發(fā)電輸煤工作面煤質(zhì)信息的可視化模型研究

楊棟 張建立 郭景輝 張建

[摘? ? 要]在21世紀(jì)的當(dāng)下，我國(guó)正處于高速的經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展過(guò)程中。由于人民生活水平和國(guó)家醫(yī)療水平的提高，我國(guó)的人口基數(shù)也在不斷的擴(kuò)大。隨著人口的增長(zhǎng)和國(guó)家實(shí)力的提高，煤炭資源作為我國(guó)重要的生產(chǎn)生活能源，依然保持著穩(wěn)定的戰(zhàn)略地位以及龐大的市場(chǎng)份額。而在傳統(tǒng)的電廠燃煤發(fā)電的工作過(guò)程中，由于無(wú)法及時(shí)對(duì)輸煤系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也無(wú)法直觀的對(duì)煤質(zhì)信息進(jìn)行獲取。因此，針對(duì)發(fā)電輸煤工作中經(jīng)常出現(xiàn)煤質(zhì)信息獲取不及時(shí)、輸煤工作各流程監(jiān)測(cè)不及時(shí)、燃煤損耗量大、人力投入量大、工作結(jié)果不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題。因此，我國(guó)當(dāng)下的發(fā)電輸煤工作技術(shù)急需一次徹底的革新，煤質(zhì)信息可視化模型的出現(xiàn)，就可以大大的改善發(fā)電輸煤工作中出現(xiàn)的問(wèn)題。

[關(guān)鍵詞]煤質(zhì)信息的可視化;定義;應(yīng)用;Libs;優(yōu)勢(shì)

[中圖分類號(hào)]TM621 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）11–0–02

Research on the Visualization Model of Coal Quality Information

in Power Generation Coal Handling Face

Yang Dong，Zhang Jian-li，Guo Jing-hui，Zhang Jian

[Abstract]In the 21st century， our country is in the process of rapid economic and technological development. Due to the improvement of people's living standards and the country's medical standards， my country's population base is also constantly expanding. With population growth and the improvement of national strength， coal resources， as an important energy source for production and living in my country， still maintain a stable strategic position and a huge market share. In the working process of traditional coal-fired power plants， the working status of the coal transportation system cannot be monitored in time， and the coal quality information cannot be obtained intuitively. Therefore， problems such as untimely acquisition of coal quality information， untimely monitoring of various processes of coal transportation， large coal consumption， large manpower input， and substandard work results often occur in the work of power generation and coal transportation. Therefore， my country's current power generation and coal transportation technology urgently needs a thorough innovation. The emergence of coal quality information visualization models can greatly improve the problems that occur in power generation and coal transportation.

[Keywords]visualization of coal quality information; definition; application; Libs; advantage

煤炭作為從18世紀(jì)以來(lái)，一直是人類使用最多的主要能源之一，在未來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，煤炭依然是人類社會(huì)生產(chǎn)生活的必須能源之一。作為如此重要的生活能源，發(fā)電輸煤工作的安全和全面也關(guān)系到我國(guó)的工業(yè)乃至整個(gè)社會(huì)方方面面發(fā)展的穩(wěn)定性。我國(guó)正處于高速的經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展過(guò)程中。由于人民生活水平和國(guó)家醫(yī)療水平的提高，我國(guó)的人口基數(shù)也在不斷的擴(kuò)大。隨著人口的增長(zhǎng)和國(guó)家實(shí)力的提高，煤炭資源作為我國(guó)重要的生產(chǎn)生活能源，依然保持著穩(wěn)定的戰(zhàn)略地位以及龐大的市場(chǎng)份額。發(fā)電輸煤工作不僅是企業(yè)的工作，更是與民眾息息相關(guān)的生存資本。在傳統(tǒng)的電廠燃煤發(fā)電的工作過(guò)程中，由于無(wú)法及時(shí)對(duì)輸煤系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也無(wú)法直觀地對(duì)煤質(zhì)信息進(jìn)行獲取。因此，在發(fā)電輸煤工作中，經(jīng)常出現(xiàn)煤質(zhì)信息獲取不及時(shí)、輸煤工作各流程監(jiān)測(cè)不及時(shí)、燃煤損耗量大、人力投入量大、工作結(jié)果不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題。因此，為了解決這些存在的問(wèn)題，必須探尋如何更直觀和全面地發(fā)電輸煤工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)。因此，建立一個(gè)煤質(zhì)信息可視化模型是不可避免的，煤質(zhì)信息可視化模型的建立更是對(duì)發(fā)電輸煤工作技術(shù)的一次重大革新。

