物联网时代下的燃料智能化管理系统

杜晓博

（中煤电力有限公司， 北京 100010）

0 引言

随着电力市场竞争的日益激烈，叠加近年来燃煤价格的持续高位，降低燃煤成本是火力发电厂提高竞争力的重要手段。在电力相关产业推进改革创新的大背景下，在“工业4.0”“互联网+”“物联网”“大数据”等技术席卷全球的时代，火力发电企业的燃料管理创新已经成为有效降低燃料成本的关键[1-2]。

燃料管理创新经过十几年的转变，从基础设施建设逐步向设施智能化和管理智能化的方向转变，通过建设智能化燃料管理系统向燃料管理要利润，实现火力发电企业的精益管理、节能减排、降本增效。

智能化燃料管理，是指借助物联网技术、信息化技术、接口技术等新兴技术整合燃料计划采购到燃料掺烧发电的全过程管理活动，通过设备提升、系统集成、管理优化、智能互动，实现发电企业燃料精细化管理。

1 科技发展现状

“互联网+”=新一代ICT+创新2.0。当前社会已经进入“创新2.0”时代，以云计算、物联网、大数据为代表的“互联网+”技术高速发展。电子商务、互联网金融、视频网络等行业的飞速发展都是“互联网+”的杰作。它代表了一种先进的生产力，为改革、创新、发展提供广阔的平台。2015 年3 月政府工作报告中提出，要加强推进“互联网+”行动计划。国务院印发《关于积极推进“互联网＋”行动的指导意见》，要求顺应世界“互联网＋”发展趋势，大力拓展互联网与经济社会各领域融合的广度和深度。重点开展“互联网＋”创业创新、“互联网＋”智能能源等项目，促进经济向好发展[3-4]。

2 燃料智能化管理系统的目标

通过建设燃料智能化管理系统，实现电厂燃料全过程管理的规范化、标准化、信息化、科学化，堵塞管理漏洞，减少人为干扰，降低劳动强度，使燃料进、耗、存环节的量、质、价数据能够及时、动态、准确地传递到相关管理信息系统。

应用现代科技手段，构建燃料采购、运输、检斤、检质、存储、掺烧、结算等全过程信息化管理的新型智能化管理体系。以技术手段规范管理流程，实现管理标准规范、运作高效可靠、数据自动传输、全程实时监控的总体目标，为企业生产、经营提供真实可靠的决策依据，增加企业效益[5]。

利用生产实时监控系统设计思路，关注数据的集中展示，对各种来煤方式采用自动识别系统全程监控。对于燃料入厂、计量、采样、制样、化验过程进行集中监控，基于燃料入厂过程控制规则，通过定位、无线射频、数据与视频叠加，管理人员通过组态控制画面与反馈异常信息进行现场过程监控。对入厂煤统一化验，实现化验数据自动采集、化验报告自动生成、化验室质量控制信息化、网络化。

与电厂硬件实现数据接口，实现燃料管理深入应用，通过射频技术、定位技术、数据采集与信号转换技术将燃料管理单元与现场执行单元通过信息流有机连结起来，实现燃料自助、封闭、可视化、全生命周期、全方位智能高效管理，提升燃料管理效能。

3 新兴技术在燃料管理的应用

经过多年对燃料全流程数字化管控的实施经验和对“物联网+”技术的摸索，我们将“物联网+”技术与传统燃料管理模式相融合，提出了数字化燃料精益管理新模式，即“物联网+”时代的数字化燃料精益管理系统。系统可以全面实现燃料管理“八化”“两中心”。“八化”为燃料调运云端化、燃料接卸自助化、燃料验收自动化、燃料业务流程化、燃料统计模块化、燃料监督标准化、燃料办公移动化、燃料工作可视化，“两中心”为燃料验收管控中心、输煤集控中心。该系统顺应了时代发展，代表了先进的燃料管理模式。该系统主要技术应用如下。

