浅谈数字燃料管控系统在火电企业的应用

程俊莉 大唐太原第二热电厂

一、应用背景及意义

大唐集团公司本着“价值思维、效益导向”的理念，为提高燃料管理水平，推进燃料管理现代化、标准化、规范化和信息化建设，实现向燃料管理要效益。经过前期调研周密策划，创造性地部署试点推进燃料自动监管系统、数字化煤场和数字化标准化验室建设，即“三大项目”建设。鉴于燃料“三大项目”技术性强、牵渉面广、差异性大，集团公司坚持“顶层设计、试点先行、统一标准、有序推进”的原则，组织编制了燃料“三大项目”相关技术规范，并从使用煤种、运输方式、配煤难度、机组容量、地域特点的代表性以及电厂已经具备的条件等方面考虑，在系统内选定5家单位作为试点单位，集中组织关键流程、重要环节的技术开发应用，直至全面推广应用。

为有效解决燃料管理中遇到的问题，按照“科技引领，管理创新，流程再造”的总体要求，通过物联网、大数据等互联网+技术，运用电力DCS控制理论，对入厂验收监管系统、数字化标准化验室、数字化煤场进行硬件联动、软件逻辑闭锁管理，是行业内首个燃料管理工业化、信息化“两化融合”项目，这就是大唐集团公司提出燃料“三大项目”。

大唐太原第二热电厂意识到燃料“三大项目”管控系统的建设必将使燃料管理水平发生质的转变，在上级单位的指导下，太原二热积极配合、建设、试用燃料“三大项目”管控系统，取得良好效果。

太原二热为百万机级供热机组，相对于大部分同级别电厂来说，在燃料管理上有三大特点，一是既有长协煤，又有市场煤，验收监督压力大；二是既有火车煤，又有汽车煤，车车采样验收，接卸压力大；三是地处太原市上风口，环保压力大，燃煤掺配要求高。太原二热的燃料管理面临入厂煤质煤量验收、配煤掺烧、热值差控制、及保供应、控煤价等等问题，燃料“三大项目”的建设成功，为解决以上问题提供了有效抓手。通过一年多的运行，虽然还有不尽如人意的地方，但总体来说，燃料“三大项目”管控平台设计思维严密，功能强大，数据可追溯性强，易于实现过程监控。实现了燃料管理由事后管控向事前管理、过程管控的转变，实现了“过程保证结果，结果检验过程”，使燃料管理水平有了质的飞跃。

二、太原二热燃料“三大项目”管控功能介绍

（一）燃料入厂验收监管系统

按照国标对入厂验收相关作业环节的要求，太原二热通过对现有汽车衡、火车衡、汽车采样机、火车采样机等硬件设备改造和新增部分设备与程序，已实现对进厂煤入厂登记、过衡计量、机械采样、集样制样、接卸指挥及煤场验收等业务流程进行计算机程序自动闭环控制和视频全程监控，并能通过该网络信息手段将现场实时采集的数据自动上传到燃料管理信息系统中，及时发现和处理异常现象，减少人为干扰，提高工作效率，加大监管力度，确保燃料验收数据的准确安全。

（二）数字化煤场

按照安全、经济、环保的配煤掺烧方案及煤场管理、采购供应的实际需求，对不同煤场按煤种或煤质区间进行堆放区域划分，通过一定装置精准识别卸煤车辆、取送设备作业的堆放、取送区域，以入厂汽车衡、火车衡、斗轮机等设备采集入厂煤分区堆放的数量；以煤场斗轮机、推煤机等设备（加装计量装置）及原煤仓、入炉电子皮带秤等设备采集入炉煤从煤场各分区取送的数量。每个入厂、入炉数量都能自动匹配相应的煤质及煤价参数，并以三维数字化方式实时动态展示各煤场和煤场各分区收、耗、存煤相对应的量、质、价等参数状态，自动提供最优的配煤掺烧方案并控制、指导实施，实现企业效益最大化。能够自动计算标单等指标，通过与煤场实盘数据的对比，自动计算煤场盈亏。

（三）数字化标准化验室

通过改造，完善燃料入厂、化学入炉化验室（含采样、制样环节）的相关设备、仪器、环境温湿度等达到国标要求；同时能实现按国标逐个对应的化验各环节的关键流程的时间、质量、温湿度、标定物质等因素通过计算机程序数字化控制和视频监控，减少环境、人工等因素对化验结果的干扰和误差，实时可靠地传输到燃料入厂验收监管系统、数字化煤场、燃料管理信息系统等，达到化验室的标准化、数字化。

