發電輸煤工作面煤質信息的可視化模型研究

楊棟 張建立 郭景輝 張建

[摘? ? 要]在21世紀的當下，我國正處于高速的經濟和科技發展過程中。由于人民生活水平和國家醫療水平的提高，我國的人口基數也在不斷的擴大。隨著人口的增長和國家實力的提高，煤炭資源作為我國重要的生產生活能源，依然保持著穩定的戰略地位以及龐大的市場份額。而在傳統的電廠燃煤發電的工作過程中，由于無法及時對輸煤系統工作狀態進行監測，也無法直觀的對煤質信息進行獲取。因此，針對發電輸煤工作中經常出現煤質信息獲取不及時、輸煤工作各流程監測不及時、燃煤損耗量大、人力投入量大、工作結果不達標等問題。因此，我國當下的發電輸煤工作技術急需一次徹底的革新，煤質信息可視化模型的出現，就可以大大的改善發電輸煤工作中出現的問題。

[關鍵詞]煤質信息的可視化;定義;應用;Libs;優勢

[中圖分類號]TM621 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–0–02

Research on the Visualization Model of Coal Quality Information

in Power Generation Coal Handling Face

Yang Dong，Zhang Jian-li，Guo Jing-hui，Zhang Jian

[Abstract]In the 21st century， our country is in the process of rapid economic and technological development. Due to the improvement of people's living standards and the country's medical standards， my country's population base is also constantly expanding. With population growth and the improvement of national strength， coal resources， as an important energy source for production and living in my country， still maintain a stable strategic position and a huge market share. In the working process of traditional coal-fired power plants， the working status of the coal transportation system cannot be monitored in time， and the coal quality information cannot be obtained intuitively. Therefore， problems such as untimely acquisition of coal quality information， untimely monitoring of various processes of coal transportation， large coal consumption， large manpower input， and substandard work results often occur in the work of power generation and coal transportation. Therefore， my country's current power generation and coal transportation technology urgently needs a thorough innovation. The emergence of coal quality information visualization models can greatly improve the problems that occur in power generation and coal transportation.

[Keywords]visualization of coal quality information; definition; application; Libs; advantage

煤炭作為從18世紀以來，一直是人類使用最多的主要能源之一，在未來的很長一段時間內，煤炭依然是人類社會生產生活的必須能源之一。作為如此重要的生活能源，發電輸煤工作的安全和全面也關系到我國的工業乃至整個社會方方面面發展的穩定性。我國正處于高速的經濟和科技發展過程中。由于人民生活水平和國家醫療水平的提高，我國的人口基數也在不斷的擴大。隨著人口的增長和國家實力的提高，煤炭資源作為我國重要的生產生活能源，依然保持著穩定的戰略地位以及龐大的市場份額。發電輸煤工作不僅是企業的工作，更是與民眾息息相關的生存資本。在傳統的電廠燃煤發電的工作過程中，由于無法及時對輸煤系統工作狀態進行監測，也無法直觀地對煤質信息進行獲取。因此，在發電輸煤工作中，經常出現煤質信息獲取不及時、輸煤工作各流程監測不及時、燃煤損耗量大、人力投入量大、工作結果不達標等問題。因此，為了解決這些存在的問題，必須探尋如何更直觀和全面地發電輸煤工作進行監測。因此，建立一個煤質信息可視化模型是不可避免的，煤質信息可視化模型的建立更是對發電輸煤工作技術的一次重大革新。

1 煤質信息的可視化模型的定義

煤質信息可視化模型就是在發電輸煤的過程中，運用當下發達的計算機和網絡技術對輸煤、燃煤發電的過程進行媒流可視化操作。煤流可視化又被稱為輸煤可視化。當輸煤系統啟動時，監測人員和工作人員可以在電子設備上通過合成的三維動畫，對發電輸煤過程中的原煤流動狀態、通過哪條皮帶進行輸送、通過哪個犁煤器分割以及最終落入哪一個煤倉的全流程進行實時監控。煤質全流程可視化又可以分為原煤倉分層煤質可視化以及磨煤機當前煤質可視化。煤質全流程可視化系統的工作原理，就是有電腦依據輸煤系統中最后一條輸煤皮帶犁煤器的起落狀態，判斷各個煤倉的加煤狀態。煤流可視化的獲取數據是從pi數據庫里面取過來，然后取過來再寫到MySQL的數據庫里面。在電腦監測的過程中，通過軟件體現各個煤倉的實時加煤記錄。即，煤倉什么時候開始加煤，加了多少噸煤，什么時候結束加煤了。煤質全流程的可視化系統都會主動對上煤和加煤時間以及數量進行記錄，并且對每個原煤倉上煤量進行實時統計。通過對煤質信息可視化模型也就是煤質全流程可視化系統的使用，可以使輸煤過程中，各個環節的工作狀態簡潔明了，可以幫助發電輸煤工作更加順利地進行。

