数字化技术在发电厂燃料管理中的应用

袁文斌

摘 要： 现代发电厂的生产规模不断扩大，燃料管理的难度也随之升级，采取传统的燃料管理方式不仅无法保障对燃料资源的科学配置，充分发挥燃料产能效益，还可能增大安全生产风险。因此，提出借助数字化技术打造数字化燃料管理系统的发展策略，实践表明：数字化技术在燃料管理环节中的应用不仅能够实现自动化调度和控制的目标，还可节省大量的人工成本，且对燃料的科学选配能够提升燃料燃烧率，使有限的燃料创造更大的价值。基于此，分析数字化技术应用的可行性，并具体探究数字化技术在发电厂燃料管理中的应用策略。

关键词： 数字化技术 发电厂 燃料管理 燃烧率

中图分类号： TM76文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）05-0013-03

Application of Digital Technology in the Fuel Management of Power Plants

YUAN Wenbin

GHN Energy Shenwan Energy Co.， Ltd.， Hefei， Anhui Province， 230001 China

Abstract： The production scale of modern power plants is constantly expanding， and the difficulty of fuel management is also upgrading. Traditional fuel management methods can not only fail to ensure the scientific allocation of fuel resources to give full play to the production capacity benefits of fuel， but also increase the risks of safety production， so a develop‐ment strategy of using digital technology to build a digital fuel management system is proposed. Practice has shown that the application of digital technology in fuel management can not only achieve the goal of automatic scheduling and control， but also save a lot of labor costs， and the scientific selection and allocation of fuel can improve the combustion ratio of fuel， allowing limited fuel to create greater value. Based on this， this article analyzes the feasibility of applying digital technology and specifically explores the application strategies of digital technology in the fuel management of power plants.

Key Words： Digital technology； Power plant； Fuel management； Combustion ratio

随着信息技术的不断发展，数字化技术已经被广泛应用到电力行业中。在数字化时代，发电厂需积极创新燃料管理工作，引入多种先进技术，如物联网技术、自动化控制技术和网络技术等，打造功能全面的燃料管理系统，通过对各项生产参数的高效采集与共享，实现自动化管理和控制，为发电厂生产过程中的燃料调度控制与管理创造良好的技术条件。因此，研究发电厂数字化技术的应用具有重要意义[1]。

1 当前发电厂燃料管理存在的问题

1.1 管理工作过于粗放

燃料的计量、制样和化验等一系列操作均缺乏规范性，燃料堆放、取用等均缺乏计划性，且在燃料掺配方面采取较为原始的方式，未能综合考虑燃料燃烧和环保、安全等问题。

1.2 软件系统功能和稳定性较差

虽然在燃料管理中应用了部分管理软件，但各个软件的功能不够全面且缺少联系，很难实现数据信息共享，给燃料的调度管理带来较大难度。

1.3 硬件升级不到位

早期的硬件设备精度不足，且功能不够完善，已经很难满足当代的燃料管理需求。传统管理方法和数字化管理模式相比，无论是安全性还是高效性均落后于数字化管理模式。

2 应用数字化技术在发电厂燃料管理中的作用

2.1 燃料现场的数字化管理

燃料管理工作与发电效率存在直接联系，提高燃料管理水平是提升生产效益的重要前提。物料的足量供应是保障生产效率的基础，基于燃料管理的特殊性，可在其中积极引入数字化技术，借助数字技术手段对燃料进行量化管理，可结合发电厂现场生产的实际需求对燃料进行及时供应，且无需在现场堆放大量燃料，能够有效提升生产过程的安全性[2]。

2.2 燃料调度的数字化管理

数字化技术在燃料管理中的应用可实现对智能数字库的建设，主要用于对燃料类别、燃烧温度、性能等参数的管理。此外，在可视化技术的支持下，还能实时、动态、直观地了解现场燃料燃烧状况，为燃料调度管理提供可靠的依据。借助物联网技术和计算机技术等，可保障锅炉生产数据、燃料燃烧数据和相关生产数据的实时共享，为燃料的取用提供了有利的借鉴，相关人员可根据现场生产状况和对燃料的需求及时供料。

