燃料智能化管控系统建设探讨

燃料智能化管控系统建设探讨

詹水孙

国家电投集团江西电力有限公司江西省330096

摘要：为进一步加强火电厂燃料精细化管理，达到管理规范化、工作标准化、信息集成化、设备自动化、过程可视化，实现关键环节无人值守、无缝对接。本文针对国家电投集团江西电力有限公司所属分宜发电厂扩建工程（2×660MW机组）燃料智能化管控系统构建设进行探讨。

关键词：燃料管理；智能化管控系统；

前言：

众所周知，燃料成本是火电企业核心竞争力的关键因素，占企业生产成本的60%以上。随着火电电量、电价竞争异常激烈，经营环境发生了重大变化，火力发电厂对燃料管理、控降成本的要求越来越高，必须要通过创新燃料管理方式，进一步规范管理，深挖降本增效潜力，赢得经营主动权。

1燃料智能化管控系统项目背景

分宜电厂扩建工程本期建设2×660MW超超临界燃煤发电机组。#1机组计划于2020年4月30日前投产发电，#2机组计划于2020年7月31日投产发电。

扩建工程利用新科技、新技术、新理念建设成为一座智慧化、数字化的现代电厂。燃料智能管控系统作为智能化电厂的一个重要组成部份。在我国煤炭市场复杂多变的环境下，加强燃料精细化管理是火力发电厂成本控制的主线，为切实提高燃料在计量、采样、制样、化验、煤场管理等环节自动化、智能化程度，解决传统燃料管理模式流程复杂、采制化设备自动化程度低，人为因素影响较大，管控风险高等问题，为建设一流火电企业奠定坚实基础。

2燃料智能化管控系统目标及网络构建

2.1总体目标

燃料智能化管控系统通过对运煤车辆入厂、计量、采制样、化验等燃料入厂验收各关键环节全覆盖，通过现场智能设备、专用网络和管控中心建设，使相对分散的燃料管理工作形成统一的工作平台。通过采用智能技术装备，提高现场设备的智能化水平，实现燃料的计量、采样、制样、化验、存样、储煤等过程的无人值守，全自动化操作；通过集中管控平台以及监控技术，实现燃料业务流程的规范化管理；自动采集和传输燃料各环节的数据信息，建立自动、实时、完整、丰富的燃煤数据库，做到数据不落地，实时跟踪燃料进、耗、存、量、质、价等指标信息，提高燃料基础数据的完整性和关联度。

2.2系统网络构成

燃料智能化管控系统是集“燃料管理业务、生产运行监控业务、设备智能化”于一体的综合性管理系统。采用软硬件一体化的三层结构设计，将燃料验收、燃料监督、燃料管理集成一体，实现对燃料全过程的管理和监控。系统三层结构分别为：

第一层为现场设备层，主要是对燃料计量、采样、制样、化验现场的前端智能化设备管理，即前置设备层的管控。

第二层为系统管控层，主要是对燃料管理的所有设备运行状态进行监控，保证工作的有序、安全开展。实现多种工况下的正常、异常状态的自动处理。

第三层为信息管理层，主要是自动采集和传输燃料各环节的数据信息，并对历史数据进行统计及对比分析。

3燃料智能化管控系统结构

燃料智能化管控系统是将燃料计量、采样、制样、化验过程进行了集中管控、实现关键环节无人值守，计量、采制样自动操作，样品自动传输，全过程实时监控，数据不落地，主要由自动计量系统、火车全自动采样系统、全自动制样系统、全水分在线分析、智能存查样系统、样品自动传输系统等子系统组成。[2]

3.1自动计量系统

自动计量系统分为汽车自动计量和火车自动计量两个模块，整个计量过程无人值守、自动称量。

汽车自动计量模块配置于汽车衡作业区域。通过对车辆注册并绑定RFID射频识别卡，供各环节获取车辆信息给车辆。计量自动识别模块通过网络将车辆毛重、皮重等信息传输至管控系统，管控系统可自动根据注册信息及票重数据自动判断当前计量数据是否正常。

