一種火力發(fā)電廠的燃料分析系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于火力發(fā)電廠的生產(chǎn)調(diào)度領(lǐng)域，更具體地，涉及一種火力發(fā)電廠的燃料 分析系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國是以煤炭為主要能源的國家，煤炭資源在中國一次能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要的地 位。在中國電力工業(yè)構(gòu)成中，以燃煤為主的火力發(fā)電占有80%以上的比重，并且在相當(dāng)長一 段時間，這種結(jié)構(gòu)不會根本性的變化?；鹆Πl(fā)電廠的鍋爐在設(shè)計時依據(jù)的煤種為設(shè)計煤種， 是最佳的"適爐"煤種。
[0003] 然而中國煤炭資源分布不均，煤炭洗選率低，價格波動較大，交通運輸壓力大，煤 炭市場供應(yīng)形勢日益緊張，使得絕大部分火力發(fā)電廠無法燃用鍋爐的設(shè)計煤種，而需要從 煤炭市場采購并使用各種煤種。當(dāng)鍋爐燃燒非設(shè)計煤種時，各煤質(zhì)指標(biāo)偏離設(shè)計值，可能會 導(dǎo)致運行安全性下降，鍋爐效率降低和污染物排放增加，將影響鍋爐燃燒的經(jīng)濟性。另一方 面，燃料的品質(zhì)同時還與電廠的安全性和環(huán)保性密切相關(guān)。
[0004] 然而，長久以來，電廠的燃料利用、評估和優(yōu)化都停留在經(jīng)驗階段，通常采用技術(shù) 人員在電廠的長期運行過程中根據(jù)經(jīng)驗來挑選，這樣的方法可靠性較低，且過于依賴技術(shù) 人員的經(jīng)驗及技術(shù)水平，很難對燃煤進(jìn)行定量的價值評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種火力發(fā)電廠的燃料分析 系統(tǒng)，其目的在于通過生產(chǎn)信息的大數(shù)據(jù)采集和分析，由此解決火力發(fā)電廠的采購和配燒 選擇的技術(shù)問題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種火力發(fā)電廠的燃料分析系 統(tǒng)，包括生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫、鍋爐性能評估模塊、典型煤種數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)成本評估模塊、資源數(shù) 據(jù)庫、匹配模塊以及指導(dǎo)模塊；
[0007] 所述生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫用于接收和統(tǒng)計，一段時間內(nèi)機組負(fù)荷處于穩(wěn)態(tài)下不同煤種 的生產(chǎn)信息，并將該生產(chǎn)信息輸入鍋爐性能評估模塊以及生產(chǎn)成本評估模塊；
[0008] 所述鍋爐性能評估模塊用于根據(jù)所述不同煤種對應(yīng)的煤質(zhì)信息以及生產(chǎn)信息，獲 得不同煤種的鍋爐性能信息，并輸入所述典型煤種數(shù)據(jù)庫，典型煤種數(shù)據(jù)庫用于根據(jù)所述 鍋爐性能信息，選擇符合生產(chǎn)要求的煤種，并將其設(shè)定為典型煤種；
[0009] 所述生產(chǎn)成本評估模塊用于根據(jù)所述生產(chǎn)信息，獲得不同煤種的生產(chǎn)成本并進(jìn)行 貯存；
[0010] 所述資源數(shù)據(jù)庫，用于接收和貯存庫存煤種信息以及市場煤種信息，并提供給所 述匹配模塊；
[0011] 所述匹配模塊用于接收客戶端的指導(dǎo)請求，并根據(jù)指導(dǎo)請求，將庫存煤種信息或 市場煤種信息與典型煤種匹配，并把匹配結(jié)果輸入所述指導(dǎo)模塊；
[0012] 所述指導(dǎo)模塊用于根據(jù)生產(chǎn)成本，對匹配結(jié)果進(jìn)行排序，并將排序結(jié)果提供給客 戶端。
[0013] 優(yōu)選地，所述指導(dǎo)模塊還用于根據(jù)市場煤種信息對應(yīng)的采購信息，獲得采購成本， 并根據(jù)生產(chǎn)成本以及采購成本，對匹配結(jié)果進(jìn)行排序，并將排序結(jié)果提供給客戶端。
[0014] 優(yōu)選地，該燃料分析系統(tǒng)還包括燃煤調(diào)度模塊，所述燃煤調(diào)度模塊用于根據(jù)所述 指導(dǎo)模塊輸出的排序結(jié)果，優(yōu)先選擇成本信息較低的煤種進(jìn)行調(diào)度，并把調(diào)度結(jié)果反饋給 所述資源數(shù)據(jù)庫；當(dāng)資源數(shù)據(jù)庫向匹配模塊提供庫存煤種信息時，燃煤調(diào)度模塊用于從庫 存煤種向電廠進(jìn)行燃煤調(diào)度，反饋結(jié)果是使資源數(shù)據(jù)庫中庫存煤種的數(shù)量減少；當(dāng)資源數(shù) 據(jù)庫向匹配模塊提供市場煤種信息時，燃煤調(diào)度模塊用于從市場煤種向庫存煤種進(jìn)行調(diào) 度，反饋結(jié)果是使資源數(shù)據(jù)庫中庫存煤種的數(shù)量增加。
