■張 華 劉培紅

（華電萊州發(fā)電有限公司）

1 問題由來

燃煤電廠是技術(shù)密集型和資金密集型企業(yè)，燃煤開支在總開支中始終占據(jù)著非常大的比重。當(dāng)前“競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”已如火如荼，萊州電廠一期兩臺(tái)百萬超超臨界機(jī)組，二期擴(kuò)建兩臺(tái)百萬超超臨界二次再熱機(jī)組，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，但要真正與市場(chǎng)接軌，形成企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)一步加強(qiáng)管理和降低運(yùn)行成本是我們今后要加以注重和必須提升的。在未來新的形勢(shì)下我們的電廠如何建設(shè)？何以立足？我們必須未雨綢繆?；诩訌?qiáng)運(yùn)營(yíng)期燃料管理，從基建期燃煤島架構(gòu)如何配置，以及探索燃料管理提升與改進(jìn)的方法，對(duì)于我們企業(yè)來說，就具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 智能燃煤島模式探討

2.1 總體目標(biāo)

建立一個(gè)燃料智能化管控中心，達(dá)到燃料系統(tǒng)的智能化管理的目的，由煤源狀況、從煤源到電廠的運(yùn)達(dá)輸送、卸煤、儲(chǔ)煤、運(yùn)煤、計(jì)量、取樣、除鐵、除渣到原煤儲(chǔ)煤整個(gè)流程的及時(shí)展現(xiàn)和智能控制煤倉(cāng)里的燃料。從而達(dá)到工廠計(jì)量、自動(dòng)化的取樣制備過程、網(wǎng)絡(luò)化的試驗(yàn)管理、動(dòng)態(tài)管理下的煤場(chǎng)、信息化燃料管理、智能化的系統(tǒng)維護(hù)的最終目標(biāo)。

2.2 燃煤需求與采購(gòu)輸送

根據(jù)煤質(zhì)、煤量和配煤需求在燃料智能管理控制中心，接著傳出采購(gòu)信息提示，最后再進(jìn)行采購(gòu)決定。能夠接到實(shí)際采購(gòu)的煤炭數(shù)量和運(yùn)量的信息在燃料管理控制中心，實(shí)時(shí)體現(xiàn)煤炭輸送的方位，以便預(yù)先做好卸煤計(jì)劃。

2.3 輸卸煤系統(tǒng)

來煤由碼頭船舶通過卸船機(jī)卸料至碼頭段皮帶機(jī)至電廠圓形煤場(chǎng)。碼頭設(shè)有監(jiān)控，能夠滿足燃料智能化系統(tǒng)的監(jiān)控要求，卸船機(jī)抓斗裝有稱重傳感器，船舶來煤計(jì)量數(shù)據(jù)從卸船機(jī)傳輸至燃料智能化系統(tǒng)。

全部的帶式輸送機(jī)都配備帶位置編碼器的跑偏開關(guān)和拉繩開關(guān)，同時(shí)沿途位置設(shè)立了編碼監(jiān)控。當(dāng)發(fā)生跑偏或拉繩停機(jī)的情況，可依照位置編碼迅速確定到相應(yīng)方位，并自動(dòng)調(diào)出相符合方位的監(jiān)控視頻，方便故障點(diǎn)的仔細(xì)查看。全部開關(guān)都擁有手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位的性能。排除故障后，帶式輸送機(jī)系統(tǒng)能夠在控制中心本地徑直發(fā)動(dòng)。安裝完成自帶式輸送機(jī)系統(tǒng)之后，所有轉(zhuǎn)動(dòng)和運(yùn)行部件均在控制中心進(jìn)行編號(hào)和登記。在運(yùn)作的時(shí)候，如覺察到無論什么位置發(fā)生故障、損壞或更換，可在控制軟件系統(tǒng)中手動(dòng)登記，查詢一段時(shí)間內(nèi)更換了哪些托輥，發(fā)生故障的有哪些傳動(dòng)部件，偏離在哪些位置容易發(fā)生等情況，方便帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的故障防范。所有帶式輸送機(jī)均采用永磁調(diào)速軟啟動(dòng)裝置，永磁調(diào)速軟啟動(dòng)裝置維護(hù)量小，使用壽命長(zhǎng)，可減少電流沖擊在帶式輸送機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)。

2.4 智能煤場(chǎng)系統(tǒng)

萊州電廠采用4座圓形煤場(chǎng)貯煤，配備一臺(tái)圓形堆取料機(jī)和兩臺(tái)振動(dòng)活化給煤機(jī)在每個(gè)圓形煤場(chǎng)中。與此同時(shí)，圓形煤場(chǎng)配備了三維激光煤盤、紅外掃描測(cè)溫系統(tǒng)、可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)、明火煤炭檢測(cè)裝置和燃料安全信息平臺(tái)。

