火力發電企業燃料智能化管理系統的研究與應用

【摘要】燃料成本占火力發電企業生產成本比例極高，而燃料管理的智能化效果好壞也關系到企業能否有更高的利潤。文章從計量、采制樣、送存樣、化驗等環節對燃料管理現狀進行分析，從自動計量、采樣、封裝、標識、化驗網絡管理、煤場數字化系統標準入手，結合物聯網、自動控制、信息技術構建智能燃料管理系統，并對系統的應用和發展進行簡要說明，希望能夠為燃料智能化管理系統的發展提供一定的啟發。

【關鍵詞】火力發電企業；燃料管理；智能化管理系統；自動控制；物聯網

火力發電企業經營成本中煤炭費用占七成以上，煤炭質量的檢驗是火電企業燃料管理重要部分，而燃料質量驗收的核心就是采制化技術。各個火電企業花費大量的人力物力進行采制化過程控制，通過改進機制流程、硬件設備等手段加強驗收工作，但是煤炭驗收工作的反腐、采制化技術水平和相關檢測人員專業能力等問題都嚴重影響了燃料管理體系的發展。面對這種困境，將自動控制技術和信息技術與燃料管理相結合已經成為必然趨勢。

一、火電企業燃料管理現狀分析

目前，火電企業燃料管理的各個環節還存在著一些問題，這些問題嚴重影響了企業的燃料管理效率，在以下幾個環節還需要有針對性的提出改進措施：（1）計量環節。大部分火電企業燃料設備有的需要人工計量，中間環節效率很低且存在數據安全問題。同時，衡器不能自動辨識車輛和礦別等信息，可能會出現重復過衡或遙控衡器等問題。（2）采樣環節。很多企業機械采樣設備故障時采用人工采樣方式。采樣自動化程度不夠，在管理方面存在漏洞。人工采樣則存在勞動強度過高、流程不夠規范、存在人為失誤等情況。（3）制樣環節。目前，絕大多數企業還采用人工離線的方式制樣，制樣效果不可控，導致樣品無法代表整批燃料的特性。（4）送、存樣環節。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；（5）化驗環節。火電企業化驗室在樣品化驗過程中，各種化驗數據均由人工進行計算和記錄，存在人為誤差和改動的風險。（6）管理環節。燃料管理人員還在使用人工手段進行燃料計量、化驗數據的統計，容易出現人為失誤，且效率較低。同時燃料庫存管理目前還無法做到分區、分堆、分品種、分質量的存放，對燃料參數信息也無法準確計量，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的研究

（一）技術要求

要減少煤樣的中間環節，入廠后采樣、制樣、傳輸、化驗、存儲等環節采取一體化、集成化布局，盡可能的減少人為環節，保障煤樣的純潔性和安全性。煤樣計量信息做到自動采集和上傳，采樣、制樣設備可靠性高，及時掌握燃料質量、價格、庫存、分類存放等數據，為摻燒和庫存管理提供數據基礎，建立燃料智能化管理系統，集中管理分散的設備和環節。

（二）建設標準

1.自動計量。將自動識別設備與衡器建立通信連接，通過無線射頻技術自動識別車輛信息，將車輛礦點信息與稱量數據自動匹配上傳，實現計量自動化，防止數據的丟失和篡改。

2.自動采樣。使用全斷面機械采樣，并結合無線射頻和定位技術，減少采樣環節的人工操作，實現采樣的自動化和隨機化，由計算機系統隨機生成采樣方案，確保采樣的代表性。通過設置交通指揮設備、車輛攔截設備控制車輛，對不同裝載量的車輛要根據比例進行每樣存留，解決因裝煤量不同影響整體煤質的估測困難。對火車煤和船運煤，均采用膠帶流煤采樣提高采樣的代表性，通過調整給煤機和膠帶的功率，結合延時動作，實現火車煤的膠帶煤流采樣，提高了采樣效率和可靠度。

3.自動制樣。智能化燃料管理的關鍵和核心環節就是自動制樣，通過封裝標識和定質量縮分等技術創新，解決了自動制樣系統在線烘干、0.2mm自動研磨、防混樣等困難。整個制樣系統由上位機和PLC控制，實現了無人全自動、全封閉功能。實現了稱重和定質量縮分留樣、煤樣稱重標識、數據上傳與制樣數據追溯；采用鼓風機和紅外干燥相結合的方式在線烘干煤樣，適應各類煤種，不會發生理化性質變化；在防止交叉污染和0.2mm在線研磨等方面都有很大的技術創新；制備好的煤樣會全部采用樣瓶自動封裝技術，粘貼電子芯片和條形碼，達到樣品的保密和密封。

4.煤樣封裝、標識、傳輸及存儲。封裝和標識。對全水分煤樣、機采煤樣、存查煤樣、分析煤樣的采樣桶、瓶進行自動封裝和自動射頻芯片標識，每個射頻編碼都具有唯一性，并存儲煤樣的供應商和礦點信息，使得煤樣通過編碼能夠在流轉過程中準確識別，確保封裝的可靠性和安全性。傳輸和存儲。煤樣通過自動傳輸進入存取樣柜，根據需要可以自動調取并傳輸樣品，存取樣柜安裝電子鎖，只有通過審批后才能開啟，并且安防系統自動記錄操作時間和人員信息等。

5.智能化、網絡化和信息化管理?；瀮x器設備實現聯網，自動采集、傳輸、記錄各種化驗數據，自動生成化驗報告并實現網上審批。煤場實現分區、分堆管理，存取煤定位作業、實時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，將設備管理、視頻監控、管理信息收集和分析展示進行整合控制和管理。建立包含燃料計劃、合同、調運、檢驗等環節的全過程管理系統，實時監控燃料運轉的各個環節，實現燃料管理全過程的數據監控。

三、燃料智能化管理系統的應用和展望

燃料智能化管理系統已經有越來越多企業投入運行，將人力監督管理轉變為程序化、自動化、規范化的智能管理，使整個驗收過程更加客觀、準確、可靠，提高了驗收效率和質量。為了更好地滿足企業生產運行需求，系統還應從繼續推進系統技術研發，優化系統結構和分布，盡快制定相關管理標準，盡可能推進現燃料智能化系統的不斷更新和普及。

參考文獻

[1]成剛，祝起龍，王濤濤.火電廠燃料智能化管理系統構建及自動識別技術的應用[J].煤質技術，2013，（S1）：38-41.

[2]賀小明，張順林，胡杰，等.火電企業燃料智能化管理[M].北京：中國電力出版社，2015.

[3]王芳.電廠燃煤智能化管理系統[J].中華建設，2015，（5）：136-137.

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。