2 媒質信息可視化模型的應用

2.1 基于Libs監測下的煤質信息可視化模型的工作流程

煤質信息可視化模型就是運用當下發達的計算機和網絡技術對輸煤、燃煤發電的過程進行媒流可視化操作。而煤質信息可視化模型也就是煤質全流程可視化系統，就是在依托于libs（燃煤煤質精準在線監測裝置），監測輸煤工作過程中各個流程的運行狀態以及現狀，并在電子設備上通過三維動畫進行實時顯現，并對各煤倉的加媒和煤質狀況進行監測。煤質信息可視化模型的基本工作原理和流程包括以下幾個方面。

（1）當輸煤系統啟動時，通過煤質信息可視化模型在監測設備上所生成的實時模擬輸煤進程的三維動畫進行輸煤進程監測。通過三維動畫的表現，監測者可以更直觀、更清晰、更全面地對原煤流動進行監控。

（2）煤質全流程可視化系統通過對輸煤系統中最后一條輸煤皮帶犁煤器起落狀態的監測，判斷各個煤倉的加煤狀態，并且在軟件中對各煤倉的加煤開始時間，加煤具體數量以及結束加媒時間進行實時記錄，實時地對各原煤倉的上煤量進行統計。

（3）煤質信息可視化模型下，監測設備可以通過libs獲取實時的煤炭質量的（固定碳、發熱量、揮發分、灰分、全硫、全水、氫）7個數據。模型通過對原煤倉最后一次加煤所監測的煤質數據以及運輸皮帶的瞬時流量、運行狀態和犁煤器的起落狀態，就可以計算出煤倉當前所加的煤種，更加方便地對各種原煤的篩查和調配。

（4）在通過模型和libs的共同運作得到煤質數據后，系統可以根據從二區pi數據庫里獲取的原煤倉料位高度，精準地計算出原煤倉內部本次加煤的高度區間以及所加煤炭的煤質。在數據計算過程中，煤倉的三維動畫可視圖也會隨之出現。通過對煤質數據以及煤倉三維動畫的監測，工作人員可以更加輕松而準確地得到煤質數據以及煤倉狀況。通過系統的全面監測和計算，各個煤倉的煤質狀態，第二煤倉煤位高度以及各個煤倉中分別是什么煤都可以直觀地通過三維動畫進行展示，從而更加方便觀測。

（5）發電輸煤過程中對煤質可視化模型的應用，也可以對煤炭的燃燒過程進行監控。檢測系統在對煤炭燃燒過程進行檢測之后會將煤炭燃燒的實時狀態通過顏色在監測設備中進行體現。在煤質可視化模型的燃燒指數畫面中，如果燃燒狀態顏色為藍色就表示煤炭燃燒處于正常狀態;如果在燃燒指數畫面中，煤炭的燃燒狀態為黃色，就說明當下的煤炭燃燒狀態存在問題，系統進入了預警狀態，可能是燃燒的煤炭存在煤質問題。如果想確定系統預警的具體原因，就需要看系統中對燃燒過程的詳細闡述，從而確定問題并及時進行改善;如果在燃燒指數畫面中，煤炭的燃燒狀態為紅色，那就說明系統處于報警狀態，需要工作人員立刻進行處理和解決。煤質可視化模型得到報警系統是在煤質數據分析的基礎上，計算出燃煤的爆燃指數、結焦指數、可燃指數、燃盡指數以及排放指數。比如，爆燃就是這批煤容易爆裂燃燒和爆炸。可燃性指數如果低就說明這批煤不易燃燒。在出現這些情況時，系統就會進行報警，然后工作人員就可以在煤質較差的煤塊進入磨煤機之前及時進行篩選和處理，避免燃煤過程中事故發生。

2.2 煤質信息可視化模型在日常開采和生活中的應用

煤質信息可視化模型除了可以在發電輸煤的工作過程中使用，它在同類型的企業中也可以起到很好的作用。比如，在焦化廠、造紙廠、化工廠、水泥廠、磚廠、藥廠、飼料廠、復烤廠、酒廠、化肥廠的工作過程中，如果都可以作用煤質可視化模型，就可以大大減少燃料的損耗。通過煤質信息可視化模型的監測，也可以減少在煤質監測上的人員投入。因此，通過對煤質可視化模型的應用，可以大大提高產品的品質，減少制作的燃料損耗以及人力成本，從而達到商品的利益最大化。

