火電企業(yè)燃料智能化管理現(xiàn)狀及展望

馬新蕊+張慶輝

摘 要：從燃料智能化系統(tǒng)對燃煤的車輛入廠、自動采樣系統(tǒng)、計(jì)量、煤樣制備、化驗(yàn)等現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行介紹，探究燃料智能化系統(tǒng)的不足之處，結(jié)合當(dāng)今先進(jìn)技術(shù)展望燃料智能化系統(tǒng)的前景。

關(guān)鍵詞：煤場管理；燃料智能化；煤質(zhì)監(jiān)督

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.180

1 前言

燃料智能化管理隨著工業(yè)4.0進(jìn)程在各行業(yè)進(jìn)入精細(xì)管理階段?；诖髷?shù)據(jù)，以計(jì)算機(jī)管理為核心的管理模式已經(jīng)逐漸成熟。現(xiàn)以某發(fā)電企業(yè)燃料智能化運(yùn)營狀況來看，基本采用數(shù)據(jù)庫管理模式，以分散的工業(yè)計(jì)算機(jī)作為單元處理，以現(xiàn)場測量設(shè)備完成就地?cái)?shù)據(jù)采集及實(shí)際控制。但是目前形成的燃料管理模式只是滿足了燃料智能化管理的運(yùn)營，在可靠性及性能維護(hù)方面卻有待進(jìn)一步完善，在系統(tǒng)使用過程中逐步修補(bǔ)各類缺陷基本了滿足日常燃料管理工作，但是一些設(shè)計(jì)上的缺失需要在經(jīng)驗(yàn)推廣下中得以完成，最終實(shí)現(xiàn)全面技術(shù)管理。

2 現(xiàn)狀分析

通過對燃料的智能化管理將以前燃料粗放低質(zhì)的管理模式進(jìn)行規(guī)范化、可控化管理，但是這種大宗商品煤的不確定性使得對其規(guī)范管理出現(xiàn)很強(qiáng)的針對性，實(shí)際上煤從煤礦到企業(yè)涉及到煤質(zhì)及戶別等問題，對煤的管理產(chǎn)生很大的局限性。比如在管理軟件開發(fā)方面其邏輯結(jié)構(gòu)差異性大，對于各設(shè)計(jì)廠家慣用的C#這種程序結(jié)構(gòu)雖然面向?qū)ο螅橛谶@種不確定性的問題，導(dǎo)致軟件設(shè)計(jì)規(guī)范不一致，影響后期維護(hù)管理；另外根據(jù)集團(tuán)公司燃料管理標(biāo)準(zhǔn)，涉及到批次及采樣代表性等客觀問題，使得智能化系統(tǒng)的適應(yīng)性存在限制。在將軟件完善后使得更為適應(yīng)本廠實(shí)際情況確保了燃煤的完全智能化管理。

3 現(xiàn)場管控系統(tǒng)

現(xiàn)場管控以自動識別系統(tǒng)為核心，對入廠來煤的來、耗、存、量、質(zhì)、價(jià)進(jìn)行智能化管理。

（1）入廠無人值守系統(tǒng)。入廠車輛初次入廠需要記錄車輛拉筋位置，并一同將其他車輛信息記錄到RFID射頻卡中。車輛首先進(jìn)入入廠識別區(qū)域，將車輛信息錄入數(shù)據(jù)庫后方可放行，現(xiàn)場布置自動識別控制器識別車輛，地面布置道閘并輔以防砸車地感線圈，并通過系統(tǒng)控制紅綠燈指示車輛司機(jī)通行。此區(qū)域識別系統(tǒng)以工控機(jī)外加I/O控制器收發(fā)控制數(shù)據(jù)，通過串口輸送數(shù)據(jù)，待接口軟件解析數(shù)據(jù)后被后臺程序讀取并處理，入廠流程可以通過客戶端監(jiān)控流程進(jìn)度，歷史數(shù)據(jù)存放LOG文件中。通過此種管控模式完成入廠區(qū)域的無人值守管理。

（2）自動采樣系統(tǒng)。車輛進(jìn)入指定采樣范圍后，識別器識別車輛后，與數(shù)據(jù)庫信息核對后，開始對車輛位置進(jìn)行定位計(jì)算。本模式以紅外對射左上角為基準(zhǔn)，通過對紅外對射器的遮擋情況判定Y軸坐標(biāo)，以路邊激光測距儀精確測量車輛X軸位置，確定車輛位置后上傳至自動識別工控機(jī)，通過后臺程序生成隨機(jī)的采樣點(diǎn)位，并根據(jù)燃料的批次信息有代表性地確定采樣點(diǎn)數(shù)，然后將采樣命令下發(fā)到全自動采樣機(jī)。采樣機(jī)同樣設(shè)置有一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)位，通過坐標(biāo)原點(diǎn)換算后開始執(zhí)行采樣命令。采樣系統(tǒng)的控制全部由PLC程序控制，完成斷面采樣、粒度破碎、刮板縮分等環(huán)節(jié)后提取1.5KG左右，粒度6mm左右的煤樣。這些煤樣按戶別自動儲存到采樣桶中為煤樣制樣作準(zhǔn)備。