[0015] 優(yōu)選地，該燃料分析系統(tǒng)還包括信息采集模塊，用于向電廠采集生產(chǎn)信息，并輸入 所述生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫。
[0016] 優(yōu)選地，所述生產(chǎn)信息為機組負(fù)荷、主汽溫度、主汽壓力、爐膛負(fù)壓、排煙溫度、SO2 排放、嘰排放、粉塵排放、總風(fēng)量、總煤量、煙氣濃度、煙氣成分、鍋爐檢修頻率以及灰渣狀 態(tài)；所述煤質(zhì)信息為低位發(fā)熱量、揮發(fā)分、灰分、水分、硫分、灰熔點以及可磨性系數(shù)。
[0017] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述煤質(zhì)信息為低位發(fā)熱量以及硫分。
[0018] 優(yōu)選地，所述生產(chǎn)成本為制粉電耗費用、風(fēng)機電耗費用、排污費用以及煙氣凈化原 料費用。
[0019] 優(yōu)選地，所述鍋爐性能信息為鍋爐效率以及鍋爐損耗系數(shù)。
[0020] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述鍋爐損耗系數(shù)包括制粉系統(tǒng)安全性影響系數(shù)、金屬磨損 影響系數(shù)、高溫腐蝕影響系數(shù)以及結(jié)焦影響系數(shù)。
[0021] 按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種利用上述系統(tǒng)進(jìn)行煤種評估的方法，包括以 下步驟：
[0022] SI.利用生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫接收并統(tǒng)計一段時間內(nèi)，電廠機組負(fù)荷處于穩(wěn)態(tài)時，不同 煤種的生產(chǎn)信息；
[0023] S2.鍋爐性能評估模塊根據(jù)所述步驟Sl中得到的生產(chǎn)信息進(jìn)行評估，獲得不同煤 種的鍋爐性能信息并輸入典型煤種數(shù)據(jù)庫，典型煤種數(shù)據(jù)庫根據(jù)所述鍋爐性能信息，把符 合生產(chǎn)要求的煤種設(shè)定為典型煤種；
[0024] 同時，生產(chǎn)成本評估模塊根據(jù)所述生產(chǎn)信息，獲得不同煤種的生產(chǎn)成本；
[0025] S3.客戶端向所述燃料分析系統(tǒng)發(fā)送指導(dǎo)請求，然后根據(jù)指導(dǎo)請求，匹配模塊調(diào)用 資源數(shù)據(jù)庫中的庫存煤種信息或市場煤種信息，并根據(jù)煤質(zhì)信息將所述庫存煤種信息或市 場煤種信息與典型煤種相匹配，最后指導(dǎo)模塊根據(jù)成本信息對匹配結(jié)果進(jìn)行排序，并將排 序結(jié)果輸出。
[0026] 優(yōu)選地，所述一段時間為1個月以上。
[0027] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述一段時間為3個月~6個月。
[0028] 優(yōu)選地，所述步驟S3具體為：
[0029] S311.客戶端向系統(tǒng)發(fā)送燃用指導(dǎo)請求；
[0030] S312.匹配模塊調(diào)用資源數(shù)據(jù)庫中的庫存煤種信息，并根據(jù)煤質(zhì)信息將所述庫存 煤種信息與典型煤種相匹配；
[0031] S313.指導(dǎo)模塊根據(jù)生產(chǎn)成本，對匹配結(jié)果進(jìn)行排序，并將排序結(jié)果輸出。
[0032] 優(yōu)選地，所述步驟S3具體為：
[0033] S321.客戶端向所述燃料分析系統(tǒng)發(fā)送采購指導(dǎo)請求；
[0034] S322.匹配模塊調(diào)用資源數(shù)據(jù)庫中的市場煤種信息，并根據(jù)煤質(zhì)信息將所述市場 煤種信息與典型煤種相匹配；
[0035] S323.針對匹配成功的市場煤種，資源數(shù)據(jù)庫向指導(dǎo)模塊提供采購信息，指導(dǎo)模塊 根據(jù)所述采購信息，獲得不同市場煤種的采購成本；
[0036] S324.指導(dǎo)模塊根據(jù)生產(chǎn)成本與采購成本之和，對匹配結(jié)果進(jìn)行排序，并將排序結(jié) 果輸出。
[0037] 優(yōu)選地，該方法還還包括步驟S4 :燃煤調(diào)度模塊根據(jù)所述步驟S3.中輸出的排序 結(jié)果對煤種進(jìn)行調(diào)度，并把調(diào)度結(jié)果反饋給S3.中所述資源數(shù)據(jù)庫。
[0038] 總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于充分利用了 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)信息大數(shù)據(jù)，能夠取得下列有益效果：
