火电厂燃煤采制化智能系统的应用研究

火电厂燃煤采制化智能系统的应用研究
摘要：电力行业市场竞争不断加剧，火电厂既要面对煤价跳涨，煤价高位运行的不利局面，又要发挥好调峰电源的重要作用。

在燃料成本占比不断提高的大背景下，充分利用智能化、自动化、信息化手段，管控住燃煤采制化可能存在的问题，提高采样代表性、制样化验规范性，为保证机组稳定运行、指标核算、燃煤结算提供强有力的数据基础，从而达到企业的高效、节能、绿色发展。

关键词：煤价跳涨；燃料成本；智能化；节能
引言
燃煤成本一直是火力发电厂主要经营成本，近些年随着电煤价格攀升，燃煤成本已经占到火电厂总成本的70%左右。

因此电厂的燃料管理水平将直接影响电厂的经济效益和高效发展。

于此同时智能化、自动化、信息化技术正在各行各业
得到广泛应用，因此找出燃煤采制化中存在的问题，并通过以上提出的现代化手段予以解决，能够有效提高燃料管理水平，提高电厂经济效益。

1 目前燃煤采制化环节存在的问题
1.1 采样环节
采样是指从大量煤中采取具有代表性的一部分煤的过程。

目前电厂常用的采样方式有螺旋采样、皮带中部采样、皮带端部采样以及人工采样。

在来煤品质均匀性差时，采用人工采样很可能造成难以接受的偏倚。

大部分电厂利用螺旋采样或移动皮带采样方式进行验收，以保证采取的煤样更具代表性，但目前在采样、卸罐、集样以及留存环节，仍存在人为干扰因素，由此可能带来因操作不当造成的煤质偏差风险。

1.2 制样环节
制样是指按照规定的方法将从批煤中采取的煤样通过破碎、筛分、混合、缩
分和干燥使之达到分析或试验状态的过程。

在制样环节需要利用破碎机完成粒度
为6.0mm全水分煤样、3.0mm存查煤样以及0.2mm分析煤样的制备。

目前电厂普
遍采样人工制样方法对电煤进行制样。

在实际操作时难以避免的会存在一些误差
与问题，如全水分煤样的制备过程中，由于煤样质量本身不够稳定，易受外界环
境影响，导致试验结果存在一定差异，会对电煤后续结算产生影响。

1.3 化验环节
化验是对粒度小于0.2mm的一般分析试验煤样进行测定，主要对煤样的发热量、全水分、内水、灰分、挥发分、全硫以及氢进行测定。

在此阶段极易产生误差，无论是环境变化还是实验条件变更都会对试验结果产生一定影响。

总体而言，电厂的燃料管理普遍存在智能化、自动化程度低，未能实现采、制、输、存全环节自动化，采用人工作业的方式势必会导致人为干预因素较多，
同时由于信息化程度也偏低，导致燃煤采、制、输、存、化等基础数据和合同管
理及燃料结算信息整合困难，不能形成统一管控。

2电厂燃料输煤系统采制化相关措施
2.1 采制化编码系统
采制化编码系统是对燃煤采样、制样、化验等过程数据实施加密处理，减少
人为干扰因素，此外利用多级审核与加解密技术确保数据准确，避免数据丢失，
进一步突出化验数据与结算数据的联动，以此达到降低人为操作失误的目的，促
进采制化管理效能的全面提升。

当数据处理完成后便可自动生成各类管理报表，
用以满足不同管理级别的数据统计需要[2]。

采制化编码系统的主要功能如下：样袋条码生成，在全截断面采样的基础上，编码系统依照煤样信息打印条码标签，之后由工作人员将其贴在每个煤车子样袋上，用以区别自动采样条码标签；一次条码生成，分拣人员预先利用条码扫描设
备对每个子样袋进行条码扫描，由系统自动提示煤样桶号，并在分样完成后对每
个煤样桶打印一级条码标签，再由分拣人员将其粘贴在煤样桶上，送至制样室；
二级条码生成，制样人员需要对煤样进行扫描识别和称重比对，若不出现超差报警，系统自动识别条码并按矿点分区摆放，在制样完成后工作人员需要对一级编
码标签进行扫描核对，确定无误后进行二次转码，生成二级编码，再将二级条码
贴在全水样桶和分析样瓶上，送至化验室；化验接样后，通过扫描全水桶和分析
样瓶上的二维码，系统随机生成三级条码，整个样品流转过程规避了矿点、日期
等信息，有效避免人为干预；管理抽查样结果，对于抽查样的化验结果需要为其
提供录入功能，实现录入信息的自动隐藏，且结果无法修改，只有具有化验结果
审核权限的人员才能查看
系统优点。

