火力发电厂燃料管理体系的建立

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,火力发电厂燃料管理 体系的建立,火力发电厂燃料管理是一项复杂的系统工程，涉及燃料订货、采购、接卸、验收化验及车辆管理、费用结算、配煤燃烧、煤场管理、统计核算等一系列工作，而燃料管理体系主要包括燃料的供给、耗用和储存管理三个环节。目前，火力发电厂燃料管理仍较粗放，多数未用系统论的观点来综合考虑三个环节的联系、协调，使得三个管理环节相互脱节，操作无序，组织随意性比较大，直接导致燃烧不经济、损耗增大，针对目前火力发电厂燃料管理及本钱分析存在的问题，研究建立和开发燃料管理体系及本钱分析优化系统，对实现燃料科学管理，降低发电本钱，提高电厂运行的经济性和平安性具有十分重要的意义。,1,背景及意义,目前，国内对火力发电厂燃料管理的研究还存在缺乏：,1缺乏对建立燃料管理体系的研究，燃料管理中存在的问题未得到系统分析和解决；,2信息系统建设不够合理，数据的查询和本钱分析繁琐、不够深入，不能对燃料的采购、消耗和储存做出灵敏的反映，极易延误燃料管理的决策；,3燃煤优化的研究未结合火力发电厂的实际条件，给燃料管理及锅炉运行提供经济性指导。,上述存在的缺乏制约着火力发电厂燃料管理效益的提高。研究建立燃料管理体系及本钱分析优化系统，研究开发燃料管理信息系统，解决上述存在的缺乏已成目前燃料管理的一项重要工作。,1.1,课题的提出,1分析燃料管理过程，设计燃料管理流程。,分析实现燃料管理目标的影响因素和解决方法，研究燃料供给、耗用、储存相互之间独立性、相互作用问题，建立一种管理模式，使之间协调有效工作；根据管理模式设计管理流程。,2设计储存管理方案,根据锅炉燃烧要求和现有煤源及煤场情况合理划分煤场，确定存储方式；分析平安性生产及经济性对燃煤储存的要求，确定煤场合理的储存量约束。,3设计耗用管理及供给管理方案,分析燃煤耗用及供给的目标要求，研究以本钱优化为核心内容的管理方法。,1.2,燃料管理体系的建立的主要工作,2,管理流程设计,首先综合考虑外部环境与现有储存情况制定燃料的储存约束总储存量及分煤质储存量，再结合矿点方案及煤场储存结果，分别对燃料供给及耗用本钱进行优化，最后供给和耗用的结果再指导储存约束的制定。,供给及耗用过程优化是程序化、不确定型决策过程，为减少决策的复杂程度提高可操作性，外部环境状态在较短时间内可认为是确定的，即煤矿根本情况、燃煤的采购量、燃煤的耗用量及质量要求是确定的，该时间段的决策采用确定型决策方法。对于不确定因素带来的风险可采用备选方案等手段来防范。,储存约束是该管理系统的核心，它所确定的储存量及质量要求是供给及耗用优化的根底，其合理性是系统实现最优的关键。储存约束的制定是不确定型决策，其过程难以量化，主要依靠充分的调查研究和经验来完成的，同时需要系统信息的充分反响来指导其完善。,2.1,设计思路,物流系统由所处的环境、系统输入、输出、处理等几方面构成，模式为输入,-,转化,-,输出。燃料物流系统模式用图,2.1,所示进行描述：,2.2,系统模式,系统处理：,燃料储存及混配、信息处理,输出：,入炉燃料、信息,输入：,入厂燃料、信息,外 部 系 统,物质流,信息流,反响,图2.1 火力发电厂的燃料物流系统模式图,说明：输入信息包括：供给燃料的价格、质量、数量及供煤单位名称等；,输出信息包括：耗用的经济性及耗用煤质的稳定性、适应性等情况；,系统处理中信息处理包括：煤场储煤数量、质量及价格等统计情况；,系统外部环境包括：机组对燃煤的数量质量要求、煤炭生产情况、煤炭市场价格情况、运输情况、煤矿供给能力等。,根据系统动力学，物流系统分为物质流和信息流，其中信息流中信息反响是形成决策的根本要素。系统实施中不是机械的执行预定方案，而是根据信息反响的新情况对于原有方案进行及时调整和修正。,在燃料物流系统中，供给、耗用、储存子系统都存在信息反响，子系统之间的信息反响构成系统的信息反响。