3 发电厂燃料管理中数字化技术的具体应用策略

3.1 构建数字化燃料管理系统

3.1.1 车辆识别系统

车辆识别系统是利用射频识别技术（Radio Fre？ quency Identification，RFID）进行不接触识别，主要应用原理为通过发射射频信号并基于信号在空间内部的耦合状况来识别信息，并进行信息传递。该系统由射频标签和天线两部分组成，因其具备识别速度快、系统体积小、抗污能力强以及穿透性好等特点可以被应用于较为复杂的作业工况中。借助该技术来识别车辆类型可以帮助燃料管理人员明确燃料运输车类型，并完成对燃料运输车的检查、引导等系列工作，确保燃料顺利入厂。

3.1.2 自动采样系统

该系统的功能有自动采样、缩分、制样和集样，对于采样样本的科学处理可以保障样本的真实可靠性，并且由计算机随机分配采样点，有效提升了采样的公平性。需要注意的是实际采样中要根据不同的燃料运输车辆选择对应的采样装置，运输车辆为火车或者汽车时，可优先选用桥式或者门式采样机；如果是翻车机来卸载的水路或者铁路运输方式，则可优先选用头部采样机[3]。

3.1.3 自动制样系统

采用集除铁、输送、称重、破碎和干燥功能为一体的自动制样机进行集中制样，具体可根据制样需求科学选用自动制样机的型号以便制出特定规格的煤样，常见的煤样规格有0.2 mm、3 mm和6 mm。在数字化技术的作用下，可保障整个制样过程的自动化，无需人工值守，制样之后还可进行自动分装并且自动喷涂标识码。

3.1.4 化验数据的数字化管理

化验室中的所有设备终端均基于网络与燃料管理系统连接，此举可以保障对燃料化验数据的实时获取和上传，不仅提升了数据共享的效率，还在一定程度上减轻了化验工作者的工作压力，同时数据传递的及时性和准确性均可得到保障，这为燃料管理奠定了良好的基础。

3.1.5 激光盘煤系统

该系统的应用原理为通过扫描装置来获取煤场表面的高频断面信息，并基于激光测距原理利用计算机的运算功能计算出体积参数，再结合煤炭密度数据确定煤场的存煤量，同时生成三维模型。常见的激光盘煤系统包括固定式和移动式，其中固定式的测量精度更具可靠性，且测量效率也明显优于移动式。因此，优先选用固定式激光盘煤系统，在实际应用中，只需选择一个较为稳定和平坦的区域安装该系统装置即可，可根据燃料管理的实际需求来设置扫描周期，系统应用的灵活度较高。

3.1.6 温度监测系统

要想保障燃料堆放区域的安全性，还需在该区域设置温度监测仪器，其目的是对燃料存放区域的温度进行实时监测，以降低燃料自燃的概率。现阶段较为可靠的温度监测设备包括温度传感器和红外成像仪两种。（1）温度传感器可根据现场的实际状况选择预埋式或者移动式传感器，前期的应用经验表明：预埋式的温度监测效果并不理想，而移动式自身携带的测温杆具有无线发射功能，且行动轨迹灵活可控，能够有效避开燃料场中的机械作业，在对燃料场进行巡视时进行温度监测。对于条件较为特殊的煤场，可以在一些高温区域或是易于发生自燃问题的区域设置温度监测装置。（2）红外成像仪，主要是基于光学理论对于汇集在现场的红外辐射能量进行探测，之后将其转换为电信号，经过系统换算后可得到测量对象的温度值。在实际应用中虽然很少受到煤场作业的影响，但环境温度、阳光以及角度因素等均会对最终测量结果的准确性构成影响。因此，通常选用移动式温度传感器作为主要的监测元件[4]。

3.1.7 明火监测系统

煤炭运输过程中，水分大量蒸发，且其自身的压实度也会发生较大变化，尤其是采用带式输送机运输时，很可能产生自燃，使皮带的安全性以及燃料运输安全受到较大影响。因此，需要在带式输送机上安装红外温度监测装置，确保在出现超温现象或者明火时，及时发出警报，有效提升燃料运输安全。