（3）計(jì)量系統(tǒng)。采樣完成后，車輛進(jìn)入計(jì)量階段。在計(jì)量區(qū)域完成排隊(duì)后上衡自動稱重，稱重管理通過紅外對射識別車輛是否完全上衡，然后降落道閘防止車輛沖出，待稱重?cái)?shù)據(jù)穩(wěn)定后計(jì)入數(shù)據(jù)庫，最后放行。計(jì)量衡前后設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，通過抓拍采集車輛視頻信息可以有效監(jiān)督車輛的真實(shí)性。最后進(jìn)入回皮稱重區(qū)域，與重車計(jì)量類同，但需要核實(shí)此車輛整個(gè)環(huán)節(jié)是否遺漏，并在燃料MIS系統(tǒng)中核查車輛數(shù)據(jù)是否完備方可放行出廠。

（4） 煤樣制備。當(dāng)日的煤樣在次日零點(diǎn)開始自動制樣。自動識別系統(tǒng)下發(fā)自動制樣命令，采樣機(jī)樣桶中煤樣已經(jīng)自動編碼，默認(rèn)從#1桶開始放樣然后制備。整個(gè)制樣過程由PLC程序控制完成煤樣的自動輸送、縮分、破碎、烘干、磨制。破碎由錘式破碎機(jī)完成，按時(shí)間破碎后得到3mm存查樣及進(jìn)入下一環(huán)節(jié)待烘干墨粉的煤樣，煤樣在50度的環(huán)境下烘干15分鐘后進(jìn)入自動研缽體磨制粉樣。得到的是0.2mm的粉樣。所有樣品完成后自動封裝后需要數(shù)據(jù)庫將編碼寫進(jìn)樣瓶底部磁卡中以便化驗(yàn)區(qū)分類別。

煤樣由電梯傳送到化驗(yàn)室，按照工藝化驗(yàn)出煤樣的熱值、水分、灰分、等技術(shù)指標(biāo)，所得數(shù)據(jù)同樣直接上傳至數(shù)據(jù)庫中，杜絕認(rèn)為干預(yù)。

現(xiàn)場采集的所有數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫分類存儲后與入爐的熱值及計(jì)量結(jié)果同樣傳到燃料管理系統(tǒng)中。這些數(shù)據(jù)計(jì)算后與電量的計(jì)算從而得到度電指標(biāo)品質(zhì)。通過這種最終的效益衡量去體現(xiàn)燃料管理的成效，中間各個(gè)環(huán)節(jié)均可以做到技術(shù)監(jiān)管，從而實(shí)現(xiàn)燃料管理的規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化。

4 展望

此套燃料智能化管控系統(tǒng)是基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件與當(dāng)今比較先進(jìn)的測控設(shè)備組合而成。由于此種燃料管理是首次由設(shè)想變?yōu)閷?shí)際，遇到的問題在逐步改進(jìn)。較為突出的是：對各廠家設(shè)備的可靠性期望過高，特別是軟件維護(hù)方面，由于是封閉的后臺系統(tǒng)，當(dāng)數(shù)據(jù)通訊出現(xiàn)故障時(shí)，對故障的明確判斷比較困難，需要軟件廠家遠(yuǎn)程協(xié)助分析故障原因然后解決問題。且由于燃料管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，系統(tǒng)中斷對燃料管理流程影響較大。且各項(xiàng)數(shù)據(jù)關(guān)系到煤質(zhì)監(jiān)督及結(jié)算等重要環(huán)節(jié)因此系統(tǒng)可靠性引起的問題對燃料管理影響較大。另外由于煤源的不確定性引起系統(tǒng)的系統(tǒng)漏洞同樣存在，由于煤源的不確定性對采樣及批次管理產(chǎn)生影響，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)采制計(jì)劃時(shí)需要將這以因素考慮在內(nèi)，導(dǎo)致一些極端情況出現(xiàn)時(shí)不能完全投入自動化，需要人為干預(yù)進(jìn)行管理，且此種狀況需要在嚴(yán)格監(jiān)督下進(jìn)行，嚴(yán)重增加各級工作量，這些不可控因素需要在煤源管理中進(jìn)一步改進(jìn)。

燃料智能化系統(tǒng)在近五年的成長中逐步趨于完善，首先在設(shè)計(jì)施工過程中將后期維護(hù)充分考慮，軟件維護(hù)提供開放平臺便于系統(tǒng)管理，各測控設(shè)備狀態(tài)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測，就地設(shè)備安裝工藝采用嚴(yán)格工程管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等一些列措施來確保燃料智能化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)便利，性能安全。遠(yuǎn)期設(shè)想燃料智能化系統(tǒng)將加入更多測控設(shè)備，采集更多數(shù)據(jù)并運(yùn)用大數(shù)據(jù)庫管理模式實(shí)時(shí)監(jiān)測燃料的來耗存量質(zhì)價(jià)的變化，實(shí)現(xiàn)燃煤管理的精細(xì)智能化。

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