,根据燃料管理流程设计思路，储存约束作为系统管理的核心，也是系统信息反响的核心。储存约束信息输入至系统，系统的信息最终反响到储存约束，如：某一煤种在特定锅炉燃烧一定时期的绩效表现指导储存约束方案的制定；煤场储存结果及实际进厂煤的情况对储存约束方案的合理性提供反响信息。储存约束根据系统反响的信息进行调整，使系统整体趋于最优。,系统管理信息流程见图2.2。,2.2,系统模式,2.2,系统模式,矿点计划,煤场储存约束,供应,储存,耗用,燃烧结果,煤场储存结果,图,2.2,系统管理信息流程图,储存约束作为系统信息反响的核心，其形成要随燃料市场、发电市场等外部环境影响的反响而调整，是动态的、开放的，能反映物流信息功能。该模式将储存约束确定为系统与外部环境结合的切入点，有利于接受外部信息，符合客观实际，使系统的调整优化具有可操作性。,2.2,系统模式,未来发生不确定因素造成系统的风险。该系统中不确定因素主要有两点：外部煤炭市场变化及运输环节出现问题等外部环境不确定因素，即矿点情况多变；发电负荷及电站锅炉健康状况的不确定因素，即燃烧要求多变。对不确定因素的合理处理可降低系统风险。本系统消化这一风险采取方法为：,缩短优化周期，随时间的缩短不确定因素将减少；,对于含有较多不确定因素的方案要制定备选方案；,采用合理的储存管理模式在应对变化时将利于备选方案的调整。,2.3,风险防范,火力发电厂为平安生产都设有储煤场，其目的是：,合理储藏一定数量的燃料，保证燃料不间断的供给；,调剂来煤的余缺，缓解供需的矛盾；,上煤混配掺烧后保证煤质符合锅炉的要求；,防止外部条件变化应急燃料的储藏。,3,燃料储存管理方案,火力发电厂电站锅炉要求燃煤在规定时间内必须着火、必须燃尽，发挥出全部热量，以提高锅炉效率，否那么将造成损失。,燃煤质量指标包括挥发分、发热量、灰分、水分、灰的熔融特性、硫分，具体指标要求如下：,挥发分是煤质重要指标，是判断煤的着火性能、燃烧稳定性的首要指标。挥发分高的煤着火性能好、燃烧稳定。,发热量是煤质的另一个重要指标。作为动力燃料，发热量越大经济价值越大。从大量煤质统计规律可知，煤的收到基低位发热量是水分、灰分、挥发分的函数，不是一个独立变量。,3.1,储存燃煤的质量与数量要求,灰分对燃烧的影响首先表达在对着火的影响。煤中含灰量大使火焰传播速度减慢、着火推迟，燃烧稳定性差。灰分大也会使燃烬程度差，机械燃烧热损失增加。灰分增加使受热面污染和磨损加剧，导致锅炉事故率增加。,水分大导致局部热量消耗在水分增加和过热，使炉膛燃烧温度水平降低，导致稳定性下降，并使排烟体积增加、排烟温度升高、热损失增加，最终造成锅炉热效率降低、发电煤耗增加。水分过多还将造成原煤流散性恶化，引起原煤斗、给煤机原煤粘结堵塞。,3.1,储存燃煤的质量与数量要求,灰的熔融特性对锅炉运行影响很大。固态排渣煤粉炉在燃烧灰熔点低的煤时，将会结渣。液态排渣炉燃烧灰熔点较高的煤时又不能顺利排渣。,硫分虽然是可燃物质，但含量过高会引起锅炉腐蚀和堵灰，并造成大气污染。,火力发电厂煤场储煤来源广泛，不同煤种的质量指标各异，燃煤需要进行掺配才能到达燃用要求。为此，煤场储存煤种之间要保持一定的比例，以此保证燃煤掺配的需求。在实际应用中，合理划分煤场，将来煤分类后储存，既能直观表达煤种分布，又能方便耗用中进行掺配。,3.1,储存燃煤的质量与数量要求,火力发电厂燃料储存数量要保证平安生产所需，要求储存控制的方式采用连续观测库存控制系统固定量系统，即当库存煤量下降至某限度时立即进行补充，以保持一定的储存量。储存量的保持水平是在准确分析市场及需求的根底上合理评价储存持有本钱、订货本钱与缺货本钱而确定的不同煤种的储存结构及总量。,3.1,储存燃煤的质量与数量要求,储存方案的设计目标为有利于混配燃烧，减少储煤损失，降低储煤热损和减少流动资金占用，要求确定储存总量及不同煤质的储存量。储存量根据日耗量、季节、市场进行确定，是不确定型决策，主要依靠充分的调查研究和经验完成的。存贮论方法作为国外研究燃料储藏量的有效方式，由于我国燃料资源开发布局、交通运输及市场方面原因，在国内应用有一定困难。