太阳城集团

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一种火电厂燃料全过程智能管理系统.pdf

摘要
申请专利号:

CN201510801438.4

申请日:

2015.11.20

公开号:

CN106779259A

公开日:

2017.05.31

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G06Q 10/06申请日:20151120|||公开
IPC分类号: G06Q10/06(2012.01)I; G06Q50/06(2012.01)I 主分类号: G06Q10/06
申请人: 亿海天成(北京)科技有限公司
发明人: 王军
地址: 100007 北京市东城区交道口东大街101号3层
优先权:
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510801438.4

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2017.06.23|||2017.05.31

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种火电厂燃料全过程智能管理系统,包括燃料采购子系统、库存管理子系统、燃料堆取子系统、配煤决策子系统、燃烧优化子系统、喷氨控制子系统及必备的摄像头、气体分析仪、传感器、计算机终端、服务器和网络设备。本发明可以在火电厂扩大经济煤种的掺烧比例,降低燃煤采购成本;通过科学配比和燃烧优化,在同等燃煤条件下,提高锅炉效率,降低供电煤耗;通过库存、堆取、配煤、燃烧全过程优化,可降低燃煤热值损耗,减少库存占用资金;通过喷氨在线控制,可以提高烟气脱硝装置(SCR)的运行管理水平及运行效率,减少火电厂向大气中氮氧化物的排放量。

权利要求书

1.一种火电厂燃料全过程智能管理系统,其特征在于:包括燃料采
购子系统、库存管理子系统、燃料堆取子系统、配煤决策子系统、燃烧优
化子系统及必备的摄像头、气体分析仪、传感器、计算机终端、服务器和
网络设备。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂燃料全过程智能管理系统,其
特征在于:所述燃料采购子系统至少包含煤种数据库模块、燃煤成本利润
计算模块、煤炭品质分析模块、用煤预测模块、用煤统计模块、矿点评价
模块、采购决策模块。
3.根据权利要求1所述的一种火电厂燃料全过程智能管理系统,其
特征在于:所述库存管理子系统至少包含煤场4D地图模块、煤炭余量管
理模块、用煤预测模块、煤炭计划进场管理模块、库存最优计算模块。
4.根据权利要求1所述的一种火电厂燃料全过程智能管理系统,其
特征在于:所述燃料堆取子系统至少包含配煤决策、取煤决策、堆料决策、
取煤记录、来煤太阳城集团输入、堆煤决策、堆煤记录模块。
5.根据权利要求1所述的一种火电厂燃料全过程智能管理系统,其
特征在于:所述配煤决策子系统至少应包含配煤决策模块、取煤决策模块、
来煤太阳城集团输入模块、取煤记录模块、堆煤决策模块、堆煤记录模块构成。
6.根据权利要求1所述的一种火电厂燃料全过程智能管理系统,其
特征在于:所述燃烧优化子系统至少包含煤仓动态监视模块、全程能耗评
估模块、掺烧智能评价模块、锅炉燃烧效率评价模块、燃烧优化策略调整
模块。
7.根据权利要求1所述的一种火电厂燃料全过程智能管理系统,其特
征在于:所述喷氨控制子系统至少包含SCR出口及入口NOX/O2浓度监测
模块、SCR出口NH3浓度监测模块、喷氨控制器模块、远程电控调节模块。

说明书

一种火电厂燃料全过程智能管理系统

技术领域

本发明属发电技术领域,具体地,涉及一种火电厂燃料全过程管理系
统。

背景技术

目前,我国80%的电力是由以煤炭为燃料的火电供应的,燃料成本占
发电企业成本的75%左右,控制燃料成本是火电厂降低成本的关键。燃
料的管理无疑是降低成本、提高效益、抗御市场风险的有效方式,是提高
企业管理水平,提高燃料质量,降低燃料成本的重要环节。由于受几十年
来计划经济的影响,目前燃料的各个环节,都不同程度地存在着不尽人意
的因素;同时也存在经营手段落后、管理形式不适应等情况,从而导致生
产成本不能最大限度地降低;此外,通过手动方式分析气体浓度来调节烟
气脱硝(SCR)装置喷氨量的方式,也无法实现监测与实际调整的同步,
容易使机组存在的隐患问题进一步放大。如何利用先进的技术管理手段加
强对燃料的全过程智能管理,降低管理工作对人员的依赖性,减少燃料的
成本,提高烟气脱硝装置的运行效率已成为火力发电企业亟需要解决的问
题。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足,所要解决的技术问题是:提供一种
火电厂燃料全过程智能管理系统。

为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种火电厂燃料
全过程智能管理系统,包括燃料采购子系统、库存管理子系统、燃料堆取
子系统、配煤决策子系统、燃烧优化子系统、喷氨控制子系统及相关的摄
像头、传感器、气体分析仪、计算机终端、服务器和网络设备。

