本發(fā)明屬發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種火電廠燃料全過程管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，我國80％的電力是由以煤炭為燃料的火電供應(yīng)的，燃料成本占發(fā)電企業(yè)成本的75％左右，控制燃料成本是火電廠降低成本的關(guān)鍵。燃料的管理無疑是降低成本、提高效益、抗御市場風(fēng)險(xiǎn)的有效方式，是提高企業(yè)管理水平，提高燃料質(zhì)量，降低燃料成本的重要環(huán)節(jié)。由于受幾十年來計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的影響，目前燃料的各個(gè)環(huán)節(jié)，都不同程度地存在著不盡人意的因素；同時(shí)也存在經(jīng)營手段落后、管理形式不適應(yīng)等情況，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本不能最大限度地降低；此外，通過手動方式分析氣體濃度來調(diào)節(jié)煙氣脫硝(SCR)裝置噴氨量的方式，也無法實(shí)現(xiàn)監(jiān)測與實(shí)際調(diào)整的同步，容易使機(jī)組存在的隱患問題進(jìn)一步放大。如何利用先進(jìn)的技術(shù)管理手段加強(qiáng)對燃料的全過程智能管理，降低管理工作對人員的依賴性，減少燃料的成本，提高煙氣脫硝裝置的運(yùn)行效率已成為火力發(fā)電企業(yè)亟需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題是：提供一種火電廠燃料全過程智能管理系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種火電廠燃料全過程智能管理系統(tǒng)，包括燃料采購子系統(tǒng)、庫存管理子系統(tǒng)、燃料堆取子系統(tǒng)、配煤決策子系統(tǒng)、燃燒優(yōu)化子系統(tǒng)、噴氨控制子系統(tǒng)及相關(guān)的攝像頭、傳感器、氣體分析儀、計(jì)算機(jī)終端、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

所述燃料采購子系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)煤炭燃料采購優(yōu)化決策的功能，其至少應(yīng)由煤種數(shù)據(jù)庫模塊、燃煤成本利潤計(jì)算模塊、煤炭品質(zhì)分析模塊、用煤 預(yù)測模塊、用煤統(tǒng)計(jì)模塊、礦點(diǎn)評價(jià)模塊、采購決策模塊組成。

所述庫存管理子系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)煤炭庫存優(yōu)化及煤炭進(jìn)場管理的功能，其至少應(yīng)由煤場4D地圖模塊、煤炭余量管理模塊、用煤預(yù)測模塊、煤炭計(jì)劃進(jìn)場管理模塊、庫存最優(yōu)計(jì)算模塊構(gòu)成。

所述燃料堆取子系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)煤炭燃料自動堆取的管理功能，其至少應(yīng)由配煤決策、取煤決策、堆料決策、取煤記錄、來煤信息輸入、堆煤決策、堆煤記錄模塊構(gòu)成。

所述配煤決策子系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)不同種類煤炭智能混和配置的功能，其至少應(yīng)由配煤決策模塊、取煤決策模塊、來煤信息輸入模塊、取煤記錄模塊、堆煤決策模塊、堆煤記錄模塊構(gòu)成。

所述燃燒優(yōu)化子系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)燃料燃燒優(yōu)化策略調(diào)整及燃燒評價(jià)功能，其至少應(yīng)由煤倉動態(tài)監(jiān)視模塊、全程能耗評估模塊、摻燒智能評價(jià)模塊、鍋爐燃燒效率評價(jià)模塊、燃燒優(yōu)化策略調(diào)整模塊構(gòu)成。

所述噴氨控制子系統(tǒng)具有提高煙氣脫硝裝置運(yùn)行管理水平及運(yùn)行效率功能，其至少應(yīng)由SCR出口及入口NO_X/O₂濃度監(jiān)測模塊、SCR出口NH₃濃度監(jiān)測模塊、噴氨控制器模塊、遠(yuǎn)程電控調(diào)節(jié)模塊構(gòu)成；所述噴氨控制子系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)包含氮氧化物傳感器、氣體成份分析儀、高溫伴熱型采樣探頭；所述遠(yuǎn)程電控調(diào)節(jié)模塊至少包含電動調(diào)節(jié)閥、標(biāo)準(zhǔn)通訊接口、DCS數(shù)據(jù)傳輸通道。

所述攝像頭用于煤場、煤倉的監(jiān)測，需要具備以太網(wǎng)通信接口；所述計(jì)算機(jī)終端需要具備網(wǎng)絡(luò)接口、人機(jī)操作輔助設(shè)備；所述服務(wù)器至少包含軟件系統(tǒng)運(yùn)行服務(wù)器、通信管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包含交換機(jī)、路由器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是：

一、本發(fā)明可以在火電廠擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)煤種的摻燒比例，降低燃煤采購成本；