利用激光配煤技術(shù)能夠大范圍提升配煤精度和盤煤效率?；诩す鉁y(cè)距原理，激光盤煤儀采用發(fā)射與接收一體化的掃描設(shè)備，實(shí)行高頻掃描在煤場(chǎng)的表面，取得高密度斷面各種統(tǒng)計(jì)數(shù)量，接著計(jì)算出煤場(chǎng)的堆垛體積使用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的處理功能，然后利用系統(tǒng)從其他步驟取得的煤密度統(tǒng)計(jì)數(shù)字，測(cè)算出煤場(chǎng)的重量和煤場(chǎng)的形狀，并通過三維模型展示狀態(tài)。

由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器、信號(hào)處理器、顯示輸出等部分組成是紅外熱像儀的各部分組件。目標(biāo)視場(chǎng)中的紅外輻射能量由光學(xué)系統(tǒng)收集。在光電探測(cè)器上聚焦紅外能量，對(duì)應(yīng)的電信號(hào)被轉(zhuǎn)換出來，最后轉(zhuǎn)變成被測(cè)目標(biāo)的溫度值。因?yàn)榧t外熱成像儀受陽光、環(huán)境溫度、遠(yuǎn)近、角度等因素影響，所以測(cè)量時(shí)需盡量剔除這些影響因素，相對(duì)而言封閉煤場(chǎng)較露天煤場(chǎng)的測(cè)量條件更好。在煤場(chǎng)運(yùn)行的時(shí)候，不會(huì)影響紅外熱像儀的正常使用。能夠安排在煤場(chǎng)常常作業(yè)的地區(qū)，持續(xù)不斷的監(jiān)測(cè)煤堆表面溫度變化情況。

煤場(chǎng)安全監(jiān)測(cè)是長(zhǎng)期的存在于日常工作中。只要煤場(chǎng)有儲(chǔ)煤場(chǎng)，就必須實(shí)施安全監(jiān)測(cè)，關(guān)鍵是監(jiān)測(cè)儲(chǔ)煤場(chǎng)的自燃情況。并且，要對(duì)儲(chǔ)煤溫度、可燃?xì)怏w濃度、煤自燃產(chǎn)生的煙塵濃度實(shí)施監(jiān)測(cè)。

明火煤炭檢測(cè)裝置是為煤炭的長(zhǎng)期運(yùn)輸或儲(chǔ)存而設(shè)計(jì)的。因?yàn)槭芩謸]發(fā)、壓實(shí)度變化等條件的干擾，皮帶機(jī)運(yùn)輸時(shí)容易自燃，影響皮帶的安全和電廠的正常生產(chǎn)。皮帶上設(shè)置了紅外溫度監(jiān)測(cè)器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶運(yùn)輸?shù)墓ぷ髑闆r。當(dāng)溫度過高時(shí)，會(huì)立刻報(bào)警并做合理的處置的工作。

燃料可以實(shí)時(shí)溫度狀態(tài)可視化、異常報(bào)警、系統(tǒng)用戶管理、歷史記錄、統(tǒng)計(jì)報(bào)表和查詢等功能在安全信息平臺(tái)中，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以為煤場(chǎng)噴霧通風(fēng)提出可供參考連鎖工作指示行動(dòng)。

能夠提供煤場(chǎng)堆垛以及自動(dòng)堆垛取料的決策和實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且可以對(duì)煤場(chǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控是數(shù)字化煤場(chǎng)系統(tǒng)的功能。它集成了多目標(biāo)配煤的多種實(shí)際應(yīng)用效能，對(duì)于每種入廠煤種進(jìn)行跟蹤、監(jiān)控和綜合優(yōu)化，將堆煤、取煤、配煤等各個(gè)環(huán)節(jié)耦合起來，實(shí)行多目標(biāo)協(xié)同采取一定措施使變得優(yōu)異，達(dá)到保障安全性目標(biāo)。在配煤經(jīng)濟(jì)環(huán)保的同時(shí)，利用數(shù)字化方法模仿煤場(chǎng)的動(dòng)態(tài)流動(dòng)進(jìn)程，達(dá)到全廠儲(chǔ)煤、耗煤可視化的目的，建立統(tǒng)一的燃料管理調(diào)度所需要的條件。

控制中心顯示圖：

圖1

2.5 智能采制化系統(tǒng)

帶式輸送機(jī)取樣裝置位于廠外M6轉(zhuǎn)運(yùn)站M8a帶式輸送機(jī)頭部。M8a帶式輸送機(jī)參數(shù)為：B=1600mm；v=3.15m/s；q=2700t/h，在M6轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)置一套全自動(dòng)制煤樣機(jī)。

智能化全自動(dòng)制樣系統(tǒng)采用智能控制技術(shù)，根據(jù)國(guó)標(biāo)gb474-2008的工藝要求，在全封閉狀態(tài)下，將該批煤樣自動(dòng)送至系統(tǒng)，并進(jìn)行自動(dòng)破碎、混合、收縮、干燥生產(chǎn)6mm全水樣、3mm檢驗(yàn)樣、0.2mm檢驗(yàn)樣、0.2mm檢驗(yàn)樣（經(jīng)國(guó)家煤炭質(zhì)量檢驗(yàn)中心鑒定為無硫、無水分、不存在）偏灰樣粒徑。