1 煤質(zhì)信息的可視化模型的定義

煤質(zhì)信息可視化模型就是在發(fā)電輸煤的過(guò)程中，運(yùn)用當(dāng)下發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)輸煤、燃煤發(fā)電的過(guò)程進(jìn)行媒流可視化操作。煤流可視化又被稱為輸煤可視化。當(dāng)輸煤系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，監(jiān)測(cè)人員和工作人員可以在電子設(shè)備上通過(guò)合成的三維動(dòng)畫，對(duì)發(fā)電輸煤過(guò)程中的原煤流動(dòng)狀態(tài)、通過(guò)哪條皮帶進(jìn)行輸送、通過(guò)哪個(gè)犁煤器分割以及最終落入哪一個(gè)煤倉(cāng)的全流程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。煤質(zhì)全流程可視化又可以分為原煤倉(cāng)分層煤質(zhì)可視化以及磨煤機(jī)當(dāng)前煤質(zhì)可視化。煤質(zhì)全流程可視化系統(tǒng)的工作原理，就是有電腦依據(jù)輸煤系統(tǒng)中最后一條輸煤皮帶犁煤器的起落狀態(tài)，判斷各個(gè)煤倉(cāng)的加煤狀態(tài)。煤流可視化的獲取數(shù)據(jù)是從pi數(shù)據(jù)庫(kù)里面取過(guò)來(lái)，然后取過(guò)來(lái)再寫到MySQL的數(shù)據(jù)庫(kù)里面。在電腦監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，通過(guò)軟件體現(xiàn)各個(gè)煤倉(cāng)的實(shí)時(shí)加煤記錄。即，煤倉(cāng)什么時(shí)候開始加煤，加了多少噸煤，什么時(shí)候結(jié)束加煤了。煤質(zhì)全流程的可視化系統(tǒng)都會(huì)主動(dòng)對(duì)上煤和加煤時(shí)間以及數(shù)量進(jìn)行記錄，并且對(duì)每個(gè)原煤倉(cāng)上煤量進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。通過(guò)對(duì)煤質(zhì)信息可視化模型也就是煤質(zhì)全流程可視化系統(tǒng)的使用，可以使輸煤過(guò)程中，各個(gè)環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)簡(jiǎn)潔明了，可以幫助發(fā)電輸煤工作更加順利地進(jìn)行。

2 媒質(zhì)信息可視化模型的應(yīng)用

2.1 基于Libs監(jiān)測(cè)下的煤質(zhì)信息可視化模型的工作流程

煤質(zhì)信息可視化模型就是運(yùn)用當(dāng)下發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)輸煤、燃煤發(fā)電的過(guò)程進(jìn)行媒流可視化操作。而煤質(zhì)信息可視化模型也就是煤質(zhì)全流程可視化系統(tǒng)，就是在依托于libs（燃煤煤質(zhì)精準(zhǔn)在線監(jiān)測(cè)裝置），監(jiān)測(cè)輸煤工作過(guò)程中各個(gè)流程的運(yùn)行狀態(tài)以及現(xiàn)狀，并在電子設(shè)備上通過(guò)三維動(dòng)畫進(jìn)行實(shí)時(shí)顯現(xiàn)，并對(duì)各煤倉(cāng)的加媒和煤質(zhì)狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。煤質(zhì)信息可視化模型的基本工作原理和流程包括以下幾個(gè)方面。

