燃料智能化管理在火电厂的探索及应用

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　　【摘  要】近年来，随着人们对火电厂燃料的逐渐关注，燃料智能化建设已经成为了企业增强自身竞争力的主要发展方向。本文就对燃料智能化管理在火电厂中的应用进行深入探讨。
　　【关键词】燃料;智能化;火电厂;应用
　　燃料智能化管理随着工业4.0进程在各行业进入精细管理阶段。基于大数据，以计算机管理为核心的管理模式已经逐渐成熟。现以某发电企业燃料智能化运营状况来看，基本采用数据库管理模式，以分散的工业计算机作为单元处理，以现场测量设备完成就地数据采集及实际控制。但是目前形成的燃料管理模式只是满足了燃料智能化管理的运营，在可靠性及性能维护方面却有待进一步完善，在系统使用过程中逐步修补各类缺陷基本了满足日常燃料管理工作，但是一些设计上的缺失需要在经验推广下中得以完成，最终实现全面技术管理。
　　1、火电企业燃料管理现状分析
　　（1）计量环节。现在已构建燃料智能化管控系统的火电厂，在入厂煤汽车计量环节所采用的自动识别技术都是RFID无线射频技术。RFID无线射频技术的实施是需要配置一张RFID射频卡（车辆识别防伪电子标签）、一个远距离读卡器。当来煤车辆在入厂前办理完车辆注册手续后，衡器值班员会给注册车辆发放一张车辆识别防伪电子标签，并需要将其贴于车辆前挡风玻璃上。车辆上磅称量前，通过远距离读卡器自动识别车辆相关信息并自动完成计量工作。
　　（2）采样环节。火电企业煤炭采样多数使用机械采样装置，部分企业或机采装置故障时，人工采样还普遍存在。机械采样时，存在采样盲区、采样深度不够等问题，煤样的代表性不能保证，且不能自动识别来煤信息、不能自动采样、不能随机布点、不能自动确定采样方案和分配存样罐、不能实现样品封装等问题，采样方案、选点、布点采用人工方式确定及操作，存在较大的管理漏洞。人工采样方式，在车厢顶部或卸车后表面采取煤样，劳动强度大、规范性差，无法预判、监管及管理。
　　（3）制样环节。目前火电企业均采取共有煤样进行全水分煤样、存查煤样、一般分析煤样的制备。制样方式为人工离线制样，劳动强度大、工作效率低、环境差，制样的规范性、样品的代表性完全取决于制样员的责任心、情绪、精神状态、体能等因素，不可控，难以监管。多数制样人员不论制备的样品质量如何，全部采取相同的制样流程，不能保证各粒度级的样品最小留样量，无法保证样品的代表性。
　　（4）送样、存样环节。煤样在传输过程中，煤样桶或煤样袋的封闭措施简单，煤样安全处于不可控的风险之中。存样室靠双钥匙措施管理，煤样安全仍存风险。
　　（5）化验环节。火电企业化验室均满足煤炭质量验收的需要，可进行全水分、工业分析、发热量、全硫的测定，有的化验室还能做氢元素、煤灰熔融性等测定。化验设备独立运行，化验数据多数由人工记录和计算，效率低、易出错。仪器设备参数的设定，如热容量、样品质量等由化验人员抄写和录入，风险不可控。若改变化验全水分时的前后称量质量，使全水分值改变从而影响收到基低位发热量该结算指标。且全水分煤样无存查，无追溯，无再现性。化验环节人为影响因素多，风险不可控。
　　（6）管理方面。火电企业燃料管理人员对燃料计量、化验数据进行统计，办理结算业务。但手工统计相关计量、验收、结算、报表等数据，效率低，易出错。火电企业的库存煤管理尚需改进，目前不能做到分区、分堆存放，品种、数量、质量和价格等信息无法准确计量，给混配掺烧带来难度，影响煤炭安全、经济、清洁燃烧。
　　2、燃料智能化管理在火电厂的探索及应用
　　2.1智能全自動制样系统
　　与采样系统实现无缝对接，通过提升机将采取的煤样送入全自动智能制样机内，系统可实现自动输送、称重、破碎、缩分、干燥、制粉、废样回收、留样转运等功能，最终制备出6mm全水分煤样、3mm存查煤样及0.2mm分析煤样，并能实现多种规格煤样的自动封装、自动包装喷码、煤样信息自动录入。燃料全自动智能制样系统能自动称量煤样，自动控制缩分比例，设备在破碎、干燥等环节设有清理装置，在缩分、煤样运转环节设有气动脉冲吹扫装置，杜绝煤样残留，留样通过传送带自动送至自动存查样系统，实现制样全过程无人值守，清除制样人为误差，排除人工干预，实现人与煤样无接触，杜绝作弊现象。