主要由全自動(dòng)制樣系統(tǒng)、環(huán)保除塵系統(tǒng)和包裝編碼系統(tǒng)組成稱為全自動(dòng)制樣系統(tǒng)。樣品制備過程實(shí)現(xiàn)了煤樣的自動(dòng)稱重、全水分煤樣的制備、煤樣的儲(chǔ)存和檢驗(yàn)、0.2mm分析煤樣、自動(dòng)封裝和識(shí)別，具有除塵和環(huán)保功能，整個(gè)樣品制備過程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、環(huán)保、不需要人員看守。

冬季1000t煤一批次出一個(gè)樣品，夏季600t煤一批次出一個(gè)樣品。一個(gè)樣品分6mm全水分樣、3mm備查樣、0.2mm化驗(yàn)樣以及0.2mm備查樣。在此當(dāng)中，全水樣和供試品隔日檢測(cè)使用。試樣保存30天，然后丟棄。每批樣品占4個(gè)樣品瓶。樣品瓶可重復(fù)使用500次，樣品蓋可一次性使用，防止人為開啟。樣品蓋上設(shè)有相關(guān)芯片、二維碼和條形碼。

萊州電廠一二期入爐煤采制樣設(shè)備分別2套，分別安裝于6（26）號(hào)甲乙?guī)捷斔蜋C(jī)頭部，帶式輸送機(jī)技術(shù)規(guī)范為：B=1400mm，V=2.5m/s，Q=1500t/h，來煤粒度≤30mm，出料料度≤6mm，粒度大于6mm的煤樣不得超過3%。

管理控制中心可對(duì)進(jìn)廠煤樣采集、制備全過程進(jìn)行監(jiān)控。進(jìn)廠煤樣制備系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。進(jìn)廠煤樣制備室由門禁系統(tǒng)管理。

建立測(cè)試網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，包括測(cè)試儀器設(shè)備登錄，測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳系統(tǒng)，將測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，查看并行樣本測(cè)試結(jié)果，自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告，通過一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)審核上傳至公司燃煤結(jié)算系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)設(shè)備接入系統(tǒng)，并將檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)自動(dòng)上傳到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的全方位有效監(jiān)控，防止人為干預(yù)。

2.6 智能計(jì)量系統(tǒng)

采用高精度電子皮帶秤、8個(gè)稱重單元、單點(diǎn)懸掛稱重技術(shù)、溫度補(bǔ)償、狀態(tài)跟蹤補(bǔ)償、線性校正等功能。三個(gè)月內(nèi)校準(zhǔn)系數(shù)不變，校準(zhǔn)誤差不超過±0.2%。

3 預(yù)期達(dá)到的效果

通過智能燃煤島的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)燃料全過程管理的標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、科學(xué)化，堵塞管理漏洞，減少人為干預(yù)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)成燃料采集的數(shù)量、質(zhì)量、價(jià)格數(shù)據(jù)，消耗和儲(chǔ)存環(huán)節(jié)及時(shí)、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地傳遞到相關(guān)管理信息系統(tǒng)的目標(biāo)，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供真實(shí)可靠的決策依據(jù)，提升企業(yè)效益，從理論上分析建設(shè)該系統(tǒng)后將在燃料管理過程中實(shí)現(xiàn)以下效果：

①稱重環(huán)節(jié)運(yùn)用防止作弊技術(shù)手段，杜絕各種作弊現(xiàn)象。②采用自動(dòng)采樣、自動(dòng)制樣系統(tǒng)，進(jìn)行隨機(jī)自動(dòng)采樣、制樣無人干預(yù)，杜絕采制樣過程中的人為因素，提高采制樣效率。③自動(dòng)化的信息記錄手段和查詢手段，將所有計(jì)量、采、制、化數(shù)據(jù)不再手工填制和傳送，實(shí)現(xiàn)可靠、安全、不間斷的同步上傳數(shù)據(jù)庫。④智能取樣系統(tǒng)能控制化驗(yàn)人員工作范圍，隔絕人為因素影響，減少工作流程，節(jié)約化驗(yàn)時(shí)間，能合理減少人員配置。⑤所有質(zhì)檢數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一集中的質(zhì)檢數(shù)據(jù)應(yīng)用管理平臺(tái)，方便企業(yè)管理查詢。⑥燃料相關(guān)設(shè)備的集中式管理。設(shè)備提供的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性、及時(shí)性得到有效的保證，減少人為的干擾，同時(shí)也減少了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。⑦智能煤場(chǎng)系統(tǒng)提高了配煤精度，對(duì)入爐煤種實(shí)施掌握，對(duì)存煤進(jìn)行優(yōu)化。