（1）當(dāng)輸煤系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)煤質(zhì)信息可視化模型在監(jiān)測(cè)設(shè)備上所生成的實(shí)時(shí)模擬輸煤進(jìn)程的三維動(dòng)畫進(jìn)行輸煤進(jìn)程監(jiān)測(cè)。通過(guò)三維動(dòng)畫的表現(xiàn)，監(jiān)測(cè)者可以更直觀、更清晰、更全面地對(duì)原煤流動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控。

（2）煤質(zhì)全流程可視化系統(tǒng)通過(guò)對(duì)輸煤系統(tǒng)中最后一條輸煤皮帶犁煤器起落狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，判斷各個(gè)煤倉(cāng)的加煤狀態(tài)，并且在軟件中對(duì)各煤倉(cāng)的加煤開始時(shí)間，加煤具體數(shù)量以及結(jié)束加媒時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，實(shí)時(shí)地對(duì)各原煤倉(cāng)的上煤量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

（3）煤質(zhì)信息可視化模型下，監(jiān)測(cè)設(shè)備可以通過(guò)libs獲取實(shí)時(shí)的煤炭質(zhì)量的（固定碳、發(fā)熱量、揮發(fā)分、灰分、全硫、全水、氫）7個(gè)數(shù)據(jù)。模型通過(guò)對(duì)原煤倉(cāng)最后一次加煤所監(jiān)測(cè)的煤質(zhì)數(shù)據(jù)以及運(yùn)輸皮帶的瞬時(shí)流量、運(yùn)行狀態(tài)和犁煤器的起落狀態(tài)，就可以計(jì)算出煤倉(cāng)當(dāng)前所加的煤種，更加方便地對(duì)各種原煤的篩查和調(diào)配。

（4）在通過(guò)模型和libs的共同運(yùn)作得到煤質(zhì)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)可以根據(jù)從二區(qū)pi數(shù)據(jù)庫(kù)里獲取的原煤倉(cāng)料位高度，精準(zhǔn)地計(jì)算出原煤倉(cāng)內(nèi)部本次加煤的高度區(qū)間以及所加煤炭的煤質(zhì)。在數(shù)據(jù)計(jì)算過(guò)程中，煤倉(cāng)的三維動(dòng)畫可視圖也會(huì)隨之出現(xiàn)。通過(guò)對(duì)煤質(zhì)數(shù)據(jù)以及煤倉(cāng)三維動(dòng)畫的監(jiān)測(cè)，工作人員可以更加輕松而準(zhǔn)確地得到煤質(zhì)數(shù)據(jù)以及煤倉(cāng)狀況。通過(guò)系統(tǒng)的全面監(jiān)測(cè)和計(jì)算，各個(gè)煤倉(cāng)的煤質(zhì)狀態(tài)，第二煤倉(cāng)煤位高度以及各個(gè)煤倉(cāng)中分別是什么煤都可以直觀地通過(guò)三維動(dòng)畫進(jìn)行展示，從而更加方便觀測(cè)。

