胜应排
国电宣威发电有限责任公司
摘要：本文从火电企业燃料接卸、堆存、取用等煤场管理及配煤掺烧现状，提出数字化煤场、掺烧全流程全成本影响因素评估两个模型建设的必要性。实现火电企业煤场燃料管理、掺配由粗放式管理到精细化管控，掺烧工作由经验式决策到智慧模型数据化决策。
关键词：数字化煤场；全成本；掺烧；火电；经营管理
一、引言
目前，在燃煤市场变化及发电成本控制双重压力下，火电企业配煤掺烧已经成为当前企业压降成本、提升盈利空间的重要手段，配煤掺烧的研究日益受到重视。但是，大部分火电厂在配煤掺烧方面存在主要问题，一方面是煤场的堆存、取用等管理仍停留在常规、粗放式管理状态。一是煤场的粗放式管理使得燃煤一旦存储到煤场就变得极其混乱；二是煤场数据管理自动化、信息化程度较低，煤场各分区分块分层量、质、价等基础数据不能在线实时获取，配煤掺烧仅凭经验进行。另一方面是经济煤种掺烧条件下的采购、存储、输煤、磨煤 、脱硫脱销、燃烧污染物处理、污染物排放等各环节全流程全成本未进行全面的分析、评估，未建立科学配煤掺烧工作的全成本分析和评估模型。
就以上问题，本文提出火电企业数字化煤场、全流程全成本掺烧两个模型建设应用的必要性。以数字化管理系统运作形式实时更新燃料管理数据，精准掌握煤场量、质、价、位、型等数据，加之全流程全成本模型，科学指导采购和掺烧，实现高效生产经营，赢得更大的经济效益。
二、数字化煤场的建设与应用
随着现代化科学技术水平的不断提升，数字化煤场管理系统逐渐成为当今火电企业煤场管理需求与现代化技术发展有效融合的产物。数字化煤场是通过定位、无线射频、数据叠加等技术从堆取料机、皮带秤、原煤仓等设备直接或间接采集数据，以三维数字化方式展示实时状态，及时掌握动态储存情况，为堆放指导、配煤掺烧和市场采购提供准确存煤信息的管控系统。项目目标：煤场分区、分堆管理，存煤、取煤定位作业，实时记录进出煤场煤炭信息，实时显示存煤矿别、数量、堆放（取料）时间、主要质量、价格指标等信息，为配煤掺烧和煤场管理提供数据支持。
（一）项目建设要点或必备功能介绍
一个实用的数字化煤场体系需具备以下功能，在此列出供参考。
1.实现与智能化管控系统、燃料MIS系统对接，需覆盖入厂来煤接卸、库存管理、盘煤管理、入炉配煤掺烧等整个数字化煤场核心业务数据流程，实现业务数据的闭环管理。
2.入厂接卸计划安排，根据煤场当前存煤情况，考虑煤场管理、烧旧存新等，系统能自动推荐或人工选择安排煤场接卸堆放位置。实践过程中，接卸计划的存放位置人工选择较为灵活实用。
3.煤场库存明细分析展示要实现分煤场、分区、分煤种的存煤量，各煤种占比等统计分析功能，为掺烧提供准确数据、位置信息。
4.煤场动态管理，系统需对各自动作业区进行扫描，同步更新煤场三维图形，实现分批、分层管理，实时展示批次来煤的发热量、硫含量、水分、灰分、挥发分等煤质信息。
（二）项目最终实现目标
1.煤场存煤信息监测实时化，做到全天候煤场各区各块存煤量、质、价、位、形数据实时显示；
2.煤场存煤数据展现图形化，摒弃传统表单化管理模式，采取动态的区块三维模型直观展示；
3.配煤掺烧精细化，能直观获取煤场量、质、价、位、型等数据信息，可精准取用掺烧需求“菜单”所需指标燃煤；实现配煤掺烧由粗放型向集约型转变，由经验值向精确值靠拢，进一步优化煤种入炉结构，满足安全生产和经济掺烧需要，确保经济效益最大化。