二、本發(fā)明通過科學(xué)配比和燃燒優(yōu)化，在同等燃煤條件下，可提高鍋爐效率，降低供電煤耗；

三、本發(fā)明通過庫存、堆取、配煤、燃燒全過程優(yōu)化，可降低燃煤熱 值損耗，減少庫存占用資金；

四、提高煙氣脫硝裝置的運(yùn)行管理水平及運(yùn)行效率，降低火電廠對大氣污染物的排放。

附圖說明

圖1為火電廠燃料全過程智能管理系統(tǒng)示意圖。

圖2為燃料采購子系統(tǒng)示意圖。

圖3為庫存管理子系統(tǒng)示意圖。

圖4為燃料堆取子系統(tǒng)示意圖。

圖5為配煤決策子系統(tǒng)示意圖。

圖6為燃料優(yōu)化子系統(tǒng)示意圖。

圖7為煙氣脫硝裝置噴氨控制子系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明一種火電廠燃料全過程智能管理系統(tǒng)，包括燃料采購子系統(tǒng)1、庫存管理子系統(tǒng)2、燃料堆取子系統(tǒng)3、配煤決策子系統(tǒng)4、燃燒優(yōu)化子系統(tǒng)5及相關(guān)的攝像頭、氣體分析儀、傳感器、計(jì)算機(jī)終端、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

如圖2所示，所述燃料采購子系統(tǒng)1由煤種數(shù)據(jù)庫模塊101、燃煤成本利潤計(jì)算模塊102、煤炭品質(zhì)分析模塊103、用煤預(yù)測模塊104、用煤統(tǒng)計(jì)模塊105、礦點(diǎn)評價(jià)模塊106、采購決策模塊107構(gòu)成。

如圖3所示，所述庫存管理子系統(tǒng)2由煤場4D地圖模塊201、煤炭余量管理模塊202、用煤預(yù)測模塊203、煤炭計(jì)劃進(jìn)場管理模塊204、庫存最優(yōu)計(jì)算模塊205構(gòu)成。

如圖4所示，所述燃料堆取子系統(tǒng)3由配煤決策模塊301、取煤決策模塊302、來煤信息輸入模塊303、取煤記錄模塊304、堆煤決策模塊305、堆煤記錄模塊306構(gòu)成。

如圖5所示，所述配煤決策子系統(tǒng)4由配煤人工干預(yù)模塊401、配煤知識庫402、周用煤計(jì)劃制定模塊403、煤場狀況統(tǒng)計(jì)模塊404、智能配煤決策模塊405構(gòu)成。

如圖6所示，所述燃燒優(yōu)化子系統(tǒng)5由煤倉動態(tài)監(jiān)視模塊501、全程 能耗評估模塊502、摻燒智能評價(jià)模塊503、鍋爐燃燒效率評價(jià)模塊504、燃燒優(yōu)化策略調(diào)整模塊505構(gòu)成；所述煤倉動態(tài)監(jiān)視模塊501至少包含配備以太網(wǎng)接口的攝像頭。

如圖7所示，所述噴氨控制子系統(tǒng)6由SCR出口及入口NO_X/O₂濃度監(jiān)測模塊601、SCR出口NH₃濃度監(jiān)測模塊602、噴氨控制器模塊603、遠(yuǎn)程電控調(diào)節(jié)模塊604構(gòu)成；所述SCR出口NH₃濃度監(jiān)測模塊602至少包含若干個(gè)氮氧化物傳感器和1臺氣體成份分析儀；所述SCR出口NH₃濃度監(jiān)測模塊602至少包含若干個(gè)高溫伴熱型采樣探頭和1臺半導(dǎo)體激光氣體分析儀；所述噴氨控制器模塊603至少能夠?qū)崿F(xiàn)氣體濃度數(shù)據(jù)分析、噴氨量分析、調(diào)節(jié)指令生成及下發(fā)功能；所述遠(yuǎn)程電控調(diào)節(jié)模塊604至少包含電動調(diào)節(jié)閥、標(biāo)準(zhǔn)通訊接口、DCS數(shù)據(jù)傳輸通道。

所述計(jì)算機(jī)終端用于燃料管理、電廠運(yùn)行等人員的人機(jī)接口；所述服務(wù)器至少包含軟件系統(tǒng)運(yùn)行服務(wù)器、通信管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包含交換機(jī)、路由器。

本實(shí)例的工作過程：上述各個(gè)模塊實(shí)質(zhì)上組成一個(gè)火電廠燃料全過程智能管理系統(tǒng)，燃料在火電廠需要先后通過燃料采購、庫存、堆取、配煤、燃燒、噴氨六個(gè)大流程后才能用于發(fā)電和氣體排放，其中燃料采購子系統(tǒng)1用于實(shí)現(xiàn)煤炭燃料采購的優(yōu)化決策，庫存管理子系統(tǒng)2用于實(shí)現(xiàn)煤炭庫存優(yōu)化及煤炭進(jìn)場的管理，燃料堆取子系統(tǒng)3用于實(shí)現(xiàn)煤炭燃料自動堆取的管理，配煤決策子系統(tǒng)4用于實(shí)現(xiàn)不同種類煤炭智能混和配置，燃燒優(yōu)化子系統(tǒng)5用于實(shí)現(xiàn)燃料燃燒優(yōu)化策略調(diào)整及燃燒效果評價(jià)，噴氨控制子系統(tǒng)6用于實(shí)現(xiàn)對煙氣脫硝裝置噴氨量的在線控制。

