全过程智能燃料管理系统分享

全过程智能化监控，为经济指标分析提供客观、真实的数据保证，为整个企业业务流程提供全面强大的数字支持，全面提升了生产管理和经营管理水平。

——华能山东日照电厂信息中心信息主管高庆义

为快速适应新形势下发展要求，精准把握行业发展趋势，引领行业方向，促进新技术、新成果和新产品在智慧电厂领域的转化应用，华北电力大学技术转移转化中心与上海电力大学技术转移中心、中国华电集团有限公司生产技术部、中关村华电能源电力产业联盟等单位于2020年9月27-28日在上海联合举办“2020年智慧电厂论坛（第一期）”。北极星电力网、北极星电力APP对会议进行全程直播。

华能山东日照电厂信息中心信息主管高庆义作题为《全过程智能燃料管理系统》的演讲。

高庆义：我是来自于一个基层企业，华能日照电厂。基层是基础，再好的设想也必须有基层来进行检验。

我们华能一直以来非常注重燃料的管理，在2012年的时候率先界定了燃料标杆电厂的现实。那时候应该就是燃料里面的一个数字化了。当时华能集团的第一个基层单位获得了燃料标杆电厂企业。

也就是那一年，我们这个厂也得到了，当时的工业信息化部举行的信息化与专业化深度融合的评审。当时因为我们有两个发电企业，一个是南方，一个是我们厂获得了这个先进企业。我们很看重这个深度融合先进企业的荣誉。

我的体会是，不管什么智能、数值都离不开信息化，没有信息化谈智能化是不可能的。

我们华能装机容量206万千瓦，预留了三期2×100万千瓦机组的扩建条线。一期工程为2×350MW中外联合设计的引进型机组，我们12年的时候接过一次缸，第二次机组接缸的时候是2015年接的。我们传统电厂气机接缸也说明了机组的先进性。

第二期工程是2×680MW的超临界燃煤机组，2010年获得“国家优质工程奖”，2012年获得电力行业信息化与工业化深度融合先进企业。2013年评为“中国美丽电厂”。也因为信息化带动了电厂的变化和革新，我们这方面研究成果不断获得国家、部级、集团的成果奖。

我们主要结合热电厂燃料智能化监管系统的应用，对火电企业的燃料管理从自动计量、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、管控中心等方面智能化系统进行阐述。同时电厂探索并建立起从燃煤接卸到存储管理的掺配数字化模型，实施超前控制、精细配媒、精准掺烧。充分利用现有配煤手段，科学合理的对入炉煤进行掺配，实现炉煤指标的可控、在控。本项目实现了入厂、入炉煤从采样、制样、到传输、配煤、存储等全程自动化无人工干预。我们最早的时候，叫做燃料标杆电厂1.0的时候，主要采取GPS定位，还有对车辆进行电子围栏，这样就大大减少认为的跑冒滴漏。

当时我们实施以后，粗略不算，在转运、倒运过程当中一年大约节约1200吨煤，效益节约在100万。

在整个燃料建设过程当中，我们燃料也获得了国家的发明专利7项。

现有一期系统主要有两座条型煤厂、2座单仓4000吨的圆筒仓、一台斗轮机、18条皮带机、2台筛碎及辅助设备组成；二期系统主要由汽车卸煤勾、两座条型煤场，2座单仓6000吨的圆筒仓、一台斗轮机、21条皮带机、2台筛碎及辅助设备组成。这个上了以后，后面会大大降低煤炭运输的成本和跑冒滴漏。

介绍一下我们厂主要的煤的分布，我们主要用65%是进口煤，有俄罗斯的烟煤、内贸煤、印尼褐煤。进口煤炭质量还是过关的，国家对进口煤可能有一定的限制。

我从这五个方面给大家做一个介绍：入厂计量管理、采样制样管理、燃料化验管理、配煤掺烧管理、统计分析的管理。

我们利用智能物联网技术建立独立的汽车煤物流动态监管平台，实现汽车运输在线闭环管理。在关键节点自动保存视频、图片、录音、文字等资料，做到可控可追溯，达到管理目的。主要手段：卫星定位、红外射频系统等。

我们这个煤车辆进港时通过红外射频系统度曲识别车辆信息，满足要求的车辆才能金刚。车辆进港以后要通过车载PDA确认煤垛位置，然后进行称重。然后导运输GPS管理，实行严格的限速及电子围栏。车辆有违规行为，数据偏差太大拒绝验收，进不了厂。最后是一个数据，倒运的数据要上传，为后续燃料的采制及数据煤厂提供基础支撑。