三、太原二热燃料“三大项目”管控系统应用分析

太原二热燃料“三大项目”自通过验收以来，燃料相关关人员积极学习、不断摸索并使用，确保工作流程顺畅、量质数据上传准确。

（一）入厂验收监管系统的应用

以进煤计划为前提，以采样代表性和计量准确性为中心，视频和门禁双重监控，通过人防与技防有机结合，把好燃煤入厂关，使得燃料入厂验收监管真正实现可控在控。例如：

1.实现日计划管控，根据合同制定每日进煤计划，系统自动生成相应数量的二维码计划卡，车辆凭计划卡进厂，保证进煤计划的时效性和严肃性，为配煤掺烧提供保证。

2.实现全断面采样，通过技术改造，采样头下降深度随来煤车辆的车底板高度不同而不同，解决了纵深采样盲点的问题，有效杜绝了供应商劣质煤铺底的掺杂使假的情况发生。

3.实现系统随机采样，燃料“三大项目”投用后，系统根据来煤计划设定采样方案随机选取采样点，这样可以避免人为故意采样选点，保证了所采煤样的代表性。

4.实现合样、交接样全过程控制充分利用好合并样查询，可以复原合样和交接样全过程，有效杜绝不规范操作及作弊行为，在合样查询内，可以查看每个合样桶的合样信息。

（二）数字化标准化验室的应用

通过计算机程序对制样、化验关键环节的时间、质量、温度、标定物质等因素按照国标、行标要求进行控制，实现交接样、制样、化验、数据审核等过程的数字化管控。通过制样管理、化验管理、化验数据管理、设备标定检验管理四个模块的50多项功能实现过程管控，结果比对，确保数据准确可靠。主要体现在以下几个方面：

1.煤样制备严格按制样方案执行，每个环节都要扫描相应设备的二维码，通过时间和步骤控制，规范每个制样环节，一样一制，按序进行，不会出错。

2.化验任务在线分配：在燃料“三大项目”进行化验任务分配，各化验员根据任务分配在实验仪器登录，定人定责管理，异常数据责任到人，同时便于工作量统计，绩效考评更科学。

3.在化验管理中，测定煤样的全水、分析水、灰分、挥发分、全硫、弹筒热值等，煤样编号只能扫描二维码，不能手动录入，防止错样，系统自动提取电子天平的煤样称量数据，所有数据不落地，实时采集，自动上传，同一分析项至少做两次测定，自动判断结果的重复性，如果重复测定结果不合格，系统会自动闭锁，就不能生成化验报告，确保化验结果准确。

4.在设备标定校验管理中，仪器性能状态影响化验结果的准确性，关系到煤炭供求双方的利益，必须定期用高、中、低标煤进行校验，校验不合格的仪器，系统拒绝采集数据，超过校验周期，系统报警提示，确保使用设备合格。

5.对存查样进行定置存放管理，存样柜内位置二维码与煤样瓶上的存样码由系统建立一一对应关系，实现定置管理的同时可盲存盲取，到期系统自动提示，扫描煤样瓶上存样码弃样，以防弃错。

（三）数字化煤场的应用

通过数据联动，对煤场入库存储、出库调度、煤场盘点、智能配煤、智能采购、收耗存统计等实行数字化、精细化管理，确保锅炉稳定燃烧、达标排放，提高锅炉效率，降低供电标煤耗，助力企业节能减排、提质增效。主要体现在以下几个方面：

1.数字化煤场：对3个煤场分9个卸煤区，按照煤种、矿别、煤质热值高低和硫分高低分别接卸存放分别，对煤场实行数字化管控，实时显示各区来煤的量和质，是数字化煤场和精确配煤掺烧的前提和基础。

2.分区存放：对不同煤种，按优化运行、配煤掺烧的要求分区存放，通过准确计量和识址定位，确保每个分区的煤不会乱存乱放。

3.配煤掺烧：根据不同季节典型工况、热力试验数据、机组日负荷曲线和煤场基础数据及当前可采购煤源信息，系统生成配煤掺烧初次方案，值长根据脱硫设施、取煤设备是否正常及分区存煤是否潮湿的实际情况修改确认掺烧方案，下达取煤指令，输煤专业根据掺配方案 “照方抓药”。

4.精准取煤：根据配煤掺烧方案，通过准确计量和识址定位，实现分炉分仓输煤、计量、采样、化验，精准掺配取得良好经济效益。

四．结语

燃料“三大项目”管控平台投用后，系统采集的燃料流程全过程数据非常全面，系统功能强大，350个模块，640项功能，电厂相关人员需要维护好配套设备，确保采集数据的准确性和稳定性，并通过不断地应用管控平台的相关功能，才能找出符合本单位实际的有效分析方法和监管手段。目前数字燃料管控平台的功能仍在不断完善中，只有通过不断使用才能发现其中的不足，提出更好的修改建议。

[1]《中国大唐集团公司全面推进燃料“三大项目”全面推进实施工作安排》（大唐集团燃［2014］25号文件）.

[2]《中国大唐集团公司全面应用燃料“三大项目”的通知》（大唐集团燃［2017］323号文件）.