發電企業實施智能無人值守燃料信息管理系統的效益分析

摘 要 論文首先分析了燃料信息管理目前存在的主要問題，并以智能無人值守燃料管理系統在遼寧省沈陽市金山熱電廠的實施為例，介紹了系統的建設目的、主要構成、功能和特點。論文結合金山熱電廠的實際，分別從過衡、減排、管理精細化、廉政建設等方面分析了建設燃料管理系統的社會效益，從節能降耗和減員增效兩方面著重分析了其經濟效益。最后得出結論，智能無人值守燃料系統在電廠的實施具有較好的投入效益。

關鍵詞 無人值守 燃料管理信息 發電企業

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

0 引言

電力企業的燃料管理是一個步驟連續、業務范圍分散、多環節的組織活動，涉及燃料、化學、運行、檢修、財務等多個職能部門；包含燃料價格、數量、質量、存貯統計、機組運行參數、設備故障分析等數據信息。①燃料系統數據信息最為繁雜，如果單純依靠人工進行統計分析，工作量大、效率低、準確率低、可靠性低，且各部門之間信息傳遞速度慢，難以適應市場經濟瞬息萬變的形勢，更無法滿足現代化管理的需求。②③因此，建立以電子計算機技術為基礎的燃料管理信息系統顯得十分必要。燃料管理信息系統能及時、準確反映燃料全過程信息，涉及燃料的計劃、采購、驗收、統計、燃用績效記錄等功能，大大提高了信息的傳輸、記錄、存貯和分析效能，可以為各部門提供快速、準確、可靠、使用的決策依據，實現資源合理分配和信息共享。

1 存在的主要問題

目前發電企業燃料業務中的計劃、合同、庫存、結算、質量、 調度、計量、煤耗、成本等相關活動信息是企業各個業務環節中的信息孤島，信息沒有得到有效組織、合理利用。在這些業務環節中需要大量的手工作表，勞動量大且信息冗余嚴重，煤耗、成本計算和經濟活動分析都停留在手工作業的水平，造成人力資源的極大浪費。④經過調研，燃料信息管理目前存在的問題主要表現為以下幾個方面：（1）來煤采用人工記錄，管理漏洞明顯：造成夾研、煤泥、區域裝載等以次充好、以少沖多的現象屢禁不止；在各種因素印象下，燃料現場也存在偷換煤樣、修改數據等違法違紀行為，不僅造成電廠的經濟損失，而且有損電廠、發電集團的形象。（2）自動化程度低，人員勞動強度過大：為了滿足日均接卸量只有依靠24小時全天候作業方式彌補時間上的不足，造成人員勞動強度大、夜間安全作業系數低。（3）現場數據傳送不及時、準確性差；統計結算工作效率低且錯誤率低，存在數據易被篡改等安全隱患。無法做到數據隨時查詢和匯總統計，大部分信息月底才能報一次，不能實時跟蹤、及時反饋，無法提供及時、準確有利的信息支持輔助決策。

2 智能無人值守燃料管理信息系統的建設

為了解決燃料信息管理中存在的問題，通過充分調研，在遼寧沈陽金山熱電廠引入智能無人值守燃料管理系統。建設該系統主要目的是提高入場煤質量與數量，降低發電成本，建立更科學的燃料管理制度和燃料質量控制系統。

2.1 系統建設目的

燃料管理系統可以提高電廠的管理水平，理順管理流程，規范管理理念，提高工作效率，為生產經營提供及時準確的信息服務，實現燃料管理工作的信息化。建設目的體現在以下兩方面：（1）利用計算機和信息技術手段，建設燃料管理系統。通過實現燃料全過程的計算機流程化管理，達到規范管理、固化流程、杜絕管理上的漏洞，提高電廠整體經濟效益的目的，提升電廠在電力市場中的競爭力。⑤（2）充分利用電廠的網絡平臺，快速準確地收集電廠的燃料信息；提供與外部有關系統連接的數據接口，使燃料管理系統融入整個電廠的信息系統；更好地為電廠相關人員提供信息服務；為生產經營提供及時準確的信息服務。為提高電廠的管理水平提供有力的技術支持和可靠的決策依據。⑥