火车自动计量模块布置于轨道衡区域，分为火车自动识别和轨道衡自动计量两个子模块。在火车入厂轨道处安装车号识别设备，自动获取入厂火车车号、标重、毛重、皮重、净重，并自动上传至系统。

3.2火车全自动采样系统

火车全自动采样系统，布置于翻车机区域。根据火车来煤信息，自动生成采样方案，执行采样方案后对煤样进行合并采样单元处理，并对皮带采样装置的远程监控，显示批次煤样的采样方案，设备运行方式、运行状态，采样破碎缩分后煤样的存样桶位和样量等信息。

3.3全自动制样系统

全自动制样系统与采样系统无缝连接，通过皮带将合并采样单元后的煤样送入暂存单元，通过机械手进入全自动制样系统内，系统可实现自动输送、除铁、混合、称重、提升、破碎、缩分、烘干、研磨、制粉、清洗、清扫、灌装、封装、标识、弃样暂存、弃样输送回收处理等功能，最终制出全水分样、分析煤样、存查煤样，实现多规格煤样自动封装、喷码、信息录入。整个制样过程实现无人值守，消除制样人工误差，杜绝人工干扰。

3.4全水分在线测试系统

通过在全自动制样系统短集成在线全水分在线测试系统，全水分样制出后，通过机械手输送至全水分在线测试系统，进行全水分化验操作，并将传输数据自动传输到管控系统。

3.5全自动存查样系统

制备后的分析煤样及存查煤样经全自动封装打码机后通过气动传输管道送至全自动存查样系统。实现样品的“人样分离、盲存盲取”。系统能实时监控整套系统运行状态及记录样品的状态和位置、存储调用情况。通过内置机械手操作，根据系统要求实现取送样功能。系统可对存放超期的煤样瓶进行定期提醒，存储时间达到指定时间和已结算完等条件后可提示弃样，待具有弃样权限人员核对无误后，授权进行弃样处理。

3.6气动传输系统

气动传输系统由控制系统、动力单元、煤样收发工作站、转向器、传输管道、传输瓶、化验室工作站以及配套设施组成。通过正吹和反吹风的形式来对样品瓶进行输送，是制样室、化验室、全自动存查样柜等工作站点的联接纽带，能完成所有煤样瓶的输送，避免人样输送环节人为干预。

3.7燃料智能化集控系统

燃料智能化集控系统覆盖燃料入场验收监控和样品管理等过程。从燃料入场、称重计量、煤场堆放、样品采集、样品管理、煤样化验进行实时管控，集中调控各业务环节设备，配合视频图像的监视。

门禁远程监控系统通过网络通讯与燃料管控系统实现数据实时交互。根据“门禁系统配置表”置配置“人脸+密码”识别方式，监视管控区域进入人员信息，管控区域的门开/关状态，超时滞留预警监视。对需要管控的工作现场、存样间出入口、设备间等处实现电子识别和权限控制。[3]

4可能存在的问题及解决措施

4.1系统自动化程度高，对运行及维护人员要求高

燃料智能化管控系统是对工业互联网、智能传感器、物联网、自动控制等技术的综合应用，包含了机械、电气、热工、信息等专业，系统各节点环环相扣，任一环节出现故障，整个系统将无法正常运行，这对运行和维护人员技能素质提出了较高要求。针对这种情况，分宜发电厂要制订专门人员培训计划，提高运行人员综合素质，加强与设备厂家联系和沟通，成立专业的维护队伍，按一类设备标准对系统故障及时消除，保证设备稳定可靠运行。

5结束语

燃料智能化管控系统其核心是实现燃料管理全过程监督，设备自动控制，关键关节无人值守，管理数字化、信息化、规范化等目标，解决燃料管理控制难度大、风险高的问题，是燃料管理与工业自动化的高度融合，燃料智能化管控系统建设前景远大，未来必将在行业大力推广。

参考文献：

[1]陈晓忠.《北方公司燃料管理“标杆电厂”创建思路浅析》[J].《内蒙古科技与经济》，2014，22：27-29.

[2]黄立新.《燃料智能化管控系统在火电厂的应用前景》[J].《华电技术》，2016，9：56-58.

[3]李蕾.《火电厂燃料智能系统管控中心总体功能》[J].《数字化用户》，2017，24.