为便于实施，本论文结合电厂实际经过摸索后采用定量分析结合经验判断的方法进行燃料储藏量确实定。,3.2,储存方案的设计,1总储存量确实定,储存量确定模式以分月耗煤量为依据，参照上一年度资料进行分析计算，并结合影响当期储藏煤量的主客观因素确定当月储藏量。具体计算方法如表2.4及表2.5所示。该模式可推广应用至周，以确定本周储藏量。,3.2,储存方案的设计,3.2,储存方案的设计,表,2.4 2003,年收耗煤资料统计表,月份,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,平均日进量（吨）,8782,7015,7117,6841,6513,5156,4036,4183,4016,6413,8655,8020,平均日耗量（吨）,8224,7669,8246,7849,6657,5920,4001,3721,4096,6854,7862,7566,最大日进量（吨）,11156,10055,10693,9814,9951,7852,7311,8193,7686,11534,10974,10896,最小日进量（吨）,3044,3417,2572,2335,1172,1903,2258,1540,2498,2938,6608,2793,最大日耗量（吨）,88872,8877,9195,8915,8082,7992,4787,5534,5340,8648,8660,8744,最小日耗量（吨）,77045,6002,6979,5835,4805,4188,2258,2398,1929,4709,5918,5790,不均匀收耗（吨）,55828,5460,6623,6580,6910,6089,2592,3994,2842,5710,2052,5951,平均耗进比（,%,）,00.94,1.09,1.16,1.15,1.02,1.15,0.99,0.89,1.02,1.07,0.91,0.94,最大耗进比（,%,）,1.08,1.16,1.12,1.14,1.21,1.35,1.20,1.49,1.30,1.26,1.10,1.16,注：平均耗进比,=,平均日耗量,/,平均日进量,最大耗进比,=,最大日耗量,/,平均日耗量,不均匀收耗,=,最大日耗量,-,最小日进量,3.2,储存方案的设计,表2.5 2004年分月储藏煤量计算表,月份,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,发电量,（亿千瓦时）,4.50,4.00,4.30,4.40,4.00,3.00,2.20,2.20,2.30,4.00,4.40,4.50,耗煤量,（万吨）,23.40,20.80,22.36,22.88,20.80,15.60,11.44,11.44,11.96,20.80,22.88,23.4,日均耗煤量,（万吨）,0.75,0.72,0.72,0.76,0.67,0.52,0.39,0.39,0.39,0.67,0.76,0.75,4,日保险储备量（万吨）,3.00,2.88,2.88,3.04,2.68,2.08,1.56,1.56,1.56,2.68,3.04,3.00,不均匀进煤储备（万吨）,0.58,0.55,0.66,0.66,0.69,0.61,0.25,0.40,0.28,0.57,0.21,0.60,平均经常储备,（万吨）,0.75,0.78,0.84,0.87,0.68,0.60,0.39,0.39,0.40,0.72,0.76,0.75,最高经常储备,（万吨）,0.81,0.91,0.94,1.00,0.83,0.81,0.47,0.58,0.52,0.90,0.84,0.87,最高储备,（万吨）,4.39,4.34,4.48,4.70,4.20,3.50,2.28,2.54,2.36,4.15,4.09,4.47,3.2,储存方案的设计,注：平均经常储藏量=平均日耗煤量平均耗进