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任子明:尊敬的各位领导,各位专家,大家下午好!我是来自邯郸热电厂的任子明,今天非常荣幸能够接到会议主办方的邀请,来到东南大学,经过一天的聆听,感觉到收获非常大,受益匪浅。今天跟大家分享的是我们邯郸热电在智慧电厂的经验,我觉得像一场春雨,随风潜入夜,润物细无声,在不知不觉之间,我们也收获了很多。
今天我汇报的内容大概有七个部分,首先简要介绍一下我们企业的情况。国家能源集团在2017年由原来中国国电集团和中国神华集团两大集团合并重组而成,目前是有四个世界第一。全球最大的煤炭火电、风电和煤化工的公司,有八大业务公司,包括煤炭、火电、新能源、水电、运输、化工、科技环保和金融。
国家能源集团在智慧电厂或者智慧企业建设方面有很多很好的经验,利用新的信息技术,以全面感知、全面数字、全面互联、全面作为一个主攻方向,推进智慧企业建设工作。我们大渡河公司、国华北京公司、神东集团、鄂尔多斯煤制油等等,在智慧企业方面积累了非常丰富的经验。
其次讲一下国电电力,是国家能源集团控股的一家子公司。
国电电力是想利用先进的信息技术、工业技术和管理手段,精确感知生产数据,优化生产过程,减少人工干预,使电厂具备九个自,自分析、自真钻、自趋优、自管理、自恢复、自学习、自适应、自组织、自提升的能力,并遵循如图所说的三个减少、三个不能的原则,提高效率,降低成本,提高企业的管理水平。
邯郸热电是国电电力管理下的常规的一家煤电企业,位于河北省的邯郸市,是一套班子两个厂区三块牌子,其中目前在运的是有三台220万的热电联产机组,还有一台350万热电联产机组,是一个新建的厂区。
第二个说一下燃料管理系统流程,左侧或者说在我的右侧看到的就是从采购到进厂的检斤,煤质采样、煤炭的卸车、离厂。从采样横向来看,需要进行制样、封样、存样、化验。卸车,要进行堆放、上煤、入炉检测、上炉燃烧。
通过智慧系统的介绍,想把整个流程贯通。在此基础上,我们建了一个邯郸热电的燃料管控中心。
传统燃料存在的问题,简单来说有四个方面,简单来说原来传统的就是人工和孤岛,入厂煤数量、质量验收各环节均由人工操作。从原煤采样到化学分析样制备过程中,是一个孤岛,很容易捣鬼。原来的化验设备也是独立的,也是人工来化验,也没有办法进行传输,还有在燃料过程中信息系统也是一个孤岛运行。
基于这些问题,我们建设的目标就是要实现整个全过程的一个智慧燃料系统。
首先简要介绍一下,实际上现在很多厂都已经实现的传统意义上的燃料智慧化。这个系统也是近几年在全国实现比较多的,就是全自动制样系统,由全自动制样机进行制备。
第三个系统,就是气动传输及存样系统,样品制好之后可以通过压缩空气,通过密闭的管道放到存样柜,化验的时候可以从这儿取出来。
第四个系统,原来很多的燃料管理更多的是有PLC,现在已经开始实现用DCS对燃料进行管理或者控制。
接下来我想重点说一下我们的煤质无人化验,之前已经说了,从采样到制样现在已经实现自动,实现无人。我们着力于打造在煤质采制化的最后一个环节,化验,实现原料管理过程中人和样品的零接触。
这个系统由八个组成,包括样品输送装置、样品识别装置、样品破封装置等等。其中煤样微量添加与称量装置是至关重要的一环,也是国内首创荣获国家专利的一项核心技术。
整个无人化验的工作流程大概分为四步,第一是自动化验室,自动化验室控制单元根据日化验计划表发送命令至智能存样柜,将样品传输无人化验室。
第二是由煤样微量添加与称量装置将样品自动开封,并按煤质工业分析的要求将煤样添加到高精度电子天平称量若干份。
这几步完成之后,也是由机器人将这个取出来放到托盘,放到弃样皮带旁,最后由机器人将这个托盘运走。
有四个特点:第一个是规避了人为接触的风险;第二个是解放人力资源;第三个是提升作业效率;第四个是实现了化验操作标准化。
我们从2018年初开始使用,到现在有一年的经验,这个效果还是非常不错,取得了六项授权专利。
接下来我想用一段视频,大家可以更直观地看一看整个应用情况。
刚才是煤质工厂之后的采制化链条,接下来是怎么堆放和掺烧。
目标就是一条主线、三级掺配、四个闭环和两极优化,通过这么一个管理思路实现分区堆放和更好的配煤掺烧。最主要的核心问题是能够做好配煤掺烧,根据锅炉或者机组的需要,寻找一个最佳的掺配方案。
接下来说一下第四个系统,就是煤质在线快速测定,我们现在这种系统入炉煤煤质化验一般都是人工化验,一般都是每班采集一个样本,甚至有的是第二天才能得出头一天样品的数据,实时性差、严重滞后于生产,远远不能满足锅炉燃烧调整的需要。
我们在2018年入了一套近红外线检测系统,在这个过程中运用了大数据和人工智能的技术,通过系统的自学习,通过对煤种的识别能力。传统来说我们入炉煤的小样大概几分钟一次,这个可以一分钟测定1200个数据,这样可以大大提高整个数据测量的准确性。整个工作流程就是一个近红外线的发射器,通过反射的一个光谱产生特征波长,进行监测分析,通过控制器进行计算。
这个应用效果,从去年开始,陆续把我们能收集到的,包括国外的481种煤的煤质数据输入到这个模型中,让它不断地学习,也在这个过程中我们也和人工化验一直比对,比对的目的是对它进行一个校验和调整。入炉煤现在可以实现的六个指标的测定,包括全水分、固有水分、挥发分、灰分、全硫和低位发热量。通过近一年的实践,六个指标和人工化验越来越接近。
去年也获得西安热工研究院的技术鉴定,我们相信随着应用时间越来越长,这个之间的误差也会越来越小。
通过我们邯郸热电这个实践证明,智慧燃料系统建设是火电企业规范燃料管理、提高经济效益的有效受吨,由于想以此为契机,通过今天的学习,更好地为下一步做更多的工作。
应该说智慧电厂建设内容非常丰富,通过今天一天的聆听,也收获了很多,很多企业都取得显著的成就。正如我们所处的东南大学校训“止于至善”,中国的智慧电厂建设将是一种以卓越为核心要义的至高境界的追求。我们真诚地欢迎业内同仁共同努力,相互交流,共享智慧电厂成果,共襄智慧电厂追求卓越之盛举。
最后以一句诗结束,“忽如一夜春风来,千树万树梨花开。”我相信智慧电厂未来也会百花齐放。谢谢大家!
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