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1、數(shù)字化煤場(chǎng)系統(tǒng)和配煤優(yōu)化周昊，岑可法能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江大學(xué)熱能工程研究所，浙江杭州，310027—■』．—-k一、刖青由于煤炭供應(yīng)緊張，電廠用煤種類復(fù)雜，來(lái)量多變，不易在容量較小的電廠煤場(chǎng)進(jìn)行合理的分類，造成入爐煤性質(zhì)無(wú)法確切知道，以致燃燒后引起鍋爐結(jié)渣，飛灰含碳量高，鍋爐滅火等一系列影響電廠鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的問(wèn)題。動(dòng)力配煤技術(shù)是根據(jù)用戶對(duì)煤質(zhì)的要求，將若干種不同種類、不同性質(zhì)的煤按優(yōu)化原理找到最佳配比，摻配成在綜合性能上呈“最佳狀態(tài)”的新“煤種”，滿足鍋爐在不同條件下的各種需要。為穩(wěn)定鍋爐入爐燃煤的性質(zhì)，各電廠
2、加強(qiáng)了煤場(chǎng)的管理，并嘗試進(jìn)行鍋爐配煤摻燒運(yùn)行，但電廠普遍存在的煤場(chǎng)容量較小，不能分堆堆放不同來(lái)源的煤種；有鑒于此，開(kāi)發(fā)了數(shù)字化分段堆煤信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了燃煤分段堆放和數(shù)字化煤場(chǎng)的動(dòng)態(tài)管理。在數(shù)字化煤場(chǎng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，針對(duì)現(xiàn)有優(yōu)化配煤技術(shù)基本上都采用線性規(guī)劃方案，認(rèn)為混煤和單煤的特性和參數(shù)之間只是簡(jiǎn)單的加權(quán)平均關(guān)系，而本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究及其理論分析發(fā)現(xiàn)，混煤和單煤的特性參數(shù)之間的真實(shí)關(guān)系是非線性的，因此本項(xiàng)目采用了非線性配煤技術(shù)，引入了基于計(jì)算智能的優(yōu)化配煤方法，采用支持向量機(jī)(SupportVectorMachine，sVM)方法
3、對(duì)配煤的非線性進(jìn)行建模，并編制程序，實(shí)現(xiàn)最佳配煤方案的尋優(yōu)。．分段堆煤與分堆堆煤之間的一個(gè)重要差別就是分段堆煤條件下煤段與煤段的交界面之間由于煤的自然堆積角現(xiàn)象會(huì)形成煤堆之間的摻混，本項(xiàng)目對(duì)煤分段堆煤各煤段之間的煤摻混問(wèn)題進(jìn)行了試驗(yàn)和模型研究，從而可以提高分段堆煤條件下煤場(chǎng)數(shù)字化管理的準(zhǔn)確性。對(duì)于直吹式煤粉鍋爐，還存在兩種爐內(nèi)混煤摻燒方式，一種是爐內(nèi)完全摻燒，即各磨煤機(jī)煤斗中的上煤都是通過(guò)輸煤程控系統(tǒng)摻好的煤，每層燃燒器燃燒的煤粉都是混好的煤，而另一種摻燒方法為爐內(nèi)分層摻燒方法，即部分一次風(fēng)層采用某種煤，而另外部分一次風(fēng)層采用
4、另一種煤，選煤的種類和比例根據(jù)非線性配煤的優(yōu)化配煤結(jié)果而定。也對(duì)這兩種混煤燃燒方法即混煤爐內(nèi)分層燃燒和完全混燒進(jìn)行了研究。本文的主要內(nèi)容包括：1．煤場(chǎng)分段堆煤的數(shù)字化管理；2．支持向量機(jī)和遺傳算法相結(jié)合的非線性優(yōu)化配煤技術(shù)；3．對(duì)原煤倉(cāng)分倉(cāng)摻燒與混煤燃燒兩種方式下的爐內(nèi)燃燒過(guò)程進(jìn)行對(duì)比研究，獲取較佳的燃燒方式。’二、電廠燃煤優(yōu)化配制的試驗(yàn)研究和配煤的非線性特性優(yōu)化配煤的關(guān)鍵問(wèn)題是要了解配煤后的煤質(zhì)成分、綜合特性和組成該配煤的各單煤的煤質(zhì)成分及．135．綜合特性之間的關(guān)系如何。為此，我們選用了常用的典型煤種作為研究對(duì)象，按不同比