燃料采購子系統(tǒng)1的工作過程為：歷史累積的煤種信息保存在煤種數(shù)據(jù)庫模塊101，模塊101輸出煤種數(shù)據(jù)信息到燃煤成本利潤計(jì)算模塊102對各煤種的成本和利潤進(jìn)行計(jì)算，低成本高利潤煤種數(shù)據(jù)輸出到煤炭品質(zhì)分析模塊103對各煤種進(jìn)行品質(zhì)分析，并依據(jù)距離遠(yuǎn)近等信息由礦點(diǎn)評價(jià)模塊106對采購礦點(diǎn)的供貨狀況評價(jià)，評價(jià)結(jié)果結(jié)合用煤預(yù)測模塊104提供的下月用煤量和用煤統(tǒng)計(jì)模塊105提供的剩余煤炭數(shù)量，輸出信息到采購決策模塊107，最后由107給出燃料的最優(yōu)采購策略。

庫存管理子系統(tǒng)2的工作過程為：由煤場4D地圖模塊201輸出各煤場的分布、煤炭使用信息給煤炭余量管理模塊202，模塊202的輸出結(jié)合用煤預(yù)測模塊203提供的下月用煤量及煤炭計(jì)劃進(jìn)場管理模塊204提供的計(jì)劃進(jìn)場煤炭量給庫存最優(yōu)計(jì)算模塊205，最后由模塊205計(jì)算出最優(yōu)的燃料庫存量。

燃料堆取子系統(tǒng)3的工作過程為：由配煤決策模塊301提供的煤炭摻和數(shù)據(jù)，利用取煤決策模塊302計(jì)算最低成本的取煤策略，并由取煤記錄模塊304對各煤場的取煤信息進(jìn)行記錄，利用來煤信息輸入模塊303提供的煤種、數(shù)量、礦點(diǎn)等信息，并結(jié)合模塊304由堆煤決策模塊305制定出燃料的煤場最優(yōu)堆放策略，然后由堆煤記錄模塊306對堆煤信息進(jìn)行記錄。

配煤決策子系統(tǒng)4的工作過程為：由配煤人工干預(yù)模塊401輸入各種配煤知識，并保存在配煤知識庫402，模塊402的輸出同周用煤計(jì)劃制定模塊403提供的下周用煤計(jì)劃及煤場狀況統(tǒng)計(jì)模塊404提供的各煤場煤種的種類及數(shù)量情況，由智能配煤決策模塊405對煤種、煤場、數(shù)量等的配置提供最優(yōu)策略。

燃燒優(yōu)化子系統(tǒng)5的工作過程為：由煤倉動態(tài)監(jiān)視模塊501對煤倉的煤炭使用及剩余量進(jìn)行動態(tài)監(jiān)視，并提供燃燒數(shù)據(jù)供全程能耗評估模塊502對燃燒過程的能源消耗進(jìn)行評估，再由摻燒智能評價(jià)模塊503對配煤摻燒的效果提供評價(jià)，結(jié)合鍋爐燃燒效率評價(jià)模塊504提供的鍋爐燃燒效率級別，利用燃燒優(yōu)化策略調(diào)整模塊505對燃料的燃燒策略進(jìn)行優(yōu)化。

噴氨控制子系統(tǒng)6的工作過程為：SCR出口及入口NO_X/O₂濃度監(jiān)測模塊601利用分區(qū)域布置的氮氧化物探頭進(jìn)行氣體濃度采樣，SCR出口NH₃濃度監(jiān)測模塊602利用若干個(gè)高溫伴熱型采樣探頭對NH₃濃度采樣，上述采樣結(jié)果分別經(jīng)過氣體分析儀對氣體進(jìn)行成份分析，氣體成份數(shù)據(jù)傳輸?shù)絿姲笨刂破髂K603，由模塊603經(jīng)過邏輯判斷給出SCR的噴按量控制指令，并下發(fā)到遠(yuǎn)程電控調(diào)節(jié)模塊604，然后由模塊604調(diào)節(jié)具體的噴氨量。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明可以在火電廠擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)煤種的摻燒比例，降低 燃煤采購成本；通過科學(xué)配比和燃燒優(yōu)化，在同等燃煤條件下，可提高鍋爐效率，降低供電煤耗；通過庫存、堆取、配煤、燃燒全過程優(yōu)化，可降低燃煤熱值損耗，減少庫存占用資金；通過噴氨在線控制，可以提高SCR裝置的運(yùn)行管理水平及運(yùn)行效率，減少火電廠向大氣中氮氧化物的排放量。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上內(nèi)容僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。