第二个采制样的数据管理。

我们采制样通过6个环节：

条码管理：条码管理融入煤样煤质管理的业务全过程。系统打印的二维码均采用对称加密方实现了二此加密。

入厂采样管理：依据采样供需卡随机生成采样砝码，通过条码管理及全程流程视频管控实现采样数据不落地传输。

制样管理：制样室收样称虫与采样室比对，冲量偏差在合理阈值范围内。

查存样管理：利用科学的手段保证样品煤样的安全性、正确性。系统支持对不同用户进行操作授权，调样、弃样过程结合实现业务制定统一管控流程，有效预防作弊行为。

采制化安防管理：采样室、制样室及化验室全部采用人脸识别门禁系统，人脸识别数据上传燃料专网。

煤样传输管理：煤样在厂内各环节的传输受到煤监中心，煤监中心属于生产部，也就是我们说的第三方进行监视，整个过程是第三方，不是你的部门，这样不会出现人为的，说不清。

这个就是存样间，这个存样间比较安全，让人放心，绝不会做假。

整个燃料从入厂到验收耗用的过程受煤质监控中心的全流程管控，有效防止人为因素影响煤质事件。

第三，燃料化验管理。

我们这个燃料化验，首先是进行收样的对比，化验师进行收样前需要用电子天平对全水样、分析样进行承重，将承重数据实时发送到化验室收养承重功能页面，并与制样室送样样重进行对比，对比后允许进行化验收样。

标准化验，通过条码管理功能，对化验数据形成规范化的混编管理，化验原始管理模块通过标准接口上传到化验原始的测量结果，全过程无人干预，确保数据的准确性、真实性。

信息安全，经过煤质监控中心审核通过的化验信息才可以自动解密，可以查询对比功能，检质数据的不落地传输和数据流转全过程监控形成了闭环权威的煤质数据管理链条，这个数据是可信的。

第四，掺煤掺烧管理。

我们这个过程，首先是调运管理，也就是说运用汽车煤动态监控管平台实现汽车在线运输管理，有效降低倒运环节的耗损。

入厂计量，利用多次计量及汽车煤动态监管平台保证煤入厂煤计量准备性。

入厂验收数据不的“不落地”传输，保证了入厂煤量质验收。

厂内存储，经过各环节电子皮带称的精确称量，将煤场信息以四维动态方式展现，为精细化掺配进行有力支撑。

智能掺配，确立多样的燃煤掺配手段燃料，经过大数据的比对，又要靠人员的经验，还和煤种有关系。就像王总说的，一个厂的煤比较固定，煤种不断变化，这个事情要不断进行动态调整。

炉煤化验，依托标准化实验室及条码安防管理，确保化验结果准确可靠，为掺配调整提供依据。

优化燃烧，利用数值模型技术显示炉内空气的动力场和烟气成分场，以调整燃烧，达到优化燃烧的目的。

结果确认，这个是生产部牵头召开的燃煤掺配小组讨论会，依次指导煤的调运和优化存煤结构，这就是闭环的掺烧的管理。

做到配煤掺烧，当然离不开煤场数字化，我们通过煤场进行进场、耗量、存量、指标、价格方面的因素。我们通过各环节电子皮带称的精确称量，筒仓、原煤仓料位计的精确检测，将煤场接煤质、煤量、温度、矿点、参考价格等信息，以便以实际情况调整掺配，为燃煤精细化掺配进行有力支撑。

我们煤场在进行改造，环保要求越来越高我们要进行封闭煤厂，进行数据的掺烧和存煤关系极大，这个设计好了对于掺烧有极大帮助。

现在我们也正在改造，斗轮机要实行无人职守，煤场要实行封闭，明年我们的站廊完工之后，整个的环节就闭合。

我们燃煤精细化的掺配，经过煤炭市场的变化，存煤的情况，掺配的情况，主机设备的情况，负荷预测情况。通过对来煤及掺配历史分析，并结合模拟实验，结合实验种手段，结合结焦特性、气温特性、锅炉效率、制粉系统、除灰系统、脱硫脱硝系统运行状况进行综合评价分析。确立多样的燃煤掺配手段燃料，探索燃料成本控制与配煤掺烧的内在规律，使入炉煤指标达到或接近于设计煤种，提高机组运行安全性、稳定性和经济性。