5、倒配制了配煤樣，對(duì)單煤和配煤后煤樣進(jìn)行了水分、灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量、著火特性、燃燒特性、結(jié)渣特性及污縶物捧放特性等進(jìn)行較為系統(tǒng)的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究，旨在為優(yōu)化配煤提供參考依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，配煤的備項(xiàng)指標(biāo)與單煤之間部存在一定的1F線性特性，但相塒而占，對(duì)于水分、發(fā)熱量、固定碳的計(jì)算基本可采用加權(quán)平均的計(jì)算方法；而配煤的揮發(fā)分、燃盡率，著火特性艇敷熔點(diǎn)的非線性特性很強(qiáng)．采用加權(quán)平均的方法不合適。三、煤場(chǎng)的分段堆煤數(shù)寧化管理31開(kāi)展煤場(chǎng)分段堆煤數(shù)字化管理的意義與大型配煤場(chǎng)小同，電r將遍煤場(chǎng)容最較小，幣能單獨(dú)分堆堆放小嗣來(lái)振的煤神，往往需
6、要充分利用煤場(chǎng)容罱，實(shí)現(xiàn)分段堆煤。圖3l為升段堆煤的不意圈，可見(jiàn)～個(gè)煤場(chǎng)披劃為很多段，不同段存放不同的煤種．從而實(shí)現(xiàn)分段堆煤。為隨時(shí)掌握各段煤的特性．存最等信息。開(kāi)發(fā)r數(shù)字化分段堆煤信息系統(tǒng)．實(shí)現(xiàn)了燃煤的分段堆放和數(shù)寧化動(dòng)態(tài)管理。鰓噎警睜j蘭霹擎》。鑊受睜圖31分段堆煤示意圖32煤場(chǎng)的數(shù)字化分段堆煤管理軟件系統(tǒng)在輸煤程控系統(tǒng)中的配煤摻燒方面，國(guó)外輸煤在j匠年來(lái)多已采用．而國(guó)內(nèi)這10年來(lái)的輸j某程控系統(tǒng)改造也未能實(shí)現(xiàn)配煤摻燒，在奉研究項(xiàng)目巾，把優(yōu)質(zhì)攥與質(zhì)差煤進(jìn)行摻燒，研究出了一套“適時(shí)配煤，充分發(fā)揮備摻配煤的優(yōu)點(diǎn)，使其最終綜合性
7、能達(dá)到各臺(tái)爐蛙佳運(yùn)行狀態(tài)的應(yīng)用系統(tǒng)”，其技術(shù)和應(yīng)用屬國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。為實(shí)現(xiàn)配煤摻燒的數(shù)據(jù)管理，構(gòu)建了電廠煤場(chǎng)管理系統(tǒng)．系統(tǒng)貯存的數(shù)據(jù)有：四個(gè)煤場(chǎng)的存煤總概況立體圖和總教據(jù)表(存攥數(shù)量及總存煤最)．煤船、煤質(zhì)指標(biāo)(低位熱值、仝水分、同定碳、硫分、揮發(fā)分和灰熔點(diǎn))、堆煤時(shí)問(wèn)、存煤溫度等效據(jù)。在系統(tǒng)j·界面E．當(dāng)存煤并項(xiàng)指標(biāo)均在標(biāo)準(zhǔn)范嘲內(nèi)則該存煤以黑色顯示，表示臺(tái)格，當(dāng)某一指標(biāo)小合格時(shí)以不同顏色反映。系統(tǒng)查詢的功能有：1)按煤船壹詢時(shí)，系統(tǒng)列出存煤的煤船名稱及航次列表，當(dāng)選定煤船時(shí)·主界面中存有渡船煤的位置虬明顯的方式進(jìn)行顯示井生成數(shù)
8、據(jù)表，表中顯示該船煤的堆放位置、數(shù)量及煤質(zhì)指標(biāo)、試燒建議等。2)接煤質(zhì)指標(biāo)赍詢時(shí)，系統(tǒng)列出煤場(chǎng)存煤總數(shù)據(jù)表，表中包括裝港港口，煤場(chǎng)、位置、船名航次、來(lái)船日期、存煤量及各煤質(zhì)指標(biāo)，并在界面左上角設(shè)置對(duì)全水分、揮發(fā)分、固定碳、含硫分、灰融點(diǎn)、低位熱值等進(jìn)行排序奩詢。3)按堆煤時(shí)問(wèn)
