摘要：燃煤費用在燃煤發(fā)電廠經(jīng)營成本中占60-70%的比例。燃煤的準(zhǔn)確計量是電廠燃料管理不可或缺的部分，但入爐煤量、入廠煤量、煤場存量、煤倉煤量的計量系統(tǒng)相互獨立，數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)全區(qū)共享，難以實現(xiàn)管控一體化，為燃料精細化管理帶來較大制約。浙江浙能樂清發(fā)電有限責(zé)任公司在智能燃料的框架下，圍繞燃煤精確計量這個核心功能，設(shè)計開發(fā)了智能燃煤計量系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能燃煤計量系統(tǒng)；智能燃料；物聯(lián)網(wǎng)

一、前言

燃料費用在燃煤發(fā)電廠經(jīng)營成本中占60-70%的比例[1]。燃煤的準(zhǔn)確計量是電廠燃料管理不可或缺的部分，為燃煤貿(mào)易結(jié)算、電廠煤耗計算提供數(shù)據(jù)支撐，直接影響著電廠的經(jīng)濟效益。目前，燃煤在接卸、輸送、存儲、摻配過程中，計量、分析技術(shù)、數(shù)據(jù)共享等方面存在不足，電廠燃料管理水平相對于主輔機設(shè)備管理而言水平較低，燃煤的堆損分析控制、煤倉煤量控制等缺乏有效的數(shù)據(jù)支持[2]。入爐煤量、入廠煤量、煤場存量、煤倉煤量的計量系統(tǒng)相互獨立，數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)全區(qū)共享，難以實現(xiàn)管控一體化，為燃料精細化管理帶來較大制約。為加強燃料精細化管理，更好控制發(fā)電成本，浙江浙能樂清發(fā)電有限責(zé)任公司在智能燃料的框架下，圍繞燃煤精確計量這個核心功能，設(shè)計開發(fā)了智能燃煤計量系統(tǒng)。

二、電廠燃煤計量概況

燃煤電廠對燃煤的計量工作從整個生產(chǎn)過程來說，大約可分為三個方面：

（1）入廠煤的計量

電廠燃煤由陸路運輸?shù)?，可用軌道衡及汽車衡及電子皮帶秤計量；由水路運輸?shù)?，?jīng)皮帶機上的電子皮帶秤計量后直接進入煤場或生產(chǎn)過程。本文以樂清電廠為例，入廠煤的計量以電子皮帶秤為主要手段。入廠煤的計量與燃煤的貿(mào)易結(jié)算相關(guān)，其重要性不言而喻。而電子皮帶秤的計量受電子秤標(biāo)定、燃煤輸送時灑落點、皮帶張力、輸送皮帶跑偏等因素的影響，不可避免的會出現(xiàn)計量偏差。如何加強電子皮帶秤的管理，減少其誤差，是電廠燃料管理的重點工作之一。

（2）煤場存煤的計量

煤場盤煤目前主要有三種方式：手持式盤煤儀盤煤、堆取料機激光盤煤及無人機盤煤。其中尤以堆取料機激光盤煤和無人機盤煤精度較高。但無論哪種盤煤方式，測量的均是煤堆的體積，而燃煤的堆積密度受煤種及堆高的影響又各有不同，因此，煤場盤煤往往難以做到完全準(zhǔn)確。

（3）入爐煤的計量

入爐煤計量用于發(fā)電廠原煤倉上煤量的統(tǒng)計，準(zhǔn)確的計算每爐或每倉的年、月、日上煤量，可以為電廠發(fā)電煤耗計算提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。入爐煤計量也主要有三種方式：入爐煤電子秤皮帶秤計量、給煤機電子秤計量及煤倉稱重。

燃煤電廠對燃煤的計量手段多種多樣，但每種計量手段不僅本身存在誤差，彼此之間的計量數(shù)據(jù)也往往存在較大差異。入爐煤量、入廠煤量、煤場存量、煤倉煤量的計量系統(tǒng)相互獨立，數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)全區(qū)共享，難以實現(xiàn)管控一體化，為燃料精細化管理帶來較大制約。如何有效利用電廠各種燃煤計量數(shù)據(jù)，提高燃煤計量精度，是燃料管理工作的重點，也是本系統(tǒng)研發(fā)的目的所在。

三、智能燃煤計量系統(tǒng)

