关于燃料智能化验收设备改造的探讨

关于燃料智能化验收设备改造的探讨

摘要：本文主要结合安徽华电宿州发电有限公司燃料智能化系统改造项目，从计量、采样、制样、送样、存样、化验等环节对火电企业采制化管理的现状进行分析，并从自动计量、自动采样、自动制样、封装及标识、传输及存储、煤化验网络管理、管控中心等方面对燃料智能化系统改造进行探讨，论证如何实现入厂煤从采样、制样到传输、存储全程自动化、无人能干预。

关键字：火力发电厂；煤样；智能化管理设备。

火力发电厂的入厂煤样检测结果关系到电厂与煤矿进行经济结算工作，它直接影响到电厂的经济效益。宿州电厂电年耗电煤260万吨左右，来煤情况比较复杂。火车方面来煤占全年来煤总量约75%，基本为烟煤，粒度范围一般在25mm-50mm之间，全水分范围在4.0%-15%，干基灰分范围在15%-60%，热值范围10MJ/kg-26MJ/kg。

一、燃料智能验收管理现状

宿州电厂目前在运采样机共4台，其中皮带中部煤流采样机两台，2011年投运；火车螺旋采样机一台，汽车螺旋采样机一台，2008年投运。两台螺旋采样机设备老化，缺陷频发，且不能实现全自动随机布点，有一定的风险存在。传统的采制化环节不仅设备落后，而且潜在风险极大，采样封存样品环节、制样环节、煤样输送环节、化验环节均由由人工操作，即使是机械化设备也需要人为参与，煤样采制工作环境恶劣，工作强度大，工作效率低，存在较大的燃料成本管控风险，这些都严重制约着公司的继续发展。

1.1 采制样环节

宿州电厂采制样的工作质量部分取决于员工的责任心、情绪、精神状态、体能等因素，难以监管。即使是机械化设备也存在不能随机布点、不能实现全断面采样、设备密封性差造成水分损失以及撒煤、漏煤的情况。

1.2 煤样输送环节

煤样在传输过程中，煤样桶封闭措施简单，煤样安全处于不可控的风险之中。存样间一般采用双钥匙管理，但煤样安全仍存风险。

1.3化验环节

主要指标的化验参数由化验员人为控制，风险不可控。比如，化验全水分、发热量时所取煤样的质量将影响化验结果数据。

人的主观和客观影响已成为管理各环节当中的主要不利因素。2018年，中国华电集团有限公司（以下简称集团公司）印发《关于开展燃料制度修编及完善入厂煤验收设备配置工作的通知》（中国华电生函﹝2018﹞392号），提出力争三年内系统50%的电厂完成燃料验收智能化建设。2019年，中国华电集团有限公司（以下简称集团公司）印发《关于有序推进集团公司燃料系统技改项目实施及补报2019年燃料系统技改项目的紧急通知》（中国华电生函﹝2019﹞381号），提出各区域公司要按照集团公司燃料智能化建设要求，结合本区域情况，制定实施规划，确保2021年底前完成50%以上电厂改造目标。有条件的区域和电厂，可不受完成率限制，提前安排，加快实施。

按集团公司燃料验收机械化、智能化有序推广的安排，宿州公司计划按照新的智能燃煤验收系统要求对我公司燃料入厂验收过程进行升级改造，并优化燃料计量和采制化管控工艺，实现燃料入厂验收自动化管控。

二、燃料智能化验收设备改造方案的探讨

2.1 入厂煤智能采样系统

在原有设备的基础上，对样机进行改造，增加新的设备和功能，实现火车煤的自动采样、编码加密，全过程实现无人化、智能化管理。

2.1.1 皮带中部煤流采样机的改造

现有的皮带中部煤流采样机无法满足现场的燃料智能化管控要求，需对现有2台入厂煤皮带采样机进行改造，并对现有的控制系统进行升级，皮带采样机改造前需对采样室建筑进行重建，满足布置全自动制样机和存查样柜。

2.1.2 增加车号自动识别系统

本功能通过在翻车机前增加车号自动识别系统，与轨道衡数据库相关联，并对采样机系统进行升级改造，实现采集的煤样信息与轨道衡数据库数据（火车煤批次）自动识别、匹配，根据火车煤的批次信息在采样开始前自动生成一次编码（采样编码）。采样完毕后，系统自动生成二次编码（制样编码），制样完成后，根据制样编码及煤样种类（存查样类别、化验类别）自动生成存查样编码及化验编码。

2.2全自动制样系统

为了提高制样效率，减少人为因素干扰，减轻制样人员工作量，改善制样人员工作环境，配合全自动采样机，新建一套智能联合制样系统，实现全水样，存查样和分析样的自动制备。

全自动制样机，布置于新建全自动制样间内，火车皮带采样机与全自动制样机实现无缝对接，同时全自动制样机设置人工进料口，人工进料口的开启需指定权限并对开启过程实时监控，避免人为干扰制样流程。人工进料口处，全自动制样机配有扫码功能，能自动识别采样编码，并生成相应的制样编码，人工样的采样编码是通过燃料智能化管控系统客户端根据来煤信息自动生成进行煤样加密，采样编码以二维码形式展现。

全自动制样机主要包括煤样称重装置、供料单元、破碎单元、缩分器、煤样干燥装置、研磨装置、封装写码单元、环保除尘单元及弃料收集装置等模块。

2.3在线全水分测试系统

在全自动制样机旁增设1套在线全水分测试系统，与全自动制样机无缝对接对接，由全自动制样机制备的13mm全水分煤样直接进入在线全水分测试系统进行检测，中间无装瓶、喷码、扫码等其他转运过程，可以最大程度地减少全水分样品在流转环节上造成的水分损失。在线全水分测试系统主要功能要求如下：

（1）增加在线全水分自动测试系统，可实现对入厂煤全水份样品的在线自动分析，一般安装于全自动制样机全水分样品出口，可配合全自动制样设备协同工作，实现在线全水测试。适用于大批量采、制样现场的全水分分析。

（2）在线全水分自动测试系统应可适应电厂所有煤种的水分测定，测试过程无人工干预。集成高精度电子天平，结合一套自动称量机构，实现自动称量，解决传统分析方法中多次人工称样和人工记录、计算的繁琐过程。

2.4煤样传输及存储

2.4.1智能存查样管理系统

根据燃料智能化建设技术要求，存样间需按要求配置智能存查样管理系统硬件及其软件系统，实现对存查样的智能化管理，采用网络连接至燃料智能化管控系统，通过管控系统进行统一管理。

2.4.2气动传输系统

气送传输系统可以将全自动制样机、智能存查样柜、机器人智能化验系统连接，实现互通，可完全杜绝样品转运过程人为换样的风险，有效提高了燃料采制化工作效率，同时降低了劳动强度。气动传输系统包括中央控制单元、风机动力单元、管道换向器、发送工作站、接收工作站等，发送工作站位于全自动制样间内，与全自动制样机的封装标识装置实现物理对接，封装标识后的煤样瓶自动进入发送工作站，通过传输管道自动传输至智能存查样柜内存储或送至化验室天平间。传输系统主要特点如下：

（1）实现人样分离，传输过程无人工干预，杜绝人为换样风险。