所述燃料采购子系统具有实现煤炭燃料采购优化决策的功能,其至少
应由煤种数据库模块、燃煤成本利润计算模块、煤炭品质分析模块、用煤
预测模块、用煤统计模块、矿点评价模块、采购决策模块组成。

所述库存管理子系统具有实现煤炭库存优化及煤炭进场管理的功能,
其至少应由煤场4D地图模块、煤炭余量管理模块、用煤预测模块、煤炭
计划进场管理模块、库存最优计算模块构成。

所述燃料堆取子系统具有实现煤炭燃料自动堆取的管理功能,其至少
应由配煤决策、取煤决策、堆料决策、取煤记录、来煤太阳城集团输入、堆煤决
策、堆煤记录模块构成。

所述配煤决策子系统具有实现不同种类煤炭智能混和配置的功能,其
至少应由配煤决策模块、取煤决策模块、来煤太阳城集团输入模块、取煤记录模
块、堆煤决策模块、堆煤记录模块构成。

所述燃烧优化子系统具有实现燃料燃烧优化策略调整及燃烧评价功
能,其至少应由煤仓动态监视模块、全程能耗评估模块、掺烧智能评价模
块、锅炉燃烧效率评价模块、燃烧优化策略调整模块构成。

所述喷氨控制子系统具有提高烟气脱硝装置运行管理水平及运行效
率功能,其至少应由SCR出口及入口NOX/O2浓度监测模块、SCR出口
NH3浓度监测模块、喷氨控制器模块、远程电控调节模块构成;所述喷氨
控制子系统内应包含氮氧化物传感器、气体成份分析仪、高温伴热型采样
探头;所述远程电控调节模块至少包含电动调节阀、标准通讯接口、DCS
数据传输通道。

所述摄像头用于煤场、煤仓的监测,需要具备以太网通信接口;所述
计算机终端需要具备网络接口、人机操作辅助设备;所述服务器至少包含
软件系统运行服务器、通信管理服务器、数据库服务器;所述网络设备包
含交换机、路由器。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是:

一、本发明可以在火电厂扩大经济煤种的掺烧比例,降低燃煤采购成
本;

二、本发明通过科学配比和燃烧优化,在同等燃煤条件下,可提高锅
炉效率,降低供电煤耗;

三、本发明通过库存、堆取、配煤、燃烧全过程优化,可降低燃煤热
值损耗,减少库存占用资金;

四、提高烟气脱硝装置的运行管理水平及运行效率,降低火电厂对大
气污染物的排放。

附图说明

图1为火电厂燃料全过程智能管理系统示意图。

图2为燃料采购子系统示意图。

图3为库存管理子系统示意图。

图4为燃料堆取子系统示意图。

图5为配煤决策子系统示意图。

图6为燃料优化子系统示意图。

图7为烟气脱硝装置喷氨控制子系统示意图。

具体实施方式

如图1所示,本发明一种火电厂燃料全过程智能管理系统,包括燃料
采购子系统1、库存管理子系统2、燃料堆取子系统3、配煤决策子系统4、
燃烧优化子系统5及相关的摄像头、气体分析仪、传感器、计算机终端、
服务器和网络设备。

如图2所示,所述燃料采购子系统1由煤种数据库模块101、燃煤成
本利润计算模块102、煤炭品质分析模块103、用煤预测模块104、用煤
统计模块105、矿点评价模块106、采购决策模块107构成。

如图3所示,所述库存管理子系统2由煤场4D地图模块201、煤炭
余量管理模块202、用煤预测模块203、煤炭计划进场管理模块204、库
存最优计算模块205构成。

如图4所示,所述燃料堆取子系统3由配煤决策模块301、取煤决策
模块302、来煤太阳城集团输入模块303、取煤记录模块304、堆煤决策模块305、
堆煤记录模块306构成。

如图5所示,所述配煤决策子系统4由配煤人工干预模块401、配煤
知识库402、周用煤计划制定模块403、煤场状况统计模块404、智能配
煤决策模块405构成。

如图6所示,所述燃烧优化子系统5由煤仓动态监视模块501、全程
能耗评估模块502、掺烧智能评价模块503、锅炉燃烧效率评价模块504、
燃烧优化策略调整模块505构成;所述煤仓动态监视模块501至少包含
配备以太网接口的摄像头。

如图7所示,所述喷氨控制子系统6由SCR出口及入口NOX/O2浓
度监测模块601、SCR出口NH3浓度监测模块602、喷氨控制器模块603、
远程电控调节模块604构成;所述SCR出口NH3浓度监测模块602至少
包含若干个氮氧化物传感器和1台气体成份分析仪;所述SCR出口NH3
浓度监测模块602至少包含若干个高温伴热型采样探头和1台半导体激光
气体分析仪;所述喷氨控制器模块603至少能够实现气体浓度数据分析、
喷氨量分析、调节指令生成及下发功能;所述远程电控调节模块604至少
包含电动调节阀、标准通讯接口、DCS数据传输通道。