2.2 系統主要構成

智能無人值守燃料管理系統由三大核心子系統組成：衡器無人值守系統、采樣機無人值守系統及精細化管理系統；精細化管理系統中的燃料質量管理模塊最為重要。衡器無人值守系統保證入場煤數量的自動落地及無人為干擾，要點是保證數據的準確性、及時性、合法性、精細性。采樣機無人值守系統通過四級編碼屏蔽車輛與煤礦的關系，屏蔽樣桶與礦的關系；操作人員看到的都是條碼，只有等化驗結果出來后，具有相應權限的職工才能了解煤礦或者供應商，從而保證化驗數據的無人為干預。燃料質量控制系統則是發電集團、子公司對電廠側的來煤數量、質量，借助已有燃料系統、廠用電數據的長期數據進行研究、分析和建模，利用計算機、自動化、網絡、通訊、數據倉庫等技術建立和開發燃料管理質量控制系統（如圖1）。

圖1

該系統以地磅管理為中心，以車輛進出廠流程為主線，依靠射頻讀寫器點線結合全面加強車輛出入廠及過磅稱重過程中的管理，系統中應用了射頻技術、定位技術、圖像識別技術、語音提示、紅綠燈提示等技術，以達到杜絕管理漏洞，提高工作效率和現場管理水平的目的。地磅自動稱重系統核心設備為自動控制柜，外圍設備由閘道機、IC卡讀卡器、攝像機、定位儀、LED屏、紅綠燈、打印機等設備構成；數據匯總到控制中心，由控制中心完成數據的統計及監控。自動采樣機通過計算機自動化系統接管，實現現場無人為干預的自動采樣。

2.3 系統主要功能

智能無人值守燃料管理系統的主要特點是：數據自動進入系統，減少人為干擾；實現燃料的全過程閉環管理、精細化管理；確保燃料管理的公開化、公正化、透明化；實現了燃料管理的數據流、視頻流、監管流的高度統一；支持企業對衡器故障率、采樣機投運率、分剁精細度等燃料管理的小指標考核。

該系統的主要功能可以概括為以下幾點：（1）稱重和回皮地磅實現無人值守，減少人員費用支出，提高經濟效益；充分體現以人為本的管理思想，使電廠工作人員脫離煤場惡劣的工作環境。（2）系統自動進行數據采集，防止人為操作失誤，完全杜絕管理漏洞。系統中的集中控制功能，可以通過網絡實時監控原始數據，及時查詢異常和故障報警信息。（3）錄像儀抓拍過磅車輛圖片以便事后追蹤，紅綠燈提示保證過磅的準確有序，定位儀保證車輛停車到位，防止稱重和回皮數據不準確；LED屏和語音實時提示稱重是否成功。（4）數字硬盤錄像監控系統實現磅房和出入門口全天候數字錄像，提供事后查詢，便于追蹤異常狀況。

3 系統效益分析

發電企業建立和開發燃料管理系統，對實現燃料科學管理，降低發電成本，提高電廠運行的經濟性和安全性具有十分重要的意義；對促進工業化和信息化融合，科學持續促進節能降耗同樣具有重要意義。

3.1 社會效益分析

通過智能無人值守燃料管理系統在遼寧沈陽金山熱電廠實施前后的跟蹤分析比較，實施該系統主要取得的社會效益主要有以下幾方面：（1）過衡效益。采用無人值守系統后，車輛在重衡與輕衡的時間為5～7秒，與原來人工干預過衡相比大大縮短了時間，提高了過衡效率。采用無人值守系統，可以實現計算機系統對煤場道路科學規劃，避免不必要、人為的擁堵，縮短了車輛在煤場的時間。（2）減排效益。由于煤質得到有效提高，減少鍋爐內灰熔物粘結到水冷壁，提高了熱量的吸收效率，降低單位發電煤耗，從而有效減少了二氧化碳的排放量，達到節能減排的目的。（3）管理精細化。由于能量管理系統的實施，在電廠整個管理及生產系統中形成若干PDCA閉環，事前計劃，事中執行都有控制監督，事后及時總結糾正，真正做到精細化管理。比如系統中電廠側有媒質告警、入爐煤質異常告警、數量告警、時間告警、反平衡熱值異常告警等多種告警機制，可以做到燃煤的全方位監控。