该系统能够使用条形码连接整个管理流程，实现采制化过程的全
面监管，对车辆、矿方等信息进行屏蔽，使工作人员可以掌握采制化各环节开展
情况，并在化验结果出来后进行解码处理从而获取矿点信息。

该系统可以实现多
级闭环审核，将燃料计量信息与采制化信息反馈到管理部门，数据信息的客观性
得到有效提升，与MIS系统实现高度融合，起到简化人员操作，提高管理效率的
作用。

2.2 构建燃料智能管控系统
自动采样系统。

车辆远端扫描，近端确认发卡，避免了插队和套牌等现象。

发卡时扫描二维码实现卡、单分离，系统自动分配采样机与汽车衡，杜绝了人为
干预。

采样随机布点，样桶随机分配，确保了采样的代表性[3]。

车辆到达采样
点后，RFID（射频识别）会对车卡进行扫描，利用码盘定位技术，根据不同车辆
的长度，精准安排停放位置，杜绝了采样头损坏车头事件，同时优化采样机的控
制逻辑，根据不同车辆高度，精确控制采样深度，提高采样的代表性和安全性。

自动打包样包，信息入卡，样包重量同步上传至系统服务器。

采样完成后，系统
会自动提示车辆是否能够从采样区域离开。

结合随动喷雾抑尘装置，有效抑制扬尘。

自动制样系统。

在制样阶段需要实现自动称重、煤样输送、自动封装、破碎、缩分、自动清洗、干燥、清扫、弃样暂存等一系列功能，并且可以依照原料重量
完成缩分比的适当调节，从而完成定比例缩分以及定质量缩分。

在破碎、缩分、
干燥等关键环节，严格按照GB/T 474-2008《煤样的制备方法》要求，分别制备
6mm全水分煤样、3mm存查煤样以及0.2mm分析煤样，确保煤样的代表性。

煤样需装瓶存储，将射频芯片固定在瓶底，以此保证标识的唯一性，使煤样在流转过程中可以被准确读取，实现制样环节的自动值守，并注意留样量需要满足国标要求。

此外，在设计自动封装以及读写码装置时要保证系统具有有效校正、自动上盖、剔除等功能，能够对不同类型的煤样进行自动装瓶与读写码识别处理。

自动制样系统能够降低人为因素干扰，利用底部芯片读取有关信息，防止出现样品混淆。

自动存样弃样系统。

在存储样品环节，利用传输系统将封装好的成品煤样存入存查柜，柜中需要配备机械手，用以满足煤样瓶的抓取要求，实现仓位的随机分配，系统可以实时监控，准确记录样品位置与调用情况，若系统故障，则要依照系统跟踪记录以及运行状态报警。

此外存样系统要配合手动操作，记录人员姓名、工号、操作时间等信息，之后上传到燃料管控中心。

系统还需设置紧急门以及预警功能，便于故障情况下完成人工取样以及故障排除与检修，结算无争议且存储时间达满足国标及企业要求时间后，可提示弃样，在确认后利用气动传输到弃样点，依次完成开瓶、清洗与回收。

结束语
通过对电厂燃料采制化管理存在的问题进行分析讨论，提出电厂燃料采制化智能化管理的主要优势以及具体的应用路径，以此实现信息共享、环环紧扣、时时联动，同时最大程度避免人为干扰，确保化验数据数据准确，让燃料工作效率最大化，管理决策最优化，有利于提升电厂燃料的管理效益、经济效益，助推企业转型发展。

参考文献
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