火力發(fā)電企業(yè)燃料智能化管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

【摘要】燃料成本占火力發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)成本比例極高，而燃料管理的智能化效果好壞也關(guān)系到企業(yè)能否有更高的利潤。文章從計(jì)量、采制樣、送存樣、化驗(yàn)等環(huán)節(jié)對燃料管理現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從自動(dòng)計(jì)量、采樣、封裝、標(biāo)識、化驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)管理、煤場數(shù)字化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)入手，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)控制、信息技術(shù)構(gòu)建智能燃料管理系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行簡要說明，希望能夠?yàn)槿剂现悄芑芾硐到y(tǒng)的發(fā)展提供一定的啟發(fā)。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電企業(yè)；燃料管理；智能化管理系統(tǒng)；自動(dòng)控制；物聯(lián)網(wǎng)

火力發(fā)電企業(yè)經(jīng)營成本中煤炭費(fèi)用占七成以上，煤炭質(zhì)量的檢驗(yàn)是火電企業(yè)燃料管理重要部分，而燃料質(zhì)量驗(yàn)收的核心就是采制化技術(shù)。各個(gè)火電企業(yè)花費(fèi)大量的人力物力進(jìn)行采制化過程控制，通過改進(jìn)機(jī)制流程、硬件設(shè)備等手段加強(qiáng)驗(yàn)收工作，但是煤炭驗(yàn)收工作的反腐、采制化技術(shù)水平和相關(guān)檢測人員專業(yè)能力等問題都嚴(yán)重影響了燃料管理體系的發(fā)展。面對這種困境，將自動(dòng)控制技術(shù)和信息技術(shù)與燃料管理相結(jié)合已經(jīng)成為必然趨勢。

一、火電企業(yè)燃料管理現(xiàn)狀分析

目前，火電企業(yè)燃料管理的各個(gè)環(huán)節(jié)還存在著一些問題，這些問題嚴(yán)重影響了企業(yè)的燃料管理效率，在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)還需要有針對性的提出改進(jìn)措施：（1）計(jì)量環(huán)節(jié)。大部分火電企業(yè)燃料設(shè)備有的需要人工計(jì)量，中間環(huán)節(jié)效率很低且存在數(shù)據(jù)安全問題。同時(shí)，衡器不能自動(dòng)辨識車輛和礦別等信息，可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)過衡或遙控衡器等問題。（2）采樣環(huán)節(jié)。很多企業(yè)機(jī)械采樣設(shè)備故障時(shí)采用人工采樣方式。采樣自動(dòng)化程度不夠，在管理方面存在漏洞。人工采樣則存在勞動(dòng)強(qiáng)度過高、流程不夠規(guī)范、存在人為失誤等情況。（3）制樣環(huán)節(jié)。目前，絕大多數(shù)企業(yè)還采用人工離線的方式制樣，制樣效果不可控，導(dǎo)致樣品無法代表整批燃料的特性。（4）送、存樣環(huán)節(jié)。煤樣在輸送中，樣桶或樣袋的封閉手段簡單，樣品安全無法得到周全的保障，存在樣品污染的危險(xiǎn)；（5）化驗(yàn)環(huán)節(jié)。火電企業(yè)化驗(yàn)室在樣品化驗(yàn)過程中，各種化驗(yàn)數(shù)據(jù)均由人工進(jìn)行計(jì)算和記錄，存在人為誤差和改動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。（6）管理環(huán)節(jié)。燃料管理人員還在使用人工手段進(jìn)行燃料計(jì)量、化驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，容易出現(xiàn)人為失誤，且效率較低。同時(shí)燃料庫存管理目前還無法做到分區(qū)、分堆、分品種、分質(zhì)量的存放，對燃料參數(shù)信息也無法準(zhǔn)確計(jì)量，給燃料混配摻燒帶來了極大的困難。

二、燃料智能化管理系統(tǒng)的研究

（一）技術(shù)要求

要減少煤樣的中間環(huán)節(jié)，入廠后采樣、制樣、傳輸、化驗(yàn)、存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)采取一體化、集成化布局，盡可能的減少人為環(huán)節(jié)，保障煤樣的純潔性和安全性。煤樣計(jì)量信息做到自動(dòng)采集和上傳，采樣、制樣設(shè)備可靠性高，及時(shí)掌握燃料質(zhì)量、價(jià)格、庫存、分類存放等數(shù)據(jù)，為摻燒和庫存管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，建立燃料智能化管理系統(tǒng)，集中管理分散的設(shè)備和環(huán)節(jié)。

（二）建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

1.自動(dòng)計(jì)量。將自動(dòng)識別設(shè)備與衡器建立通信連接，通過無線射頻技術(shù)自動(dòng)識別車輛信息，將車輛礦點(diǎn)信息與稱量數(shù)據(jù)自動(dòng)匹配上傳，實(shí)現(xiàn)計(jì)量自動(dòng)化，防止數(shù)據(jù)的丟失和篡改。

