論火力發(fā)電廠數(shù)字化煤場(chǎng)的構(gòu)建

黃 鶴

(大唐淮南田家庵發(fā)電廠,安徽 淮南232007)

1 數(shù)字化煤場(chǎng)的理念

數(shù)字化煤場(chǎng)中的煤場(chǎng)不是廣義的儲(chǔ)煤場(chǎng),而是指火力發(fā)電廠中包含儲(chǔ)煤場(chǎng)、煤槽、筒倉等所有爐前儲(chǔ)煤區(qū)域及設(shè)施的總稱。數(shù)字化煤場(chǎng)的建立,基于入廠驗(yàn)收監(jiān)管系統(tǒng),數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)室,及智能摻配的基礎(chǔ)上。其管控環(huán)節(jié)有:入場(chǎng)、煤場(chǎng)、盤點(diǎn)、摻配、入爐,旨在動(dòng)態(tài)體現(xiàn)燃煤來、耗、存的量與質(zhì),形成煤場(chǎng)動(dòng)態(tài)管理。使煤場(chǎng)信息更加清晰、系統(tǒng)、一目了然?；痣姀S燃煤存儲(chǔ)部分管控環(huán)節(jié)如表1。

表1 火電廠燃煤存儲(chǔ)部分管控環(huán)節(jié)

數(shù)字化煤場(chǎng)管理模塊以煤場(chǎng)信息實(shí)時(shí)掌握為目標(biāo),通過定位技術(shù)、無線射頻技術(shù)、數(shù)據(jù)疊加等技術(shù)從斗輪機(jī)、皮帶秤、原煤倉等設(shè)備直接或間接實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),以三維方式展示煤場(chǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài),采用對(duì)入場(chǎng)、堆取、入爐等數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng),以多種方式(動(dòng)態(tài)管控、直觀展現(xiàn)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等)全面實(shí)現(xiàn)對(duì)煤場(chǎng)庫存管理。自動(dòng)推薦最優(yōu)堆、取煤方案,實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料收、耗、存數(shù)據(jù)的全面管控,并為配煤摻燒提供準(zhǔn)確及時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)燃煤信息,鍋爐燃燒人員能夠提前掌握目前鍋爐原煤倉中的煤量、煤質(zhì),以便于及時(shí)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷以及鍋爐燃燒情況提前調(diào)整燃燒方式,從而達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)地燃燒,降低發(fā)電煤耗。

該系統(tǒng)分以下幾個(gè)模塊構(gòu)建:來煤(入場(chǎng)煤)量與質(zhì)的采集,煤場(chǎng)存煤量與質(zhì)的管理(分為理論計(jì)算與盤煤、轉(zhuǎn)場(chǎng)三部分)、入爐煤量與質(zhì)的采集。在功能上包括:燃煤入場(chǎng)、燃煤分堆、燃煤入爐、燃煤轉(zhuǎn)場(chǎng)、燃煤盤點(diǎn)、煤場(chǎng)三維動(dòng)態(tài)、煤場(chǎng)綜合查詢、配煤摻燒。具體功能描述如下:

燃煤入場(chǎng):燃煤入廠卸載后,輸入煤場(chǎng)存放過程的管理。依據(jù)實(shí)際來煤情況、煤場(chǎng)各分區(qū)燃煤堆放煤質(zhì)條件現(xiàn)狀及來煤特性(熱值、揮發(fā)性、含硫量等),自動(dòng)生成卸煤方案。用戶可根據(jù)實(shí)時(shí)情況判定及修改,最終制定準(zhǔn)確、合理的卸煤方案。并對(duì)卸煤方案中來煤情況實(shí)時(shí)進(jìn)行跟蹤,反饋實(shí)際來煤堆放執(zhí)行情況。

燃煤分堆:燃煤分堆管理包括:調(diào)配:對(duì)煤場(chǎng)內(nèi)庫存燃煤,內(nèi)部調(diào)整及調(diào)撥出場(chǎng)情況進(jìn)行記錄;盤點(diǎn):通過燃煤盤點(diǎn),對(duì)煤場(chǎng)、煤堆信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新;拆分:對(duì)固定煤區(qū)內(nèi)燃煤進(jìn)行平均拆分成兩堆燃煤;合并:對(duì)固定煤區(qū)內(nèi)兩堆燃煤進(jìn)行合操作;日志:對(duì)固定煤區(qū)內(nèi)所有操作進(jìn)行記錄;溫度記錄:對(duì)煤場(chǎng)、煤堆溫度進(jìn)行定時(shí)記錄,告警系統(tǒng)會(huì)根據(jù)記錄溫度高低進(jìn)行報(bào)警提示。