（5）發(fā)電輸煤過(guò)程中對(duì)煤質(zhì)可視化模型的應(yīng)用，也可以對(duì)煤炭的燃燒過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。檢測(cè)系統(tǒng)在對(duì)煤炭燃燒過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)之后會(huì)將煤炭燃燒的實(shí)時(shí)狀態(tài)通過(guò)顏色在監(jiān)測(cè)設(shè)備中進(jìn)行體現(xiàn)。在煤質(zhì)可視化模型的燃燒指數(shù)畫面中，如果燃燒狀態(tài)顏色為藍(lán)色就表示煤炭燃燒處于正常狀態(tài);如果在燃燒指數(shù)畫面中，煤炭的燃燒狀態(tài)為黃色，就說(shuō)明當(dāng)下的煤炭燃燒狀態(tài)存在問(wèn)題，系統(tǒng)進(jìn)入了預(yù)警狀態(tài)，可能是燃燒的煤炭存在煤質(zhì)問(wèn)題。如果想確定系統(tǒng)預(yù)警的具體原因，就需要看系統(tǒng)中對(duì)燃燒過(guò)程的詳細(xì)闡述，從而確定問(wèn)題并及時(shí)進(jìn)行改善;如果在燃燒指數(shù)畫面中，煤炭的燃燒狀態(tài)為紅色，那就說(shuō)明系統(tǒng)處于報(bào)警狀態(tài)，需要工作人員立刻進(jìn)行處理和解決。煤質(zhì)可視化模型得到報(bào)警系統(tǒng)是在煤質(zhì)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，計(jì)算出燃煤的爆燃指數(shù)、結(jié)焦指數(shù)、可燃指數(shù)、燃盡指數(shù)以及排放指數(shù)。比如，爆燃就是這批煤容易爆裂燃燒和爆炸?？扇夹灾笖?shù)如果低就說(shuō)明這批煤不易燃燒。在出現(xiàn)這些情況時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行報(bào)警，然后工作人員就可以在煤質(zhì)較差的煤塊進(jìn)入磨煤機(jī)之前及時(shí)進(jìn)行篩選和處理，避免燃煤過(guò)程中事故發(fā)生。

2.2 煤質(zhì)信息可視化模型在日常開采和生活中的應(yīng)用

煤質(zhì)信息可視化模型除了可以在發(fā)電輸煤的工作過(guò)程中使用，它在同類型的企業(yè)中也可以起到很好的作用。比如，在焦化廠、造紙廠、化工廠、水泥廠、磚廠、藥廠、飼料廠、復(fù)烤廠、酒廠、化肥廠的工作過(guò)程中，如果都可以作用煤質(zhì)可視化模型，就可以大大減少燃料的損耗。通過(guò)煤質(zhì)信息可視化模型的監(jiān)測(cè)，也可以減少在煤質(zhì)監(jiān)測(cè)上的人員投入。因此，通過(guò)對(duì)煤質(zhì)可視化模型的應(yīng)用，可以大大提高產(chǎn)品的品質(zhì)，減少制作的燃料損耗以及人力成本，從而達(dá)到商品的利益最大化。

3 煤質(zhì)信息可視化模型的優(yōu)勢(shì)

煤質(zhì)信息可視化模型是在發(fā)電輸煤的過(guò)程中，運(yùn)用當(dāng)下發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)輸煤、燃煤發(fā)電的過(guò)程進(jìn)行媒流可視化操作。與我國(guó)傳統(tǒng)的煤炭質(zhì)量及運(yùn)作流程的監(jiān)測(cè)手段比起來(lái)，煤質(zhì)信息可視化模型由于其專業(yè)性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，具有很大的優(yōu)勢(shì)。在目前看來(lái)，煤質(zhì)信息可視化模型的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（1）統(tǒng)籌規(guī)劃，全面掌控。

煤質(zhì)信息可視化模型的運(yùn)作通過(guò)利用先進(jìn)的電子設(shè)備和科學(xué)技術(shù)以及l(fā)ibs裝置的串聯(lián)，宏觀地對(duì)煤炭在燃燒前以及燃燒中的各流程中的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。然后在系統(tǒng)計(jì)算得到數(shù)據(jù)之后，在監(jiān)測(cè)設(shè)備中生成實(shí)時(shí)的三維動(dòng)畫，并且對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的詳細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。比如，系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)輸煤系統(tǒng)中最后一條輸煤皮帶犁煤器起落狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，判斷各個(gè)煤倉(cāng)的加煤狀態(tài)，并且在軟件中對(duì)各個(gè)煤倉(cāng)的加煤開始時(shí)間，加煤具體數(shù)量以及結(jié)束加煤的時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，實(shí)時(shí)地對(duì)各個(gè)原煤倉(cāng)的上煤量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

