項目主要完成單位：北京起重運輸機械設計研究院有限公司

項目主要完成人：劉武勝 王克鵬 吳昊罡 勾通 李勝德 李力 王輝 段勇 夏文 潘彥宏 郝偉 張強 胡曉飛 趙文迪 步超

一、項目背景

本世紀初，國內(nèi)散裝秸稈發(fā)電使用通用設備完成廠內(nèi)儲運、上料，有的消耗化石能源、運營成本高、夜間易發(fā)生碰撞等安全事故，有的不能滿足工作場所粉塵大、燃料容重變化大的要求，特別是效率低、不能連續(xù)供料。秸稈包發(fā)電則完全沒有廠內(nèi)秸稈包儲運、上料專用設備。

秸稈發(fā)電使用打包秸稈和散裝秸稈兩種燃料，廠內(nèi)燃料中轉庫主要存放3至5天的燃料，用于確保鍋爐準時、連續(xù)的供料，儲存料場模式共4 種：秸稈包儲存庫、散秸稈干料棚、露天料場和散秸稈庫。其中秸稈包儲存庫和散秸稈庫是首次采用的儲存方式，配套設備完全空白。

本項目的實施一是通過研制廠內(nèi)秸稈包儲運裝備系統(tǒng)，解決了廠內(nèi)秸稈包儲運無裝備可用問題，二是針對散裝秸稈發(fā)電項目研制覆蓋干料棚、露天料場、秸稈庫等復雜料區(qū)專用儲運系統(tǒng)，解決了散裝秸稈儲運無專用系統(tǒng)可用的問題。課題成果滿足生物質發(fā)電廠燃料儲運方式自動化、智能化需求，實現(xiàn)了生物質發(fā)電廠燃料儲運和上料工藝流程全覆蓋，填補國內(nèi)空白，并實現(xiàn)出口，總體達到同類技術國際先進水平。

二、項目主要技術內(nèi)容和創(chuàng)新點

本項目是以關鍵技術研究為引領，以關鍵樣機產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新為目標，并通過系統(tǒng)優(yōu)化設計，成功開發(fā)出秸稈包儲運裝備系統(tǒng)和散裝秸稈復雜料區(qū)專用儲運系統(tǒng)兩套解決方案，形成一系列研發(fā)創(chuàng)新成果，包括：

（一）創(chuàng)立了國內(nèi)秸稈發(fā)電工程全覆蓋的廠內(nèi)燃料儲運系統(tǒng)與工藝

研發(fā)的4 種燃料儲運系統(tǒng)，包括智能管理、調(diào)度、監(jiān)控系統(tǒng)和儲運工藝。滿足所有秸稈發(fā)電工程廠內(nèi)燃料儲運需求，實現(xiàn)廠內(nèi)燃料儲運工藝全覆蓋。

第一個是國內(nèi)首個秸稈包燃料庫智能儲運系統(tǒng)，管理2～3 個料區(qū)和秸稈包起重機、分包平臺等16 臺左右設備。

第二個是干料棚散秸稈儲運系統(tǒng)，管理2 個料區(qū)、4 臺橋式起重機、多個料斗和皮帶機。

第三個是露天料場散秸稈儲運系統(tǒng)，管理2～4 個料區(qū)、多臺門式起重機和數(shù)條皮帶機。

第四個是國內(nèi)首次采用的散秸稈庫儲運系統(tǒng)，管理1 個料區(qū)、2～4 臺起重機和多個卸料門和料斗。特點是無轉載點、燃料直接入爐。

（二）開發(fā)了4 種關鍵裝備及2 種關鍵部件，滿足工藝全覆蓋需求

第一種是國內(nèi)首臺套智能控制雙列秸稈包抓具起重機系列，配合貨車長度、寬度，雙列整層起吊8～14 個秸稈包。

第二種是國內(nèi)首臺套全自動散秸稈橋式抓斗起重機系列，在干料棚和散秸稈庫中使用。

第三種是國內(nèi)首臺套自動控制散秸稈大跨度門式抓斗起重機系列，包括65m、78m、90m 跨度和18m 懸臂。采用圓管桁架和箱型小板梁構造。

第四種是國內(nèi)首臺套整列分包平臺和自動跟進鏈板輸送系統(tǒng)，確保雙列整層秸稈包的快速吊運和分包后單列無間斷連續(xù)供料。

兩種關鍵部件：第一個是國內(nèi)首臺套秸稈包抓具系列，可適合多種秸稈包尺寸、多種秸稈包運輸車，具有稱重、濕度檢測、揀選、掉包檢測等多種功能。第二個是散秸稈液壓抓斗系列，首次采用無線遙控、數(shù)據(jù)信號無線傳輸，具有貿(mào)易級稱量精度和抓斗傾斜等智能監(jiān)控。