[0039] 1、通過鍋爐性能評估模塊、生產(chǎn)成本評估模塊、匹配模塊以及指導(dǎo)模塊等自動化 的系統(tǒng)模塊，評估了煤種的生產(chǎn)成本以及對鍋爐的性能信息，減少了現(xiàn)有技術(shù)中繁瑣的人 工評估步驟；
[0040] 2、通過信息采集和統(tǒng)計分析，獲得生產(chǎn)成本以及鍋爐損耗系數(shù)等客觀的煤種評價 指標(biāo)，根據(jù)該指標(biāo)對煤種進(jìn)行分析和排序，以及減少了人為因素中由于經(jīng)驗限制帶來的不 確定性；
[0041] 3、生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫不斷進(jìn)行更新，能適應(yīng)設(shè)備改變或老化對燃料分 析帶來的影響；
[0042] 4、優(yōu)選引入燃煤調(diào)度模塊對煤種進(jìn)行調(diào)度，可以與電廠的實際生產(chǎn)和庫存管理相 結(jié)合，進(jìn)一步完善了生產(chǎn)和燃料分析的自動化流程。
【附圖說明】
[0043] 圖1是本發(fā)明燃料分析系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0044] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0045] 圖1為按照本發(fā)明的一種火力發(fā)電廠的燃料分析系統(tǒng)的示意圖，包括生產(chǎn)信息數(shù) 據(jù)庫、鍋爐性能評估模塊、典型煤種數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)成本評估模塊、資源數(shù)據(jù)庫、匹配模塊以及 指導(dǎo)t吳塊；
[0046] 所述生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫用于采集和統(tǒng)計，在時間段At內(nèi)，不同煤種電廠機組負(fù)荷 處于穩(wěn)態(tài)下的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并作為生產(chǎn)信息分別輸入鍋爐性能評估模塊以及生產(chǎn)成本評估模 塊；其中，At根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)置，一般為一個月以上，優(yōu)選為3個月~6個月；所述生產(chǎn)信 息為機組負(fù)荷、主汽溫度、主汽壓力、爐膛負(fù)壓、排煙溫度、磨煤機出口風(fēng)溫、SO 2排放、NO ,排 放、粉塵排放、總風(fēng)量、總煤量、煙氣濃度、煙氣成分、鍋爐檢修頻率、以及灰渣狀態(tài)等信息。
[0047] 所述鍋爐性能評估模塊用于根據(jù)所述生產(chǎn)信息以及對應(yīng)煤種的煤質(zhì)信息，獲得 不同煤種的鍋爐性能信息，如鍋爐效率、制粉系統(tǒng)安全性、金屬磨損、高溫腐蝕和結(jié)焦等參 數(shù)；
[0048] 其中，鍋爐效率為鍋爐理想效率-損失率；制粉系統(tǒng)安全性為s = l_nfwCfw，其中， Hfw為超過所述磨煤機出口風(fēng)溫閾值的磨煤機臺數(shù)，Cfl^根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的懲罰系數(shù)；金屬磨 損Δ I = a。、a" a2、a3、a4、85分別為與金屬材料有關(guān)的回歸 系數(shù)，與鍋爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材料有關(guān)，WsS灰粒子的速度，通常為常數(shù)值，％為金屬的溫度， 可根據(jù)生產(chǎn)信息求出；結(jié)焦情況為DT+4ST，其中DT為變形溫度，ST為軟化溫度，可根據(jù)煤 種對應(yīng)的煤質(zhì)信息求出。
[0049] 典型煤種數(shù)據(jù)庫根據(jù)不同煤種的鍋爐性能信息與設(shè)計煤種的鍋爐性能信息相除 后，得出鍋爐損耗系數(shù)，如鍋爐效率、制粉系統(tǒng)安全性影響系數(shù)、金屬磨損影響系數(shù)、高溫腐 蝕結(jié)焦影響系數(shù)等參數(shù)，如表1所示，設(shè)計煤種則系數(shù)都為1. 〇。
[0050] 表 1
[0052] 然后，典型煤種數(shù)據(jù)庫根據(jù)生產(chǎn)要求，把符合生產(chǎn)要求的煤種作為典型煤種貯存。 根據(jù)電廠不同的生產(chǎn)要求，標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。例如，把各影響系數(shù)分別設(shè)置為s(l)、s(2)、s(3) 和s (4)，把各項的權(quán)重分別設(shè)置為σ η σ 2、σ 3和σ 4，且σ ^ σ 2+ σ 3+