场煤质结构，制定了煤仓日装填方案。该模块自动调用料仓目标值和煤场储煤信息，然后调用配煤燃烧预测后台程序，优化料仓添加量，消除了采煤设备运行条件不满足，得出各配煤筒仓的可选方案。可选方案可根据配煤价格、发热量、硫含量等因素進行排序，最终形成筒仓。仓库新增计划。
结论
根据广义配煤的关键技术，在燃料全过程的基础上，开发了集燃料规划、入厂、现场储存、堆放、配煤、配煤、优化运行于一体的模块化、商业化的在线配煤系统软件。以及排放标准。
软件系统包括配煤预测、配煤管理、配煤方案评价、堆煤建议、购煤建议管理等业务模块。系统通过锅炉设计参数、煤种信息、负荷分配、煤场库存、历史配煤评价、设备运行情况等条件，预测出满足安全、环保、经济要求的最佳配煤方案。
参考文献：
[1]滕飞，杨洪波.火电厂掺烧非设计煤种的经济性分析[J].热电技术，2018（3）：14-16.
[2]李自怡.基于目标成本管理的火电厂成本控制体系[J].电网与清洁能源，2018，30（4）：36-39.
（作者单位：华能海南发电股份有限公司东方电厂）
【关键词】燃料全过程；在线配煤；掺烧系统
1配煤燃烧技术概述
以传统配煤技术为基础，结合电厂燃料全过程管理及运行监控系统，研究了配煤及燃料全过程管理的关键影响因素及优化模型。通用配煤技术的具体业务流程如下。1）购煤依据煤炭市场信息及当前库存情况等，通过煤质数据库、配煤掺烧预测平台及掺烧经验库进行优化决策，在保障机组安全环保运行的基础上，给出最经济购煤方案。2）堆煤根据采购的煤源结构和已制定的配煤掺烧方案，依据配煤掺烧条件（配煤设备及配煤方式）对煤场每个区域堆放的煤种进行规划与统筹分配，制定来煤堆放方案。在堆煤方案的基础上，对每班来煤批次，依据来煤类别、当前库存信息，给出入厂每批次煤的具体堆放位置。3）配煤与燃烧在煤种范围及不同掺烧方式（预混、分磨等）、不同比例掺烧及边界条件下，进行燃烧效果寻优匹配计算，给出最优配煤方案及掺烧运行建议，指导电厂配煤掺烧管理，并实时统计分析选定掺烧工况运行数据，评价掺烧效果。4）上煤根据掺烧方案、煤场库存结构及上煤设备运行状态，制定每班上煤建议，包括判断掺烧方案所需燃煤在煤场的存煤、堆放量、堆放段位及斗轮机、输煤皮带等取煤设备的当前状态是否可以满足，如果满足则给出具体的上煤煤种、煤量及取煤位置、次序等信息，如果不满足则给出相应的警告提示。5）排放通过监测SO2、NOx与粉尘等运行数据及环保设备运行状况，判断掺烧方案的环保性。
2软件系统架构
在线配煤系统基于B/S结构，以广义配煤技术为核心。并与燃料全过程管理系统、厂级监控信息系统、中国电煤数据库建立接口，获取相关数据和业务外围支持。系统主要包括配煤预测模块、配煤管理模块、配煤方案评价模块、堆煤推荐模块、购煤推荐管理模块。系统选取TDMP（TPRIdevelopmentmanagerplatform）作为前端应用开发框架，后台采用计算站程序和测点服务作为服务支撑。前端主要通过TDMP平台调用配煤掺烧数据库进行各种数据的预测方案及预测结果等信息的展示。TDMP对计算站程序调用进行煤质匹配和请求预测，对测点服务调用显示趋势图和获取数据的超限信息。
软件系统和外部燃料系统需要集成，在页面上，外部燃料系统通过httplink打开配煤掺烧页面，并通过JavaScript（JS）调用传递参数；在数据层，配煤掺烧通过访问燃料系统数据库获得煤场动态及煤质信息，将煤场信息加入掺烧方案。
系统Web端通过统一信息管理平台由TDMP集成开发平台开发构建。整个平台分为独立运行的服务端和开发管理客户端，其中服务端单独部署，作为业务处理的唯一引擎；开发管理客户端面向开发及后期管理人员，在可视化操作界面对服务端进行数据修改，服务端的运行不依赖开发管理客户端。
为了能够实现系统的可灵活配置、松耦合、可重用性以及可维护性，服务器端的架构采用面向组件的业务流程组装模式，将数据的显示、视图渲染以及事件的处理交由客户端MVC架构的JavaScript组件来完成，浏览器与服务器端采用面向纯业务数据的开发模式。图4为在线配煤掺烧系统整体部署。