燃煤入爐:煤場(chǎng)各分區(qū)存煤摻配混合、入爐發(fā)電過程的管理。根據(jù)煤場(chǎng)分區(qū)入爐燃煤數(shù)據(jù),系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整煤場(chǎng)和煤場(chǎng)分區(qū)庫存煤量數(shù)據(jù)。

燃煤轉(zhuǎn)場(chǎng):對(duì)煤場(chǎng)燃煤在不同煤場(chǎng)和煤場(chǎng)分區(qū)間轉(zhuǎn)運(yùn)的情況的管理。

燃煤盤點(diǎn):將電廠煤場(chǎng)定期進(jìn)行的盤點(diǎn)情況及報(bào)告進(jìn)行登記管理,實(shí)現(xiàn)臺(tái)賬管理,方便用戶實(shí)時(shí)了解煤場(chǎng)盤點(diǎn)情況。

煤場(chǎng)三維動(dòng)態(tài):對(duì)煤場(chǎng)收、耗、存情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),通過三維圖形直觀展示煤場(chǎng)和煤場(chǎng)分區(qū)庫存量情況及煤質(zhì)情況(包括燃燃煤儲(chǔ)存指標(biāo),煤質(zhì)構(gòu)成,燃煤在煤場(chǎng)中的分布,煤場(chǎng)溫度等)。

煤場(chǎng)綜合查詢:煤場(chǎng)信息綜合查詢管理。

配煤摻燒:根據(jù)煤場(chǎng)已有量質(zhì)數(shù)據(jù),為燃煤入爐生成初步的智能摻配方案,以及對(duì)配煤摻燒實(shí)際執(zhí)行方案管理。

2 田家庵發(fā)電廠煤場(chǎng)概況

儲(chǔ)煤區(qū)域:田家庵發(fā)電廠儲(chǔ)煤區(qū)域分為卸煤槽、儲(chǔ)煤場(chǎng)及筒倉?；疖噥砻航?jīng)鐵路專用線進(jìn)入電七、八場(chǎng)卸煤槽,兩條卸煤槽各長138m,一次可容納10×2節(jié)車同時(shí)卸煤,可存煤2×1800噸,煤槽煤經(jīng)＃5甲、乙兩條皮帶向外運(yùn)輸。儲(chǔ)煤場(chǎng)為露天矩形,煤場(chǎng)經(jīng)＃1斗輪機(jī)分東、西兩部分,面積各為130×40m2,可進(jìn)行汽車煤直接卸煤及存儲(chǔ)煤槽轉(zhuǎn)場(chǎng)過來的火車煤,若堆高10米共可存煤約68000噸,約為＃5、＃6機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行10天的燃煤量。東西煤場(chǎng)共有2臺(tái)懸臂式斗輪堆取料機(jī),＃1斗輪機(jī)位于兩煤場(chǎng)中間,可存、取東、西煤場(chǎng)煤,＃2斗輪機(jī)位于西煤場(chǎng)西側(cè),可存、取西煤場(chǎng)煤。筒倉共2座,共可存煤2?4000噸,存煤經(jīng)＃19皮帶輸出。

計(jì)量設(shè)備:我廠有軌道衡和汽車衡各1臺(tái),分別安裝在鐵路專用線及廠北門入廠處,對(duì)火車和汽車來煤車輛燃煤輕、重車檢斤,現(xiàn)場(chǎng)采用有人值守操作。入爐煤皮帶秤3套,其中安裝在＃20甲乙皮帶尾部2套、＃9皮帶機(jī)南頭1套。

輸煤皮帶:我廠共有22條輸煤皮帶,其中＃9、＃11、＃15、＃16、＃17、＃22皮帶機(jī)為單路,其余皮帶機(jī)為雙路。共有18臺(tái)犁煤器。正常上煤采用斗輪機(jī)取煤及煤槽直接上煤兩種方式。田家庵發(fā)電廠存煤、輸煤系統(tǒng)及如圖1。

3 田家庵發(fā)電廠數(shù)字化煤場(chǎng)的建立

為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)煤場(chǎng)的數(shù)字化管理,田家庵發(fā)電廠在完善燃料入廠驗(yàn)收監(jiān)管系統(tǒng)及數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)室后,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況著手于數(shù)字化煤場(chǎng)的構(gòu)建,由于煤場(chǎng)入場(chǎng)煤量(取自入廠驗(yàn)收監(jiān)管系統(tǒng))、入場(chǎng)及入爐煤質(zhì)(取自數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)室中)、入爐煤量(取自＃20甲、乙皮帶秤)得以采集,進(jìn)一步將進(jìn)行煤場(chǎng)存煤量、質(zhì)的采集,這是數(shù)字化煤場(chǎng)建立的重點(diǎn)及難點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)這一功能,該廠積極組織購買、安裝相關(guān)設(shè)備,同時(shí)對(duì)不滿足于功能的系統(tǒng)、設(shè)備進(jìn)行改造升級(jí)。具體操作如下:

圖1 田家庵發(fā)電廠存煤、輸煤系統(tǒng)圖

煤場(chǎng)分區(qū)堆放管理:對(duì)現(xiàn)有兩臺(tái)斗輪機(jī)配置斗輪機(jī)識(shí)址裝置、計(jì)量裝置、斗輪機(jī)堆取料指導(dǎo)裝置各兩套。并建立系統(tǒng)生成日志,使系統(tǒng)按日、周、月、年生成煤場(chǎng)堆放報(bào)告。

煤場(chǎng)取送管理:在＃1、＃2斗輪機(jī)懸臂皮帶各加裝1臺(tái)電子皮帶秤(可變角度型),用于計(jì)量斗輪機(jī)卸、取煤量。配置煤場(chǎng)分區(qū)識(shí)址裝置。斗輪機(jī)配置區(qū)域識(shí)別裝置及識(shí)址裝置。斗輪機(jī)操作室各增加操作平板電腦1臺(tái),顯示斗輪機(jī)當(dāng)前位置,通過無線網(wǎng)絡(luò)連接,操作室內(nèi)增加視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

入爐管理:在輸煤系統(tǒng)＃21皮帶機(jī)層增加一臺(tái)上位計(jì)算機(jī),分別將14臺(tái)犁煤器的就地升降按鈕信號(hào)通過連接線輸送至上位計(jì)算機(jī),三大項(xiàng)目系統(tǒng)通過該上位機(jī)取得犁煤器信號(hào),并通過軟件與＃20皮帶機(jī)皮帶秤連鎖。現(xiàn)有入爐煤采樣設(shè)備2臺(tái)進(jìn)行改造,更換磨損嚴(yán)重的一級(jí)破碎機(jī)及已損壞的二級(jí)破碎機(jī)。新建入爐煤采樣器集樣室2間,并加裝視頻監(jiān)控和門禁系統(tǒng)。

通過對(duì)設(shè)備及軟件的升級(jí)改造,尤其是煤場(chǎng)分堆、斗輪機(jī)識(shí)址、計(jì)量裝置的安裝,使得燃煤轉(zhuǎn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字跟蹤,動(dòng)態(tài)的展示了燃煤在儲(chǔ)煤區(qū)域的動(dòng)態(tài)流轉(zhuǎn),是煤場(chǎng)數(shù)字化管理的重要一環(huán),對(duì)數(shù)字化煤場(chǎng)的成功建立起到了重要作用。同時(shí),通過及時(shí)了解燃煤的動(dòng)態(tài)堆放,根據(jù)煤場(chǎng)量、質(zhì)數(shù)據(jù),為燃煤入爐生成初步的智能摻配方案,以及對(duì)配煤摻燒實(shí)際執(zhí)行方案管理。

4 結(jié)論

田家庵發(fā)電廠通過建立數(shù)字化煤場(chǎng),按照安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的配煤摻燒方案及煤場(chǎng)管理,對(duì)不同煤場(chǎng)及同一煤場(chǎng)按煤種或煤質(zhì)區(qū)間進(jìn)行堆放區(qū)域劃分,通過一定裝置精準(zhǔn)識(shí)別卸煤車輛、取送設(shè)備作業(yè)的堆放、取送區(qū)域,以入廠軌道衡、汽車衡、皮帶秤、斗輪機(jī)等設(shè)備采集入廠煤分區(qū)堆放的數(shù)量;以煤場(chǎng)斗輪機(jī)、推煤機(jī)等堆取設(shè)備及原煤倉、入爐皮帶秤等設(shè)備采集入爐煤從煤場(chǎng)各分區(qū)取送的數(shù)量。每個(gè)入廠、入爐數(shù)量都能自動(dòng)匹配其熱值、全水分等參數(shù),從而以三維數(shù)字化方式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示各煤場(chǎng)和煤場(chǎng)各分區(qū)進(jìn)、耗、存煤的量、質(zhì)、時(shí)間等參數(shù)狀態(tài),自動(dòng)提供最優(yōu)的配煤摻燒方案并指導(dǎo)實(shí)施,力求實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化。

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