我们怎么来实现呢？整个的掺烧这个东西，经过多年来，一个是燃烧的实验，还有一个模拟实验，我们形成了我们厂行之有效的，对多煤种的交叉一种实验和总结。

比如说我们可以根本着火的特性、结渣的特性、燃尽的特性、颗粒物排放、可磨性HGI，最终知道我们的配煤掺烧。

在整个配煤过程当中，我们通过这么几个方面来进行。一个是数据自动化，数据提取是自动化，通过统一的接口可以主动出局皮带证，可以接收来自皮带证的数据，入炉加仓原始数据一旦采集入系统，只可以察看，不允许进行任何修改。保证原始数据的准确性、真实性。

网络传输安全性，燃料这个专网，并实现前端业务的数据，我们场中SAP下发数据的对照。

耗用管理的标准化，给煤机耗用数据一旦采集入系统，只可以察看，不可以修改，保证数据的准确、真实。

提供数据的支持。给煤机耗用数据，日报提供数据支持，数据度曲过程满足华能集团网络安全要求。

查询条件多维化。存储信息高效进行查询，还有系统数据的安全性。我们通过这么一些方面保证系统方面的智能。

我们在线燃烧优化，我们厂应该是2012年的时候进口美国的一套激光测量的系统，对我们炉堂进行氧化物、温度场等进行测量，你的温度到炉场里面什么情况。这是美国ZOLO的设备，对锅炉内的参数，结合我厂锅炉对煤质的适应特征及各辅机的运行特性，通过多煤种深度配煤掺烧及在线燃烧优化改善了锅炉火焰稳燃特性、颗粒物排放特性及污染物排放水平，从而提高了劣质煤炭利用率，拓宽了煤种适应性，在提出了煤炭资源利用水平的基础上，实现了锅炉安全、经过、环境运行。

我们厂对燃煤信息化和智能化管理舍得投钱，因为产生了效益，投进去以后钱马上挣来了，不管投什么智能化，我们集成电厂用了以后出效益，这才是一个关键点。

今天给大家重点介绍这个，也是给大家一种交流。

第五，统计分析管理。

以图形化方式多维度展示煤场的煤量、煤质、指标及设备运行状况等情况，为厂内燃烧提供直观的信息。

再一个也提供友好的弹出消息可以告知的友好的渠道，一个是将系统、剂量、煤质等原始数据在后台数据库进行非对称加密处理，还是保证数安全。后台数据库篡改数据，系统可以捕捉到异常信息，并将异常信息写入消息管理，交由监管部门进行追责。

我们说煤场的智能化、信息化、数字化都是离不开信息做支撑，一个电厂如果没有强大的信息网络，我感觉那都是不可能的。

现在我们厂对信息化的投入还是非常大的，投入接近8千多万，现在我们都是前兆。燃料监管信息系统严格遵循华能公司统一发布的燃料接口药物，并在厂侧实现主数据的自动循环、下载、更新，实现计量、煤质、燃料进耗存日报等数据的自动上传过下载，为保障燃料信息系统的安全性、可靠性，通过关键位置点安装UPS，确保燃料车信息平台的长期稳定运行。

再一个就是经济效益，这是我们一个比较保守的方面。大家知道现在一个电厂燃料成本，原来的时候得接近80%，现在我觉得70%多。我们厂截止到2019年年底，燃料成本占发电成本的比重，由原来的79.6%下降到现在75%。

刚刚说燃料的运输耗损，我们现在0.23%，仅此一项，年电煤减少损耗12000吨。再一个就是环保，环保排放。二氧化硫排放减半，跟政策有关。减少二氧化硫排放当中获得84万，氮氧化物排放减少25%，减少氮氧化物排污税204万元。

另外是超低排放电价，达不到这个标准拿不到这个电价。2019年我们厂单眼化武、二氧化硫、烟尘排放浓度全部优于国家标准，实现了二氧化硫减少排放36916吨，氮氧化物排放减少了14659吨，这个数据都是来自于政府的，全额获得环保电价和超低排放电价款共3.54亿。我们进行了信息化建设，也推动了煤耗管理，形成了一个良性循环。

最后做一个总结，我们燃料智能化的监管利用信息化平台实现了燃料智能化监管，华能电厂进行“统一设计、统筹实施、智能管理、总结提升”的原则，基于Ext.js框架采用HDMP开发技术，从而实现了燃煤量质数据的自动采集。

在线掺配，优化燃烧，建立起从燃煤数字化到智能化掺配模型，实施超前控制、在线掺配、优化燃烧。利用现有的配煤手段，实现科学的掺配，实现入厂、入炉从采样、制样到掺配、燃烧的全流程自动化机制。

全过程智能化监控，为经济指标分析提供客观、真实的数据保证，为整个企业业务流程提供全面强大的数字支持，全面提升了生产管理和经营管理水平。