3软件模块功能
3.1燃油混合管理模块
该模块根据现有的预测方案对相应的配煤方案进行分析和管理，并在配煤方案实施时对储煤和仓储情况进行检查。该模块包括对配煤方案的添加、查询和修改，对煤场配煤方案中所用煤的堆放情况进行检查，对配煤方案中增加仓的建议和历史配煤仓的记录。
3.2混合方案评价模块
该模块基于发电厂SIS实时数据库。通过数据挖掘技术，在线评估实际的混合操作条件，跟踪混合操作的效果，并通过反馈优化混合模型。进一步改进了混合方案，实现了混合的闭环管理。最后，建立了一个开放的融合体验数据库。
3.3堆煤建议模块
根据采购的煤源结构（购煤计划）和制定的配煤方案，根据配煤条件（配煤设备和配煤方式），模块对煤场区域划分（或配煤SIL）进行规划和协调。o）各区域煤炭堆放类型，制定煤炭堆放方案。在煤炭堆放计划的基础上，根据入厂煤种和现有库存信息，给出了每批煤炭的具体堆放位置，并对入厂煤堆放的形成提出了建议。
3.4煤炭采购建议管理模块
该模块根据煤炭市场的信息，适应煤炭品种、经济煤种、所需煤种和目前的库存情况，通过煤质数据库、配煤预测平台和配煤经验数据库进行优化决策，给出了最佳的经济效益。在保证机组安全环保运行的基础上，制定合理的煤炭采购方案。
4在线灰分仪的安装和使用
（1）在线测灰仪的安装。为能准确及时梭测胶带上物料的质量状况，2006年站在入仓前煤炭运输皮带上安装了XR-5200W在线灰分仪，并在调度值班室旋放置电脑来显示灰分值曲线等。通过调整在线灰分仪内部参数，在线灰分仪一分钟取得55个以上的灰分值，再平均，才能显示一个灰分值的点，由每个点组成曲线，也可查询时间段的灰分平均值。（2）在线灰分仪的使用。使用初期，在线灰分仪的测量速度虽快，但数据时常偏离真值。以及经常被雷电击坏，为此，站如何应用好在线灰分仪，保证配煤质量，增加经济效益进行了专题技术攻关。1）根据在线灰分仪测量原理，在仪器结构等方面寻找容易被雷击的原因。分析雷电是通过电源电缆和通讯电缆来传导瞬间高压，击坏控制电路板，经过对在线灰分仪装置单独设地线，与厂中性线保护接地线分开，并把通讯电缆穿入带有屏蔽的铝塑管对感应雷电和干扰信号的屏蔽，保证了在线灰分仪的正常使用；2）对影响在线灰分仪测量因素行分析：运输皮带上煤层厚度的变化，设置几条不同品种的曲线来测量。
5应用实例
该系统已应用于某电厂。系统综合考虑了电厂的燃煤结构、配煤条件、锅炉设计改造参数和燃料信息。通过电厂燃料系统的接口，获取煤场的煤料信息、入厂煤信息和入仓煤信息。在配煤预测模型的基础上，提出了配煤优化方案，并利用SIS软件得到了配煤的稳定工况。利用这些数据对实际配煤情况进行了评价，建立了配煤经验数据库，实现了配煤决策系统的闭环管理。在此基础上，为电厂的购煤、堆煤、配煤和装煤提供了科学的指导。
系统通过调用负荷计划自动配置相应的输入控制参数，然后调用采购合同计划和煤场信息。然后，根据设备运行参数和燃料参数，调用后台程序对各机组的混合比、可行性和经验进行优化。
根据配煤方案和煤场煤质结构，制定了煤仓日装填方案。该模块自动调用料仓目标值和煤场储煤信息，然后调用配煤燃烧预测后台程序，优化料仓添加量，消除了采煤设备运行条件不满足，得出各配煤筒仓的可选方案。可选方案可根据配煤价格、发热量、硫含量等因素進行排序，最终形成筒仓。仓库新增计划。
结论
根据广义配煤的关键技术，在燃料全过程的基础上，开发了集燃料规划、入厂、现场储存、堆放、配煤、配煤、优化运行于一体的模块化、商业化的在线配煤系统软件。以及排放标准。
软件系统包括配煤预测、配煤管理、配煤方案评价、堆煤建议、购煤建议管理等业务模块。系统通过锅炉设计参数、煤种信息、负荷分配、煤场库存、历史配煤评价、设备运行情况等条件，预测出满足安全、环保、经济要求的最佳配煤方案。
参考文献：
[1]滕飞，杨洪波.火电厂掺烧非设计煤种的经济性分析[J].热电技术，2018（3）：14-16.
[2]李自怡.基于目标成本管理的火电厂成本控制体系[J].电网与清洁能源，2018，30（4）：36-39.
（作者单位：华能海南发电股份有限公司东方电厂）