（2）信息直觀化，更容易觀測(cè)。

煤質(zhì)信息可視化模型的運(yùn)行中，在輸煤系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)煤質(zhì)信息可視化模型可以在監(jiān)測(cè)設(shè)備上生成實(shí)時(shí)的模擬輸煤進(jìn)程的三維動(dòng)畫進(jìn)行輸煤進(jìn)程監(jiān)測(cè)。與傳統(tǒng)的煤炭質(zhì)量和輸煤過(guò)程監(jiān)測(cè)手段相比，煤質(zhì)信息可視化模型可以在監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，實(shí)時(shí)地對(duì)輸煤過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。比如，煤質(zhì)信息可視化系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)輸煤系統(tǒng)中最后一條輸煤皮帶犁煤器起落狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，從而對(duì)各個(gè)煤倉(cāng)的加煤狀態(tài)進(jìn)行判斷，并且煤質(zhì)信息可視化系統(tǒng)可以在軟件中對(duì)各個(gè)煤倉(cāng)的加煤開始時(shí)間，加煤具體數(shù)量以及結(jié)束加媒時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，對(duì)各個(gè)原煤倉(cāng)的上煤量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控加煤過(guò)程的數(shù)據(jù)，可以對(duì)輸煤系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)了解和調(diào)整，從而對(duì)輸煤工作的監(jiān)測(cè)和調(diào)整提供了便利性和參考性。與傳統(tǒng)的煤炭質(zhì)量和輸煤過(guò)程監(jiān)測(cè)手段不同，煤質(zhì)信息可視化模型可以將所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)三維動(dòng)畫的方式呈現(xiàn)出來(lái)。比如，模型在得到煤質(zhì)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)可以根據(jù)從二區(qū)pi數(shù)據(jù)庫(kù)里獲取的原煤倉(cāng)料位高度，精準(zhǔn)的計(jì)算出原煤倉(cāng)內(nèi)部本次加煤的高度區(qū)間以及所加煤炭的煤質(zhì)。計(jì)算所得到的數(shù)據(jù)也會(huì)用三維視圖的方式展現(xiàn)出來(lái)，從而各個(gè)煤倉(cāng)的煤質(zhì)狀態(tài)，第二煤倉(cāng)煤位高度以及各個(gè)煤倉(cāng)中分別是什么煤都可以直觀的通過(guò)三維動(dòng)畫進(jìn)行展示，大大方便了工作人員進(jìn)行觀測(cè)。

（3）節(jié)省大量人力，降低人力成本。

煤質(zhì)信息可視化模型區(qū)別于傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段的區(qū)別就在于，它只依賴大量的科技技術(shù)對(duì)煤流狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并記錄，然后通過(guò)三維動(dòng)畫和詳細(xì)的數(shù)據(jù)錄入呈現(xiàn)在監(jiān)測(cè)者面前。比起傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)模式，煤質(zhì)信息可視化模型不需要在煤流過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都安插大量的監(jiān)測(cè)人員，而是只需要在監(jiān)測(cè)設(shè)備環(huán)節(jié)安插更專業(yè)的高精尖人才就行。這樣就可以大大地減少在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的人力投入成本，從而最大程度地為企業(yè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，發(fā)電輸煤工作中的煤流、煤質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的革新也是不可避免的。相較于傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段，煤質(zhì)信息可視化模型的出現(xiàn)，可以對(duì)發(fā)電輸煤工作中的煤質(zhì)和煤流信息進(jìn)行可視化展示，從而便利工作人員進(jìn)行直觀的統(tǒng)籌規(guī)劃和全面掌控，進(jìn)行煤質(zhì)篩選，進(jìn)一步降低煤炭損耗并提高利用率。通過(guò)煤質(zhì)信息可視化模型的應(yīng)用，也可以大大的減少企業(yè)的人力成本投入，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品商業(yè)價(jià)值的最大化。

煤質(zhì)信息可視化模型不僅可以適用于發(fā)電輸煤的工作，在其他的煤炭相關(guān)行業(yè)也有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。相信在不久的將來(lái)，煤質(zhì)信息可視化模型可以為煤炭行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)技術(shù)革新，從而最大限度地造福人民。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋博，王磊.煤炭企業(yè)煤質(zhì)檢測(cè)可視化監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].中國(guó)電子商務(wù)，2013（23）：2.