秸稈包儲運系統(tǒng)

單秸稈橋機儲運系統(tǒng)

散秸稈龍門儲運系統(tǒng)

（三）實施了廠內(nèi)燃料儲運系統(tǒng)的自動化運行

研發(fā)的各種儲運系統(tǒng)可實現(xiàn)包括無人值守、全自動運行的秸稈包燃料庫智能儲運系統(tǒng)；有人值守、全自動運行干料棚散和露天料場散秸稈儲運系統(tǒng)；無人值守、全自動運行的散秸稈庫儲運系統(tǒng)。

秸稈包發(fā)電依靠碼垛數(shù)據(jù)庫指揮儲運系統(tǒng)自動化運行，散裝秸稈發(fā)電依據(jù)激光料位掃描裝置指揮儲運系統(tǒng)自動化運行。有人值守是指未封閉的工作區(qū)域無法避免外部人員、車輛擅自闖入時，值班人員需要通過視頻監(jiān)控關注廠區(qū)作業(yè)安全。為保證自動化運行，開發(fā)了柔性防搖擺系統(tǒng)和大區(qū)域三維精確定位系統(tǒng)輔助于設備精細化管控。

（四）實現(xiàn)了廠內(nèi)燃料儲運系統(tǒng)的智能化

研制的儲運系統(tǒng)具有故障自動診斷與報警、遠程在線監(jiān)測與運維功能：包括超濕、掉包、抓具傾斜等40 余個故障進行自動診斷與代碼報警，并給出故障位置、原因、檢修方法。通過互聯(lián)網(wǎng)可對每個系統(tǒng)或每臺設備進行遠程在線監(jiān)測和運維。

其它智能技術包括防止秸稈包久壓潰散、倒塌，根據(jù)入庫時間、碼放位置和含水率進行智能倒庫；通過分包計量的重量和濕度，監(jiān)測貨物重量異常，避免夾帶石塊等雜物。

散裝秸稈根據(jù)各堆放區(qū)域、燃料成分進行自動拌料，確保入爐燃料成分均勻。

項目部分成果獲得中國發(fā)明專利獎4 項，實用新型專利23 項，軟件著作權5 項，形成行業(yè)標準1 項，發(fā)表論文16 篇。中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織專家鑒定認為項目的成果填補國內(nèi)空白，并實現(xiàn)出口，總體達到同類技術國際先進水平。

三、項目主要技術經(jīng)濟指標

通過本項目的實施，研發(fā)出滿足生物質發(fā)電廠燃料儲運方式自動化、智能化需求的儲運系統(tǒng)，實現(xiàn)了生物質發(fā)電廠燃料儲運和上料工藝流程全覆蓋。其技術水平與歐洲頂級農(nóng)林生物質處理領域的設備制造商芬蘭Kone、德國Demag 比較，本項目成果技術處于同等水平，在防搖定位、秸稈包抓具適應性、鏈板分包效率、稱量精度和性價比等方面占優(yōu)。

至今，我司在秸稈包儲運系統(tǒng)領域持續(xù)領跑國內(nèi)市場，在國內(nèi)共計27 個項目中承擔25 個，市場占比92.6%。在散秸稈發(fā)電領域，我司市場份額過半，其中全自動散秸稈儲運系統(tǒng)市場占比為100%，并跟隨丹麥秸稈發(fā)電企業(yè)出口國外。

四、項目的推廣應用

至2020 年8 月，簽約全國13 個省市47 個工程項目，投運46 個。其中全自動散秸稈儲運系統(tǒng)出口巴基斯坦和古巴。

另外，秸稈包儲運系統(tǒng)已跨界應用到造紙廠小麥秸打包秸稈原料庫。

五、項目的社會效益和推動作用

通過本項目實施，彰顯了農(nóng)林生物質發(fā)電具有環(huán)境保護和普惠民生的天然屬性，是環(huán)保工程、再生能源工程、民生工程、“三農(nóng)”工程。具有顯著的社會和環(huán)境效益。

同時對行業(yè)和企業(yè)來說推動作用有兩個方面，其一是在推動行業(yè)科技進步方面：引領儲運裝備系統(tǒng)自動化、智能化的技術進步，推進農(nóng)林生物質發(fā)電規(guī)?；I(yè)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，為智能生物質電廠奠定了基礎。其二是在提高行業(yè)競爭力方面：2007 年國內(nèi)第一個打包秸稈發(fā)電項目國際招標，我司以全自動、價格適中、適合國情、性價比等優(yōu)勢擊敗芬蘭Kone 等歐美著名企業(yè)中標，至今持續(xù)領跑國內(nèi)市場。