（1）基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)平臺

基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)平臺是智能燃煤計量系統(tǒng)的。該平臺利用各種方式的通訊技術(shù)，連接入廠煤電子皮帶秤、入爐煤電子皮帶秤、給煤機電子秤、煤倉料位儀、斗輪機激光盤煤儀、無人機盤煤系統(tǒng)等計量裝置，實時采集各計量裝置的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（2）基于ID跟隨的全程計量

為實現(xiàn)燃煤的精細化管理，系統(tǒng)對每個批次的不同煤種生成一個唯一的跟蹤ID，該ID附帶了煤的眾多關(guān)聯(lián)屬性，包括煤種、船名、船次、日期、發(fā)貨煤量、水尺煤量等。

結(jié)合皮帶機運行狀態(tài)及斗輪機位置姿態(tài)等數(shù)據(jù)，在燃料卸煤、堆煤、上倉、入爐等過程中通過ID對不同煤種進行實時跟蹤，掌控燃煤實時動態(tài)信息（包括煤所處位置、煤量、、時間等變化信息），進而實現(xiàn)全程計量。

全程計量主要分以下三個步驟：

創(chuàng)建：在燃煤從前港離港時，電廠收到船運單，即創(chuàng)建全程跟隨ID。當(dāng)一艘船運輸多個煤種時，多個ID被創(chuàng)建。

跟隨：在整個運輸、存儲、輸送等過程中，ID始終跟隨燃煤的作業(yè)及流轉(zhuǎn)狀態(tài)。過程包括：離港、錨地、靠泊、卸煤、輸送、存儲、上倉、煤倉給料等。

結(jié)束：在該批次燃煤的所有煤全部被上倉并燃燒完畢后，ID的生命周期隨著燃煤的生命周期結(jié)束而結(jié)束。

（3）基于大數(shù)據(jù)的智能分析

智能燃煤計量系統(tǒng)主要分析燃煤在運輸及流轉(zhuǎn)過程中的煤量的變化關(guān)系，通過全程燃煤跟隨ID，對煤的流轉(zhuǎn)全程進行實時跟蹤，直至燃煤全部進鍋爐燃燒完畢。系統(tǒng)按批次記錄煤在前港（運單）、碼頭（驗收）、入廠皮帶秤、煤場盤點、入爐皮帶秤、給煤機等煤量數(shù)據(jù)，并進行累積，計算煤場存煤、煤倉存煤，并通過對大數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)以下功能：

a）提高燃煤計量精度：針某一批次燃煤的水尺量、入廠煤量、盤煤量、上倉煤量進行比對，如其中某個計量數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)存在較大偏差時，則該計量裝置可能存在計量偏差。系統(tǒng)可發(fā)出報警，提醒檢修人員對該裝置進行檢查校驗，從而提高計量精度。

b）獲取途損、場損等多種燃料管理數(shù)據(jù)，加強燃料管理：通過燃煤在各個階段的計量數(shù)據(jù)，按批次分析煤量的途損和場損等數(shù)據(jù)。如通過比對某一批次燃煤的入爐、入廠煤電子皮帶秤的累積量，即可獲得該批次燃煤的場損等。

c）獲取堆積密度，減少盤煤誤差：根據(jù)煤量和盤煤的體積數(shù)據(jù)，計算當(dāng)前煤場的堆積密度，并運用大量歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析該煤種在煤場的統(tǒng)計堆積密度，從而提高盤煤精度。

d）煤倉動態(tài)監(jiān)測：根據(jù)煤倉料位計、給煤機實時給煤流量等數(shù)據(jù)，實時智能分析煤倉中各煤種的煤位、煤量，為入爐煤種切換做出實時精準(zhǔn)預(yù)測和監(jiān)測。

四、結(jié)束語

智能燃煤計量系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)獲取計量裝置的各種數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，通過數(shù)據(jù)挖掘、智能分析獲取燃料管理的各種數(shù)據(jù)，提高燃煤計量精度，為電廠燃煤的精細化管理提高保障，為實現(xiàn)智能燃料系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，具有廣闊的應(yīng)用推廣前景。

參考文獻：

[1]王小虎，數(shù)字化燃料管理系統(tǒng)技術(shù)研究[J].南方能源建設(shè).2017（4）

[2]周洪元，燃煤電廠智能燃料系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技中國.2018（4）