　　2.2智能全自动存查样系统
　　智能全自动存查样系统主要由硬件及软件2大部分组成。硬件系统主要由组合式柜架、智能机器人、气送系统、煤样检测系统等组成。软件系统主要由运动控制系统、存查库数据信息管理系统、权限管理系统组成。系统通过气送管道与全自动制样系统对接，将全自动制样产生的6mm全水分样、3mm存查样、0.2mm分析样自动传送到全自动存查库系统，实现3mm存查样的存查管理，6mm全水分样和0.2mm分析样的转运及暂存管理。系统智能机器人的运动控制采用伺服控制系统，是整个系统运动实现的中枢系统，通过接收权限管理系统中授权的存样信息、取样信息，控制系统将指令发送给智能机器人实现煤样盲存盲取，同时，系统能根据权限管理系统中授权的样瓶存放期限信息，自动定期清理弃样。系统在存放、查取、弃样过程中煤样的信息流始终伴随着煤样实物流进行流转，当煤样瓶到达全自动样品存查库时，系统就通过管控网络系统获取样品信息，存样时通过读取样品信息进行对比确认，保证信息的准确性，同时保证样品和样品信息的一一对称，不会发生丢失样品情况。在样品进行取样转运时，也会对样品进行读码确认，同时将样品信息通过管控网络系统发送到下一级，保证煤样的信息流伴随煤样实物流进入化验流程进行流转。实现从采制到化验的全程无人值守过程。并能将数据信息传到燃料管控系统实现信息流的无缝式对接。
　　2.3样瓶气送系统
　　样瓶气送系统主要由风机、风向切换器、中转站、管道换向器、收发站、传输瓶、中央控制站、传输管道等组成，其工作原理是采用吹气和吸气的形式来对样瓶进行输送，是全自动制样室、化验室、全自动存查样柜、废瓶弃样室等多个站点的联接纽带，能自动完成0.2mm的分析样，3mm存查样及6mm全水分样的传送。避免了煤样输送环节的人为干预，杜绝人为换样风险。
　　2.4在线全水分自动检测系统
　　集接样、缩分、摊平、干燥、分析结果、自动弃样等功能于一体的全自动全水分检测系统，在采样现场或者制样现场自动测试煤样全水分，分析数据实时联网，避免人工干预和手工抄写数据造成误差。
　　3、展望
　　此套燃料智能化管控系统是基于现代计算机软件与当今比较先进的测控设备组合而成。由于此种燃料管理是首次由设想变为实际，遇到的问题在逐步改进。较为突出的是：对各厂家设备的可靠性期望过高，特别是软件维护方面，由于是封闭的后台系统，当数据通讯出现故障时，对故障的明确判断比较困难，需要软件厂家远程协助分析故障原因然后解决问题。且由于燃料管理系统数据实时性较强，系统中断对燃料管理流程影响较大。且各项数据关系到煤质监督及结算等重要环节因此系统可靠性引起的问题对燃料管理影响较大。另外由于煤源的不确定性引起系统的系统漏洞同样存在，由于煤源的不确定性对采样及批次管理产生影响，在系统设计采制计划时需要将这以因素考虑在内，导致一些极端情况出现时不能完全投入自动化，需要人为干预进行管理，且此种状况需要在严格监督下进行，严重增加各级工作量，这些不可控因素需要在煤源管理中进一步改进。
　　4、结束语
　　燃料智能化系统在近五年的成长中逐步趋于完善，首先在设计施工过程中将后期维护充分考虑，软件维护提供开放平台便于系统管理，各测控设备状态可以实时监测，就地设备安装工艺采用严格工程管理技术标准等一些列措施来确保燃料智能化系统运行稳定，维护便利，性能安全。远期设想燃料智能化系统将加入更多测控设备，采集更多数据并运用大数据库管理模式实时监测燃料的来耗存量质价的变化，实现燃煤管理的精细智能化。
　　参考文献：
　　[1]付融冰，张慧明.中国能源的现状[J].能源环境保护，2017，19（1）：8-12.
　　（作者单位：国电科学技术研究院有限公司太原分公司）
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