燃料智能化管理在火電廠的探索及應用

武善磊

【摘 ?要】近年來，隨著人們對火電廠燃料的逐漸關注，燃料智能化建設已經成為了企業增強自身競爭力的主要發展方向。本文就對燃料智能化管理在火電廠中的應用進行深入探討。

【關鍵詞】燃料;智能化;火電廠;應用

燃料智能化管理隨著工業4.0進程在各行業進入精細管理階段。基于大數據，以計算機管理為核心的管理模式已經逐漸成熟。現以某發電企業燃料智能化運營狀況來看，基本采用數據庫管理模式，以分散的工業計算機作為單元處理，以現場測量設備完成就地數據采集及實際控制。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營，在可靠性及性能維護方面卻有待進一步完善，在系統使用過程中逐步修補各類缺陷基本了滿足日常燃料管理工作，但是一些設計上的缺失需要在經驗推廣下中得以完成，最終實現全面技術管理。

1、火電企業燃料管理現狀分析

（1）計量環節。現在已構建燃料智能化管控系統的火電廠，在入廠煤汽車計量環節所采用的自動識別技術都是RFID無線射頻技術。RFID無線射頻技術的實施是需要配置一張RFID射頻卡（車輛識別防偽電子標簽）、一個遠距離讀卡器。當來煤車輛在入廠前辦理完車輛注冊手續后，衡器值班員會給注冊車輛發放一張車輛識別防偽電子標簽，并需要將其貼于車輛前擋風玻璃上。車輛上磅稱量前，通過遠距離讀卡器自動識別車輛相關信息并自動完成計量工作。

（2）采樣環節。火電企業煤炭采樣多數使用機械采樣裝置，部分企業或機采裝置故障時，人工采樣還普遍存在。機械采樣時，存在采樣盲區、采樣深度不夠等問題，煤樣的代表性不能保證，且不能自動識別來煤信息、不能自動采樣、不能隨機布點、不能自動確定采樣方案和分配存樣罐、不能實現樣品封裝等問題，采樣方案、選點、布點采用人工方式確定及操作，存在較大的管理漏洞。人工采樣方式，在車廂頂部或卸車后表面采取煤樣，勞動強度大、規范性差，無法預判、監管及管理。

（3）制樣環節。目前火電企業均采取共有煤樣進行全水分煤樣、存查煤樣、一般分析煤樣的制備。制樣方式為人工離線制樣，勞動強度大、工作效率低、環境差，制樣的規范性、樣品的代表性完全取決于制樣員的責任心、情緒、精神狀態、體能等因素，不可控，難以監管。多數制樣人員不論制備的樣品質量如何，全部采取相同的制樣流程，不能保證各粒度級的樣品最小留樣量，無法保證樣品的代表性。

（4）送樣、存樣環節。煤樣在傳輸過程中，煤樣桶或煤樣袋的封閉措施簡單，煤樣安全處于不可控的風險之中。存樣室靠雙鑰匙措施管理，煤樣安全仍存風險。

（5）化驗環節。火電企業化驗室均滿足煤炭質量驗收的需要，可進行全水分、工業分析、發熱量、全硫的測定，有的化驗室還能做氫元素、煤灰熔融性等測定。化驗設備獨立運行，化驗數據多數由人工記錄和計算，效率低、易出錯。儀器設備參數的設定，如熱容量、樣品質量等由化驗人員抄寫和錄入，風險不可控。若改變化驗全水分時的前后稱量質量，使全水分值改變從而影響收到基低位發熱量該結算指標。且全水分煤樣無存查，無追溯，無再現性。化驗環節人為影響因素多，風險不可控。

（6）管理方面。火電企業燃料管理人員對燃料計量、化驗數據進行統計，辦理結算業務。但手工統計相關計量、驗收、結算、報表等數據，效率低，易出錯。火電企業的庫存煤管理尚需改進，目前不能做到分區、分堆存放，品種、數量、質量和價格等信息無法準確計量，給混配摻燒帶來難度，影響煤炭安全、經濟、清潔燃燒。

2、燃料智能化管理在火電廠的探索及應用

2.1智能全自動制樣系統

與采樣系統實現無縫對接，通過提升機將采取的煤樣送入全自動智能制樣機內，系統可實現自動輸送、稱重、破碎、縮分、干燥、制粉、廢樣回收、留樣轉運等功能，最終制備出6mm全水分煤樣、3mm存查煤樣及0.2mm分析煤樣，并能實現多種規格煤樣的自動封裝、自動包裝噴碼、煤樣信息自動錄入。燃料全自動智能制樣系統能自動稱量煤樣，自動控制縮分比例，設備在破碎、干燥等環節設有清理裝置，在縮分、煤樣運轉環節設有氣動脈沖吹掃裝置，杜絕煤樣殘留，留樣通過傳送帶自動送至自動存查樣系統，實現制樣全過程無人值守，清除制樣人為誤差，排除人工干預，實現人與煤樣無接觸，杜絕作弊現象。