3.1 互联网+燃料管理

移动互联网+燃料管理，借助GPS/北斗定位、互联网技术，实现远程通讯，实现燃料调运云端化。实时监控车辆在途运输线路及状态。通过给供应商下达采购计划、车辆计划、运输计划，实时反馈供应商发车情况、车辆在途情况，实时监控运煤车辆在线路途中煤场、其他煤矿、加水点等的非法停靠信息，实时报警、在线预警，对生产工作、接卸安排提供指导依据，打通燃料全流程最后的厂矿一公里。借助互联网技术，将调运计划直接下达至燃料供应商，供应商按计划组织相关人员、车辆、列车、船舶等进行供煤，彻底改变了传统的纸单通知、电话通知和短信通知的模式，方便调运工作。

3.2 物联网+燃料管理

物联网+燃料管理，可通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器和激光扫描器等传感设备，把燃料调运、接卸及验收设备与网络相连接，进行信息交换和通信，实现燃料接卸自助化、燃料验收自动化和燃料运行集控化。

1）燃料接卸自助化。利用物联网技术，将读卡器、扫描仪、挡车器等设备连接起来，当汽车驶入运煤通道时进行识别并按顺序自动生成队列，然后按序到达入厂口后，系统自动判别队列并通过验票机自动进行车辆与来煤信息的匹配，实现来煤信息加密，即可完成采样、称重、回皮、打印磅单、出厂等流程，全程自助完成，取消了人工环节，大大提高工作效率，节约了人工成本[6-7]。

2）燃料数量验收自动化。拉运车辆过衡称重时，衡器自动称量煤车总重、皮重，并计算出净重，实时记录在系统中，无需人工操作。同时系统还具备数据异常处理功能，当煤车总重、皮重与历史信息偏差较大时，能自动暂停称重，并报警通知值班人员，可以杜绝因称重环节的违规舞弊行为，杜绝数量验收损失。

3）燃料质量验收自动化。将采样机、制样机、存查样柜、化验设备等设备用网络连接成为整体系统。煤车进入采样区域后，采样机自动对车辆进行定位，随机分配采样点位，并自动进行取样。采样的样品收集到封闭集样器中，收样后进行样瓶称重并按系统自动分配的样柜进行存样，实现原煤样不见面交接；制样人员按照样瓶单进单出规则进行取样，通过全自动制样机按国标要求，完成样品称重、缩分、烘干、磨样，制样，并将煤样自动灌装到芯片样瓶里，同时完成自动封口、写入电子编码。

制样完成后，全水样、分析煤样传送到化验室，由化验员完成后续化验工作，同时系统自动不落地提取化验原始指标。备查煤样通过编码识别自动分配至电子存查样柜中。整体过程杜绝了人为因素，大大提升了燃料验收的可靠性和准确性。

3.3 大数据+燃料管理

大数据+燃料管理，将燃料进、耗、存数据进行采集、汇总，利用大数据进行分析，可以实现燃料业务流程化、燃料统计模块化、燃料监察标准化。

1）燃料业务流程化。系统中用户依据企业统一工号管理用户，包括密码策略、权限管理、角色互斥等，同时支撑燃料流程根据实际情况灵活定制级别及审批人员。燃料管理各级业务人员与管理人员可在厂内任一计算机上访问系统，进行联网办公，在各业务流程节点对应权限中可查看燃料数据、报表，批阅文件、计划等，完成日常管理工作。

2）燃料统计模块化。传统的统计报表格式单一、内容固定、信息量大。日常工作中，因使用报表的人员不同，所关注的重点也不同，在眼花缭乱的数据中查找所需内容，很不方便。利用大数据，统计报表可实现私人定制，每个人根据自己岗位的特点和关注的数据点，自主勾选报表内容，系统自动生成模块化报表，从而大大提高工作效率。

3）燃料监察标准化。由于大多数纪检监察人员对燃料专业了解不多，所以日常监察工作开展得不全面、深度不足。本系统将会根据燃料实际情况，从纷繁的数据中，将重点地监察数据进行提取，汇总，定期提醒纪检监察人员该做什么，该怎么做，监察结果出来后，是否符合规定等，让纪检监察工作真正标准、专业化。