3 煤質信息可視化模型的優勢

煤質信息可視化模型是在發電輸煤的過程中，運用當下發達的計算機和網絡技術對輸煤、燃煤發電的過程進行媒流可視化操作。與我國傳統的煤炭質量及運作流程的監測手段比起來，煤質信息可視化模型由于其專業性、準確性和實時性等特點，具有很大的優勢。在目前看來，煤質信息可視化模型的優勢主要體現在以下幾點。

（1）統籌規劃，全面掌控。

煤質信息可視化模型的運作通過利用先進的電子設備和科學技術以及libs裝置的串聯，宏觀地對煤炭在燃燒前以及燃燒中的各流程中的狀態進行監測。然后在系統計算得到數據之后，在監測設備中生成實時的三維動畫，并且對各個環節的詳細數據進行記錄。比如，系統可以通過對輸煤系統中最后一條輸煤皮帶犁煤器起落狀態的監測，判斷各個煤倉的加煤狀態，并且在軟件中對各個煤倉的加煤開始時間，加煤具體數量以及結束加煤的時間進行實時記錄，實時地對各個原煤倉的上煤量進行統計。

（2）信息直觀化，更容易觀測。

煤質信息可視化模型的運行中，在輸煤系統啟動時，通過煤質信息可視化模型可以在監測設備上生成實時的模擬輸煤進程的三維動畫進行輸煤進程監測。與傳統的煤炭質量和輸煤過程監測手段相比，煤質信息可視化模型可以在監測的過程中，實時地對輸煤過程的各個環節的細節進行數據記錄。比如，煤質信息可視化系統可以通過對輸煤系統中最后一條輸煤皮帶犁煤器起落狀態的監測，從而對各個煤倉的加煤狀態進行判斷，并且煤質信息可視化系統可以在軟件中對各個煤倉的加煤開始時間，加煤具體數量以及結束加媒時間進行實時記錄，對各個原煤倉的上煤量進行統計。通過實時監控加煤過程的數據，可以對輸煤系統的狀態進行及時了解和調整，從而對輸煤工作的監測和調整提供了便利性和參考性。與傳統的煤炭質量和輸煤過程監測手段不同，煤質信息可視化模型可以將所監測到的數據通過三維動畫的方式呈現出來。比如，模型在得到煤質數據后，系統可以根據從二區pi數據庫里獲取的原煤倉料位高度，精準的計算出原煤倉內部本次加煤的高度區間以及所加煤炭的煤質。計算所得到的數據也會用三維視圖的方式展現出來，從而各個煤倉的煤質狀態，第二煤倉煤位高度以及各個煤倉中分別是什么煤都可以直觀的通過三維動畫進行展示，大大方便了工作人員進行觀測。

（3）節省大量人力，降低人力成本。

煤質信息可視化模型區別于傳統的監測手段的區別就在于，它只依賴大量的科技技術對煤流狀態進行監測并記錄，然后通過三維動畫和詳細的數據錄入呈現在監測者面前。比起傳統的監測模式，煤質信息可視化模型不需要在煤流過程中的每個環節都安插大量的監測人員，而是只需要在監測設備環節安插更專業的高精尖人才就行。這樣就可以大大地減少在生產環節的人力投入成本，從而最大程度地為企業實現商業價值。

4 結束語

隨著我國科技的不斷發展，發電輸煤工作中的煤流、煤質監測技術的革新也是不可避免的。相較于傳統的監測手段，煤質信息可視化模型的出現，可以對發電輸煤工作中的煤質和煤流信息進行可視化展示，從而便利工作人員進行直觀的統籌規劃和全面掌控，進行煤質篩選，進一步降低煤炭損耗并提高利用率。通過煤質信息可視化模型的應用，也可以大大的減少企業的人力成本投入，從而實現企業產品商業價值的最大化。

煤質信息可視化模型不僅可以適用于發電輸煤的工作，在其他的煤炭相關行業也有其獨特的優勢。相信在不久的將來，煤質信息可視化模型可以為煤炭行業帶來一場技術革新，從而最大限度地造福人民。

參考文獻

[1] 宋博，王磊.煤炭企業煤質檢測可視化監控系統研究[J].中國電子商務，2013（23）：2.