2.2智能全自動存查樣系統

智能全自動存查樣系統主要由硬件及軟件2大部分組成。硬件系統主要由組合式柜架、智能機器人、氣送系統、煤樣檢測系統等組成。軟件系統主要由運動控制系統、存查庫數據信息管理系統、權限管理系統組成。系統通過氣送管道與全自動制樣系統對接，將全自動制樣產生的6mm全水分樣、3mm存查樣、0.2mm分析樣自動傳送到全自動存查庫系統，實現3mm存查樣的存查管理，6mm全水分樣和0.2mm分析樣的轉運及暫存管理。系統智能機器人的運動控制采用伺服控制系統，是整個系統運動實現的中樞系統，通過接收權限管理系統中授權的存樣信息、取樣信息，控制系統將指令發送給智能機器人實現煤樣盲存盲取，同時，系統能根據權限管理系統中授權的樣瓶存放期限信息，自動定期清理棄樣。系統在存放、查取、棄樣過程中煤樣的信息流始終伴隨著煤樣實物流進行流轉，當煤樣瓶到達全自動樣品存查庫時，系統就通過管控網絡系統獲取樣品信息，存樣時通過讀取樣品信息進行對比確認，保證信息的準確性，同時保證樣品和樣品信息的一一對稱，不會發生丟失樣品情況。在樣品進行取樣轉運時，也會對樣品進行讀碼確認，同時將樣品信息通過管控網絡系統發送到下一級，保證煤樣的信息流伴隨煤樣實物流進入化驗流程進行流轉。實現從采制到化驗的全程無人值守過程。并能將數據信息傳到燃料管控系統實現信息流的無縫式對接。

2.3樣瓶氣送系統

樣瓶氣送系統主要由風機、風向切換器、中轉站、管道換向器、收發站、傳輸瓶、中央控制站、傳輸管道等組成，其工作原理是采用吹氣和吸氣的形式來對樣瓶進行輸送，是全自動制樣室、化驗室、全自動存查樣柜、廢瓶棄樣室等多個站點的聯接紐帶，能自動完成0.2mm的分析樣，3mm存查樣及6mm全水分樣的傳送。避免了煤樣輸送環節的人為干預，杜絕人為換樣風險。

2.4在線全水分自動檢測系統

集接樣、縮分、攤平、干燥、分析結果、自動棄樣等功能于一體的全自動全水分檢測系統，在采樣現場或者制樣現場自動測試煤樣全水分，分析數據實時聯網，避免人工干預和手工抄寫數據造成誤差。

3、展望

此套燃料智能化管控系統是基于現代計算機軟件與當今比較先進的測控設備組合而成。由于此種燃料管理是首次由設想變為實際，遇到的問題在逐步改進。較為突出的是：對各廠家設備的可靠性期望過高，特別是軟件維護方面，由于是封閉的后臺系統，當數據通訊出現故障時，對故障的明確判斷比較困難，需要軟件廠家遠程協助分析故障原因然后解決問題。且由于燃料管理系統數據實時性較強，系統中斷對燃料管理流程影響較大。且各項數據關系到煤質監督及結算等重要環節因此系統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的系統漏洞同樣存在，由于煤源的不確定性對采樣及批次管理產生影響，在系統設計采制計劃時需要將這以因素考慮在內，導致一些極端情況出現時不能完全投入自動化，需要人為干預進行管理，且此種狀況需要在嚴格監督下進行，嚴重增加各級工作量，這些不可控因素需要在煤源管理中進一步改進。

4、結束語

燃料智能化系統在近五年的成長中逐步趨于完善，首先在設計施工過程中將后期維護充分考慮，軟件維護提供開放平臺便于系統管理，各測控設備狀態可以實時監測，就地設備安裝工藝采用嚴格工程管理技術標準等一些列措施來確保燃料智能化系統運行穩定，維護便利，性能安全。遠期設想燃料智能化系統將加入更多測控設備，采集更多數據并運用大數據庫管理模式實時監測燃料的來耗存量質價的變化，實現燃煤管理的精細智能化。

參考文獻：

[1]付融冰，張慧明.中國能源的現狀[J].能源環境保護，2017，19（1）：8-12.

（作者單位：國電科學技術研究院有限公司太原分公司）