3.2 关键燃料管理环节的数字化实现

3.2.1 进料管理数字化

可根据发电厂中已有的设备状况优化进料管理系统，如发电厂中已经配置有自动称重装置和自动采样机，则需根据采用的燃料运输车辆类型配置对应的调度控制系统，即汽车便应用汽车入厂调度系统，火车便应用火车入厂调度系统，且要根据火电厂配置的称重装置数量来确定入厂调度系统的构建规模。

3.2.2 化验管理数字化

化验管理环节涉及制样管理、化验和存样管理几个部分，大部分发电厂均已经配备了全面的化验仪器和设备，在进行数字化建设时，可以基于发电厂的实际生产状况确立最终的数字化建设方案。例如：对于生产规模较小，燃料管理要求不高的状况，可以采取配置3套编码机、一套煤质分析系统和一套制样管理系统的搭建方式，以实现对燃料信息的主动获取，并生成煤样标识信息，将化验数据同步至燃料管理系统；对于生产规模偏大，且燃料管理需求较高的状况，则可直接配置一台全自动制样机，实现制样、化验和存样等操作的全面自动化。

3.2.3 存料管理数字化

现阶段的部分发电厂已经配置了设备位置反馈装置，可根据发电厂的生产能力构建以下三种数字化建设方案。

方案一：通过在煤场中易于产生自燃的位置配置移动式温度传感器来时刻监测燃料温度，对于集中堆放的区域可以设置埋设式温度传感器，保障对煤堆温度的实时回传，主要用于控制煤堆自燃。

方案二：可以根据现场作业状况在特定位置设置激光盘煤仪器，并且适当增设轨道和车辆，同时建设煤场管理系统。但此方案仅适用于露天煤场的管理作业。

方案三：配置固定式激光盘煤仪，如果有需要可以搭建支架结构来稳定激光盘煤仪，同时建设煤场管理系统[5]。以封闭式的环形煤场为例，需以单个煤场为单位，每个煤场设置3个激光盘煤仪为宜。如是露天式长条形煤场，则要根据煤场长度来确定激光盘煤仪的设置数量。

3.2.4 取料管理数字化

取料管理的要点是对燃料的掺配烧环节进行分别管理，要想实现数字化管理的目标，可以利用物联网技术和计算机技术等建立一个燃料的掺配烧管理系统。对于已经建成的发电厂，需对已有的燃料掺配烧装置进行升级，优先选用支持联网管理的自动化装置，为数字化管理创造良好的条件。而新建的发电厂，则需在项目实施之前便对数字化管理的技术要求进行综合考虑，设计发电厂建设方案时，要配置满足通信要求的装置，并且选用精度较高的自动化控制设备。具体需根据发电厂的煤源特点配置管理系统，对于煤源复杂的发电厂可以选用进料管理系统，而对于煤种复杂的发电厂，则要选用煤场管理系统。掺配烧系统的设置要根据发电厂的煤源以及资金实力进行综合考虑，既要满足取料管理需求，又要考虑经济效益因素。

4 结语

当前社会用电需求较大，为发电厂的生产效率提出了更高的要求。在实际生产中，部分发电厂忽视了成本控制的重要性，尤其是在燃料管理中存在很多弊端，导致出现燃料浪费的现象。因此，迫切需要借助新兴技术进行管理方法创新，利用多种新技术打造出燃料数字化管理系统，通过对燃料的量化管理能够有效控制燃料浪费率，且实现对燃料的优化配置与调度，这为现场生产工作提供了可靠的技术支持。今后，燃料管理的数字化发展很可能成为一种发展趋势。

参考文献

[1]廖靓，邱洪武.浅谈电厂燃料管理存在的问题及对策[J].江西电力，2023，47（4）：58-60.

[2]江建亚.火力发电企业燃料管理信息化应用探析[J].企业改革与管理，2023（6）：40-41.

[3]李维聪，刘霞.基于无线高速数据传输的智能燃料管理应用方案研究[J].南方能源建设，2021，8（2）：56-62.

[4]闫吉学.电厂燃料管理水平提升对强化燃料统计核算管理的作用分析[J].中国设备工程，2021（1）：65-66.

[5]黄河勇.火电厂燃料智能管控系统研究与应用[J].大众用电，2023，38（1）：57-58.