火电厂燃料智能化建设研究与应用

靳峰

国电青松库车矿业开发有限公司 新疆库车 842000

随着煤炭价格的不断走高，不少煤炭供应商想尽一切办法挤进电厂供应商序列时，就已经给火电厂的入场验收环节带来不小冲击，其中不乏供应商有针对性掺杂使假，以次充好，当火电厂入厂验收环节不能有效应对时，火电厂安全生产及成本控制就难以保障。

1 火电厂燃料质量验收是最为突出的问题

随着煤炭市场由买方向卖方市场的转变及火电厂燃煤成本比重不断增加，买卖双方对煤质验收越发重视，在验收中体现公平、公正就变得尤为重要。通过系统内调研，火电厂都不同程度的存在煤质争议事件，均是由于火电厂燃料验收煤质与合同约定煤质偏差较大造成。如何规范煤炭入厂环节，做到验收环节可控在控，减少质量纠纷呢？

2 火电厂燃料智能化建设的思考

火电厂可以通过燃料智能化建设，进一步系统的完善燃料管理业务流程，包括入厂管理、煤质管理和煤场管理及入炉管理，可以有效解决入厂、入炉、库存煤的数量、质量、价格，信息不实、不真、不准、以及煤场管理效率不高的问题，并实现关键环节无人值守、无缝对接、实时监控，解决燃料入场管控难度大、风险高等问题。

2.1 燃料智能化建设整体思路

燃料智能化建设时应明确“人与煤样隔离，人与数据隔离，数据全程可追溯，视频全程可追溯”的基本原则。总的要求有下几点：①运煤车辆的入厂、计量、采样、出厂等各环节均实现自动识别车辆信息。②入厂、入炉煤计量数据自动提取、自动传输。③入厂煤采样实现自动生成采样方案、随机布点、全断面自动采样。④自动制样系统能够制备全水分煤样、存查煤样、0.2mm分析煤样，并自动封装、标识。⑤入厂、入炉煤化验设备实现网络化管理，化验数据自动提取，自动生成原始记录和化验报告。⑥存查煤样实现自动存取管理。⑦燃料管控中心集成视频监视、设备管控、管理信息分析与展示等功能。⑧数字化煤场实时展示库存煤分类堆存及数量、质量、价格情况，为掺烧管理提供数据支撑。⑨燃料管理信息系统功能齐全，能够实时统计、分析并展示供应、耗用、库存煤的数量、质量、价格信息，自动核算标煤单价[1]。

2.2 燃料智能化控制系统的建设思路

为便于监控，燃料智能化系统一般采用集中管理、分散控制的结构。这种结构可以分为2层，即总的生产管理层（集控中心）、就地控制层。控制系统常规采用的是DCS或PLC。DCS作为人机交互界面通常布置在集控中心，方便运行人员对现场设备的远程管理和监控，系统拓展更为方便。PLC作为集控中心时拓展和功能性往往不及DCS系统。燃料信息系统（上位系统）与燃料智能化系统（下位系统）间的通信往往通过局域网实现。

2.3 燃料智能化系统建设的几点建议

2.3.1火电厂燃料的入场与计量管理：

新疆地区火电厂的燃料主要靠火车和汽车运输，燃料管理人员将燃料采购合同的相关信息写入RFID无线射频卡中，车队按要求到指定矿点装车，在车辆到厂时，和系统内信息进行对比，系统将自动完成进出厂车辆识别和称量等工作，并且将所有相关信息通过网络传输到火电厂燃料智能化管理系统的数据库中，将称重的具体数据与矿源信息等自动匹配。火电厂称量燃料的方式主要有轨道衡、皮带称、汽车衡等[2]。

2.3.2采样方式：

推广机械化采样。使用机械化采样可以降低人为因素的对检验结果的影响，以保证数据的有效性和真实性。对规范统一煤质监督管理操作，提高监督效率，有着重要的作用，系统通过无线射频识别（RFID）技术自动识别车辆、矿别信息，具备条件的火电企业应优先选用皮带煤流采样方式。

（1）皮带机械采样。能接收并执行燃料智能化管理系统自动生成的采样方案并将执行情况自动传输给燃料智能化管理系统生成采样编码，同时采样机具备与制样机的硬件、软件接口。皮带采样器开口宽度不小于被采样煤标称最大粒度的3倍。采样器具有与皮带联动功能。皮带煤流采样装置能够满足至少每分钟采样一次，破碎、缩分、弃料等环节保持足够裕量，集样桶要有足够容量。北方地区集样桶要布置在室内，防止煤样冻结。