3.4 可视化+燃料管理

可视化+燃料管理，是基于数字视频、智能识别、LCD 屏拼接等技术，建立燃料验收管控中心、输煤集控中心，实现燃料全过程可视化集中管控。

1）燃料验收管控中心。利用物联网及数字视频技术，将燃料现场分散布置的检斤、检质设备进行连接，并将相关数据和视频汇集到燃料验收管控中心。燃料监督人员在管控中心室内可实现集中监控操作，通过语音呼叫对讲系统，可以集中发布命令或点对点进行通讯，改变传统的燃料检斤、检质设备分散管理模式，实现集中运行管理模式。

2）燃料集控中心。在计量衡器、采样机、制样室、化验室、煤场、样品运输路线等区域重点设备、重点位置，安装全数字化网络高清监控系统并汇聚到输煤集控中心，实现重点区域全覆盖。系统实现高清数字信号传输，在线监控，利用在线有效数据、视频信号、设备状态等对运行工况进行分析、视频AI 智能诊断、险情报警，同时将设备及系统报警与视频实现联动，自动将故障位置视频进行弹屏，直观及时发现隐患，保障输煤系统运行安全。满足全天候运行监控的需要，减轻人员盯盘强度。

4 燃料智能化管理系统的应用成果

通过燃煤智能化管控系统建设，新增燃料调运管理系统和燃料业务信息管理系统以及配套的皮带秤、汽车采样机的改造、原煤样封装、分拣改造、门禁管控、视频监控、燃管中心、煤场环境监测及抑尘建设，并整合现有计量、采样、监控等设备，实行燃料集中管控，提高了管理水平，基本消除入厂验收过程中的人为干扰风险。

4.1 实现燃料精益化智能管控模式的真正转变

将“物联网”技术与燃料设备相融合，生成能够自动完成燃料验收全过程、煤场管理全过程等业务流程的智能燃料系统，彻底改变传统燃料管理模式流程环节较多、人为因素影响较大，设备自动化程度较低、人员劳动强度大、管理效率不高等问题，大大提高了燃料管理水平，提高劳动效率和经济效益，增加企业的核心竞争力，实现燃料精益化管理。

4.2 提高业务效率

入厂煤智能管控系统及全自动分拣制样设备在采样制样环节大大提高采制人员的工作效率、降低工作难度、提高工作准确性。同时系统的自动预警、智能分析功能也可以大大提高燃煤监督管理效能。系统配置、设备状态统计和实时监管功能还可以减轻系统运维人员的劳动强度。

4.3 规范管理、防堵漏洞

数据超融合管理、消除数据分而自治的数据孤岛，以集中式、共享式存储数据管理方式做到数据可信，防数据修改作弊。同时实现各业务环节的数据不落地管理，即数据结果生成后即已集中存储在数据系统中，同时分布在其他节点，无人为修改数据的可能性。通过管数据来管业务，使各环节的“人防”转为“技防”，大大降低各种漏洞给企业和员工造成的损失。

4.4 业务流程与监督管理标准化

通过系统预设功能流程替代人员操作，规范化、制度化，出现问题有据可查、有据可依、全过程追溯，将人的管理风险由系统替代，有效地降低管理风险。

4.5 保障安全的作用

采用超融合信息化手段加强传统采制化过程管控，既提高了工作效率又有效地避免了由于自动化设备可能出现故障而带来的对其他业务流程的影响，真正实现了“强管控+强设备”的有机结合，兼顾了效率与成本、安全与高效。

5 结语

随着数字化技术与能源行业的高度融合，能源发展也日趋分散化和智能化。智能化发展可以基于海量大数据分析和人工智能为能源行业提供技术、经验和有价值的信息。燃料智能化管理系统是智慧能源的重要组成部分，通过燃料智能化系统全面实现燃料控制的自动化、智能化、数字化，达到燃料的精益管理、科学存储、智能掺烧，将大大提高火力发电厂的生产效率，有效降低燃料成本，提高企业竞争力。