2.自動(dòng)采樣。使用全斷面機(jī)械采樣，并結(jié)合無線射頻和定位技術(shù)，減少采樣環(huán)節(jié)的人工操作，實(shí)現(xiàn)采樣的自動(dòng)化和隨機(jī)化，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)隨機(jī)生成采樣方案，確保采樣的代表性。通過設(shè)置交通指揮設(shè)備、車輛攔截設(shè)備控制車輛，對不同裝載量的車輛要根據(jù)比例進(jìn)行每樣存留，解決因裝煤量不同影響整體煤質(zhì)的估測困難。對火車煤和船運(yùn)煤，均采用膠帶流煤采樣提高采樣的代表性，通過調(diào)整給煤機(jī)和膠帶的功率，結(jié)合延時(shí)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)火車煤的膠帶煤流采樣，提高了采樣效率和可靠度。

3.自動(dòng)制樣。智能化燃料管理的關(guān)鍵和核心環(huán)節(jié)就是自動(dòng)制樣，通過封裝標(biāo)識和定質(zhì)量縮分等技術(shù)創(chuàng)新，解決了自動(dòng)制樣系統(tǒng)在線烘干、0.2mm自動(dòng)研磨、防混樣等困難。整個(gè)制樣系統(tǒng)由上位機(jī)和PLC控制，實(shí)現(xiàn)了無人全自動(dòng)、全封閉功能。實(shí)現(xiàn)了稱重和定質(zhì)量縮分留樣、煤樣稱重標(biāo)識、數(shù)據(jù)上傳與制樣數(shù)據(jù)追溯；采用鼓風(fēng)機(jī)和紅外干燥相結(jié)合的方式在線烘干煤樣，適應(yīng)各類煤種，不會(huì)發(fā)生理化性質(zhì)變化；在防止交叉污染和0.2mm在線研磨等方面都有很大的技術(shù)創(chuàng)新；制備好的煤樣會(huì)全部采用樣瓶自動(dòng)封裝技術(shù)，粘貼電子芯片和條形碼，達(dá)到樣品的保密和密封。

4.煤樣封裝、標(biāo)識、傳輸及存儲(chǔ)。封裝和標(biāo)識。對全水分煤樣、機(jī)采煤樣、存查煤樣、分析煤樣的采樣桶、瓶進(jìn)行自動(dòng)封裝和自動(dòng)射頻芯片標(biāo)識，每個(gè)射頻編碼都具有唯一性，并存儲(chǔ)煤樣的供應(yīng)商和礦點(diǎn)信息，使得煤樣通過編碼能夠在流轉(zhuǎn)過程中準(zhǔn)確識別，確保封裝的可靠性和安全性。傳輸和存儲(chǔ)。煤樣通過自動(dòng)傳輸進(jìn)入存取樣柜，根據(jù)需要可以自動(dòng)調(diào)取并傳輸樣品，存取樣柜安裝電子鎖，只有通過審批后才能開啟，并且安防系統(tǒng)自動(dòng)記錄操作時(shí)間和人員信息等。

5.智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化管理?；?yàn)儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，自動(dòng)采集、傳輸、記錄各種化驗(yàn)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成化驗(yàn)報(bào)告并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上審批。煤場實(shí)現(xiàn)分區(qū)、分堆管理，存取煤定位作業(yè)、實(shí)時(shí)記錄上傳每場的各類信息，為摻燒和煤場管理提供支持。引入DCS控制管理，分散控制、集中顯示的綜合管控中心，將設(shè)備管理、視頻監(jiān)控、管理信息收集和分析展示進(jìn)行整合控制和管理。建立包含燃料計(jì)劃、合同、調(diào)運(yùn)、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)的全過程管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控燃料運(yùn)轉(zhuǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)燃料管理全過程的數(shù)據(jù)監(jiān)控。

三、燃料智能化管理系統(tǒng)的應(yīng)用和展望

燃料智能化管理系統(tǒng)已經(jīng)有越來越多企業(yè)投入運(yùn)行，將人力監(jiān)督管理轉(zhuǎn)變?yōu)槌绦蚧?、自?dòng)化、規(guī)范化的智能管理，使整個(gè)驗(yàn)收過程更加客觀、準(zhǔn)確、可靠，提高了驗(yàn)收效率和質(zhì)量。為了更好地滿足企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行需求，系統(tǒng)還應(yīng)從繼續(xù)推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和分布，盡快制定相關(guān)管理標(biāo)準(zhǔn)，盡可能推進(jìn)現(xiàn)燃料智能化系統(tǒng)的不斷更新和普及。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：王勇（1976-），男，吉林集安人，就職于吉林電力股份有限公司，研究方向：火電廠燃料管理。