所述计算机终端用于燃料管理、电厂运行等人员的人机接口;所述服
务器至少包含软件系统运行服务器、通信管理服务器、数据库服务器;所
述网络设备包含交换机、路由器。

本实例的工作过程:上述各个模块实质上组成一个火电厂燃料全过程
智能管理系统,燃料在火电厂需要先后通过燃料采购、库存、堆取、配煤、
燃烧、喷氨六个大流程后才能用于发电和气体排放,其中燃料采购子系统
1用于实现煤炭燃料采购的优化决策,库存管理子系统2用于实现煤炭库
存优化及煤炭进场的管理,燃料堆取子系统3用于实现煤炭燃料自动堆取
的管理,配煤决策子系统4用于实现不同种类煤炭智能混和配置,燃烧优
化子系统5用于实现燃料燃烧优化策略调整及燃烧效果评价,喷氨控制子
系统6用于实现对烟气脱硝装置喷氨量的在线控制。

燃料采购子系统1的工作过程为:历史累积的煤种太阳城集团保存在煤种数
据库模块101,模块101输出煤种数据太阳城集团到燃煤成本利润计算模块102
对各煤种的成本和利润进行计算,低成本高利润煤种数据输出到煤炭品质
分析模块103对各煤种进行品质分析,并依据距离远近等太阳城集团由矿点评价
模块106对采购矿点的供货状况评价,评价结果结合用煤预测模块104
提供的下月用煤量和用煤统计模块105提供的剩余煤炭数量,输出太阳城集团到
采购决策模块107,最后由107给出燃料的最优采购策略。

库存管理子系统2的工作过程为:由煤场4D地图模块201输出各煤
场的分布、煤炭使用太阳城集团给煤炭余量管理模块202,模块202的输出结合
用煤预测模块203提供的下月用煤量及煤炭计划进场管理模块204提供
的计划进场煤炭量给库存最优计算模块205,最后由模块205计算出最优
的燃料库存量。

燃料堆取子系统3的工作过程为:由配煤决策模块301提供的煤炭掺
和数据,利用取煤决策模块302计算最低成本的取煤策略,并由取煤记录
模块304对各煤场的取煤太阳城集团进行记录,利用来煤太阳城集团输入模块303提
供的煤种、数量、矿点等太阳城集团,并结合模块304由堆煤决策模块305制
定出燃料的煤场最优堆放策略,然后由堆煤记录模块306对堆煤太阳城集团进行
记录。

配煤决策子系统4的工作过程为:由配煤人工干预模块401输入各种
配煤知识,并保存在配煤知识库402,模块402的输出同周用煤计划制定
模块403提供的下周用煤计划及煤场状况统计模块404提供的各煤场煤
种的种类及数量情况,由智能配煤决策模块405对煤种、煤场、数量等的
配置提供最优策略。

燃烧优化子系统5的工作过程为:由煤仓动态监视模块501对煤仓的
煤炭使用及剩余量进行动态监视,并提供燃烧数据供全程能耗评估模块
502对燃烧过程的能源消耗进行评估,再由掺烧智能评价模块503对配煤
掺烧的效果提供评价,结合锅炉燃烧效率评价模块504提供的锅炉燃烧效
率级别,利用燃烧优化策略调整模块505对燃料的燃烧策略进行优化。

喷氨控制子系统6的工作过程为:SCR出口及入口NOX/O2浓度监
测模块601利用分区域布置的氮氧化物探头进行气体浓度采样,SCR出口
NH3浓度监测模块602利用若干个高温伴热型采样探头对NH3浓度采样,
上述采样结果分别经过气体分析仪对气体进行成份分析,气体成份数据传
输到喷氨控制器模块603,由模块603经过逻辑判断给出SCR的喷按量
控制指令,并下发到远程电控调节模块604,然后由模块604调节具体的
喷氨量。

本发明的优点:本发明可以在火电厂扩大经济煤种的掺烧比例,降低
燃煤采购成本;通过科学配比和燃烧优化,在同等燃煤条件下,可提高锅
炉效率,降低供电煤耗;通过库存、堆取、配煤、燃烧全过程优化,可降
低燃煤热值损耗,减少库存占用资金;通过喷氨在线控制,可以提高SCR
装置的运行管理水平及运行效率,减少火电厂向大气中氮氧化物的排放
量。

最后应当说明的是,以上内容仅用以说明本发明的技术方案,而非对
本发明保护范围的限制,本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行
的简单修改或者等同替换,均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

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一种 火电厂 燃料 全过程 智能 管理 系统
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