4.燃煤采购科学化，实时掌握煤场存煤信息，根据机组负荷、掺烧需求，科学指导燃料采购结构及节奏。
三、全流程全成本掺烧模型的建设、评估
火电企业掺烧煤种属非设计煤种，尤其是掺烧与设计煤种偏差较大的经济煤种时，锅炉运行中的各主要参数会发生较大的变化，同时对锅炉制粉、输煤、脱硫等系统的维护、运行以及人工成本产生较大的影响。因经济煤种普遍具有高灰分、高硫分、高水分及低发热量等特点，一般采购成本较低，但是入厂后的存储、输煤、磨煤、除灰、脱硫脱销等系统性的生产成本相对较高。全流程全成本掺烧模型系统就是对掺烧经济煤种引起的系列完全成本因素进行综合分析评估，寻找掺烧各经济煤种的最优平衡点，真正为配煤掺烧提供科学依据，提升电厂配煤掺烧整体效益。
（一）各环节成本影响因素列举如下
1.由于煤质的低位热值、可磨性等特性变化引起制粉系统的维护成本变化。
2.由于煤质的硫份变化引起脱硫系统的运行、维护成本变化，主要有石灰石用量、脱硫电耗和脱硫添加剂用量等
3.煤质收到基的水分变化对锅炉效率影响。
4.由于煤质的易燃性、粘结性等特点引起存煤、进仓的耗电量、耗用时间等变化以及由此而引起的防自燃等工作的成本变化。
5.锅炉主要参数对机组安全、经济性的影响，主要有主、再热汽温、排烟温度，制粉单耗、飞灰含碳量、脱硝喷氨量、风烟系统功耗等。
（二）根据经济煤种掺烧效益（未掺烧经济煤种燃料成本与实际掺烧燃料成本差值，掺烧效益本文是对比非经济煤种掺烧情况下各类成本的差值而得，并非与设计煤种进行燃烧成本进行比较，主要因为受煤炭资源、市场价格影响，很少单位做到实际入炉煤指标满足锅炉设计要求，故掺烧效益成本与非掺烧成本比较较为合理），对经济煤种的掺烧成本因素分析归结为以下4项，在此列举出各类成本的获得供参考借鉴。
1.设备运行成本，设备运行成本差=煤场大型机械设备差+输煤设备运行成本差+磨煤设备运行成本差+脱硫脱硝设备运行成本差+……
2.设备维护成本，设备维护成本差=煤场大型机械设备维护成本差+输煤设备维护成本差+磨煤设备维护成本差+脱硫脱硝设备维护成本差+……
3.耗材成本：在掺烧经济煤种过程中的耗材投入，主要包含石子、石粉及脱销制剂（尿素、氨液等）等投入。
4.废渣处理：主要包含石膏处置、灰渣及粉煤灰等的处置成本。
以上各项成本差是掺烧经济煤种情况下，各环节运行、维护、耗材等成本与非掺烧经济煤种条件下对应各成本的差值。可采用历史数据分析法，获得经济煤种掺配下的平均数据，计算不同掺配比例下的各项成本，得到各项非掺烧成本与掺配成本的简单线性模型，寻求成本差最大、成本最低的掺烧方案，指导掺烧。
四、结论
通过数字化煤场项目建设，对煤场各煤种各区域各层面的存储、耗用统计分析展示，能实现量、质、价、位、形的精益化管理。全流程全成本掺烧模型分析构建全成本要素，评估电厂燃煤从采购、堆存、输煤、燃烧、处理到排放的全生命周期成本，有助于适应市场变化，科学掺烧、降低燃料成本，提高电厂经济效益和市场竞争力。本文两个模型的建设论述供各火电企业精细化配煤掺烧、降低燃料成本、提升煤场管理水平等方面及创建现代化世界一流企业提供参考和借鉴。
参考文献
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[4] 张广宏. 数字燃煤环境下发电企业燃煤库存管理优化研究[D]. 2016.
作者简介，胜应排，1984年3月9日，汉族，研究方向：火电企业燃料管理，就职于国家能源集团国电宣威发电有限责任公司