（4）廉政建設。管理系統的實施在電廠管理的廉政建設方面有以下幾方面作用：①充分體現“以人為本”的人文思想，讓負責煤場計量的工作人員能夠遠離原來的惡劣工作環境。②管理系統按照工作流程實現分級授權，使各個流程工作人員只能從事被授權的工作，強化了監督與管理智能，有效避免燃料系統的工作人員受社會其他因素影響，從而能夠安心本職工作，提高企業社會形象。③利用條碼掃描取代手工錄入煤礦信息，利用車好識別、定位器、信號燈、語音提示等設備合理分工實現進煤車輛自動稱重，減少了人為因素，不僅保證了計量數據的準確，還極大程度降低了電廠員工違法違紀事件，提高電廠、集團的社會形象。

3.2 經濟效益分析

3.2.1 節能降耗效益

電廠采用無人值守系統、采樣機無人值守系統、采制化一體化系統，實現無人為干擾的檢量、檢質過程，提高了電廠煤的質量。相對于原來的工況，磨煤機、除灰系統、輸煤系統降低了功耗，有效減少了水冷壁的磨損、降低了入場入爐煤熱值差，從而降低發電煤耗和廠用電率，并且能夠延長整個系統的使用壽命。電廠實施無人值守燃煤管理系統后，比照一年前后的數據，單位發電煤耗約下降5%左右，廠用電率約降低0.7%。以電廠年燃煤總量350萬噸為例，考慮到其他影響因素綜合降低廠用電率與電廠煤耗的作用，保守按照3%計算，智能無人值守燃料管理系統每年能夠給電廠節省電煤10.5萬噸，按照500元/噸的燃煤價格，約節省資金5250萬元。

另外，采樣化驗的無人為干擾檢質過程，可以大大節省相關化驗費用，金山熱電廠單這一項每年就能節省10萬元左右的費用。

3.2.2 減員增效

無人值守系統投入前，磅房計量平均30車/小時，自動過衡和自動化驗系統投入后，平均60車/小時，如果不計自動采樣機的機械操作時間，按照12小時/工作日，可至少接卸700車，能夠大大減輕現場的負擔，提高工作效率；由于實現了無人值守，原來部分負責過衡和采樣的煤場值班人員可以從事其他工作，提高了電廠的工作效率。比如每臺稱重衡器每天需要值班人員3人，三班倒，24小時進煤，折算下來每臺稱重衡氣值班人員需要9人，假設每個值班人員每年的工資平均和各種支出5萬，那么一年大約能夠節省人工成本45萬。采樣人員和化驗人員同樣可以做到有效精簡，單就金山熱電廠而言，以前7～8人的煤場班組，現在只需要1～2人就可以。

4 總結

燃料管理必須按照市場經濟規律運行、采用知識經濟手段強化管理；通過智能無人值守燃料管理系統的實施使燃料采購、調運、檢斤、質檢、倉儲、燃燒、結算等一系列過程都實現數據化、智能化、自動化、網絡化、可視化；從而提高電廠的管理水平，理順管理流程，提高工作效率，為生產經營提供及時準確的信息服務，實現燃料管理工作的信息化和智能化。通過系統在沈陽金山熱電廠實施的效益分析更說明，燃料管理系統的建設能夠大幅度提升電廠的社會效益和經濟效益，具有較好的投入效益。

注釋

① 劉其良.電力企業的燃料管理分析與控制.華北電業，2012（6）：68-71.

② 趙苗，薛惠民，聶繼升，傅德成.火力發電廠燃料自動監管系統的開發及應用.內蒙古電力技術，2010.28（1）：37-40.

③ 劉延輝.優化水電廠無人值守管理模式.中國電力企業管理，2012（12）：70-71.

④ 俞立軍.基于非接觸式定位的葉輪給煤機控制系統無人值守系統.工業控制計算機，2011.24（12）：102-105.

⑤ 胡文娟.淺述變電站數字視頻監控技術.中國新技術新產品，2012（3）：13.

⑥ 劉向旗.國電電力燃料管理信息系統的建設.華北電力大學（保定）碩士畢業論文，2009.