（2）汽车煤车厢机械采样。系统利用拦车器、信号灯、语音提示、LED屏文字提示、红外定位等控制车辆进入采样区、停车区域、采样完毕自动放行，接收并执行燃料智能化管理系统自动生成的采样方案，采样方案执行情况自动传输给燃料智能化管理系统生成采样编码。具备与制样机的硬件、软件接口，实现全车厢覆盖无盲区、随机布点、全断面自动采样，采样器开口宽度不小于被采样煤标称最大粒度的3倍。具有破碎功能和耐磨性，能够适应冻块、矸石等特殊情况。采样器应设置集样斗，能够满足一个采样流程（采一车的样品数量，采点一般不少于3个采样点），一次放样，提高采样效率。集样斗容量至少能满足收集3个初级子样量而不溢出，采样器驱动方式应满足当地气候条件。北方严寒地区，采用液压驱动的应有液压油加温装置，在二级缩分前增加称重装置，根据车辆装载煤炭重量和煤样重量确定最终留样量，保证每车装载煤炭重量与最终留样量比例一致，解决因车辆装载煤量不一致影响总体煤质的问题，集样桶不能布置在采样机小车上，提高集样桶容量，减少制样数量[3]。

2.3.3制样：

自动制样机能够制备全水分煤样、存查煤样、2个0.2mm分析煤样，并自动封装及标识。具有机采煤进料口和人工采样煤进料口。人工采样煤进料口能够处理标称最大粒度为100mm的煤样。应能适应最大全水分为18%的煤样（水分可按照当地实际采购煤质确定），在制样过程中不堵煤。煤样制备各环节有防尘设计，具备自动清扫功能，除尘效果良好。选用锤式破碎机的，转速不大于950r／min。具有煤样称重功能，实现定质量缩分，制备出的煤样应满足13mm全水分煤样≥3kg或6mm全水分煤样≥1.25kg，3mm存查煤样≥700g，0.2mm分析煤样≥60g。制备出的煤样能够称重并标识。煤样烘干方式采用热风干燥的，风温不超过50℃（褐煤不超过40℃）；采用微波等干燥方式的，须保证对煤的理化性质不产生影响。煤样制备环节具备空气吹扫，0.2mm煤样制备环节具有冲洗功能，防止煤样交叉污染。具有弃样暂存功能。在煤样制备完成前，弃样暂存并能够方便取出。控制方式具备自动和手动切换功能，与燃料智能化管理系统关联，设备运行状态及工作参数实时上传，生成制样编码，具备故障报警和信息提示功能。煤样通过环节的部件材质应选用不锈钢等不易粘堵材料。

2.3.4煤样封装、标识、传输及存储：

封装：采样、制样环节一体化设计的，机采煤样从集样桶直接传输到制样机入口。采样、制样环节分离的，煤样要进行密封包装并生成存样编码，保证煤样的代表性。煤样的包装方式要适应传输和存储的技术要求，建议优先采用瓶装方式。

标识：采用射频芯片对煤样瓶进行标识，芯片内置于瓶底，标识编码具有唯一性，保证煤样编码在流转环节能够被正确读取。煤样标识方法能有效防止不同煤样及标识信息发生混淆。

传输及存储：煤样优先采用气动传输方式进入自动存取样柜，根据需要调取煤样时能够自动取样并传输。根据结算情况及存储时间，自动提示并经审批后弃样。自动存取样柜安装电子安防锁，经审批后方可开启，系统记录开启人及时间等信息。

2.3.5化验：

化验仪器联网运行，化验数据自动采集、自动传输并生成化验编码，化验原始记录、化验报告自动生成，不得人为修改、录入，并实现网上审批。电子天平称量数据自动采集上传。化验室检测的所有项目应进行重复性测定，系统自动判断重复性临界值并提示超差。对0.2mm备查煤样进行抽查，化验结果上传至系统，自动生成比对报告。

2.3.6解码与结算：

燃料采购部门在对采购合同进行批次结算时，通过燃料信息系统自动解码功能，对矿源信息、采样编码、制样编码、化验编码以及存样编码进行后台解码，形成采制化及合同批次信息一一对应的关系，并与矿方进行量质核对最终形成结算支撑文件。对双方有争议的批次采用调取存样（备查煤样）进行第三方复核或仲裁的方式处理。

3 结语

燃料智能化系统已是火电厂一个重要的辅助系统，在实际应用中已形成矿源信息与采制化存各阶段编码相互隔离，形成背靠背的燃料管理新模式，同时可以融入采购计划管理、合同与到货管理、自动供应商评价、数字化煤场，无人堆取料、入炉煤质分析与计量等模块。实现燃煤场内管理的流程化、智能化、少人化管理要求，进行关键辅助岗位的减员增效，全覆盖入场验收关键环节，可追溯，为减少质量纠纷，防范内部风险奠定技术基础。