燃料智能化管控系統在火電廠中的應用研究

晉能控股電力集團孝義煤電有限公司 衛蒲龍

1 燃料智能化管控系統的層次架構

燃料智能化管控系統（以下簡稱本系統）集多種先進的技術于一身，如網絡技術、物聯網技術以及自動化技術等，能夠實現對火電廠燃煤質量檢驗的相關業務流程，將原本較為分散的設備與業務根據流程統一到起來，更加便于管理和控制。本系統由幾部分組成：燃煤采樣設備、制樣設備和存查樣設備、煤樣傳輸設備、化驗設備、燃料集中管控系統以及燃煤業務管理系統等。按照功能可以將本系統劃分為三個層次，即現場層、管控層、應用層。

現場層。該層主要有以下設備構成：燃煤采樣設備、制樣設備、存查樣設備、煤樣傳輸設備以及化驗設備等。在本系統中現場層具體負責的功能包括設備邏輯控制與運行、執行控制命以及運行數據輸出等[1]；管控層。該層為燃料集中管控系統，主要負責對生產現場內的設備狀態進行遠程監視、自動控制與反饋、自動診斷與報警。管控層能夠對相關的數據信息進行自動采集、管理和實時顯示；應用層。該層為燃煤業務管理系統，可實現諸多業務，如燃煤調度、燃煤卸車、燃煤質量檢驗、煤樣采集、煤樣制作、統計分析等。應用層具備以下功能：數據實時傳輸、數據分析與模型構建、輔助決策等。

2 火電廠燃料智能化管控系統的應用

2.1 技術要求

總體技術要求?；痣姀S在對本系統進行建設過程中，應對相關的技術要求加以明確：本系統上應預留出數據接口，以便與集團公司的燃料管理系統進行對接，將燃料業務數據上報給集團公司；燃料系統全自動制樣機的技術要求應當與相關文件中的條款相符；燃料集中管控系統應能向集團公司集中管控平臺自動發送系統的運行信息，從而實現自動與遠程監控；本系統應在安全生產實時監管以及安防等系統將采取接口及隔離措施，避免影響其它系統的運行穩定性。

軟件技術要求。本系統的應用軟件應采用B/S與C/S 相結合的架構，所有與業務相關的功能模塊均應基于統一的平臺和登錄入口，依托TCP/IP 進行開發，確保數據通信的可靠性，使客戶端的系統維護量達到最??；編程方法以面向對象作為首選，查詢語言應當與國際標準相符，應用軟件應為漢字或是漢化版本；運行環境為最新的Windows 系統，數據庫應當選用SQL Server2008或是以上版本，也可選用Oracle11G；系統應當能夠24h 持續穩定運行，操作界面應當美觀且便于用戶操作。

2.2 關鍵子系統的實現

2.2.1 自動識別系統

本系統中自動識別系統包括汽車出入廠自動識別、采樣自動識別和計量自動識別。

在對汽車出入廠自動識別系統進行建設時，主要包括汽車調運、到場排隊等候、發卡以及出廠等。自動識別采用的是當前較為先進的RFID（射頻識別）技術，可對電子標簽進行自動讀取，進而準確記錄下汽車的入場時間，能夠對車流進行管理，確保燃煤采樣、稱重、回皮以及卸煤等環節順利進行。

當運輸燃料的車輛達到機械采樣裝置時，紅綠燈、攔車器等設備會對車輛進行控制，看是否可對燃料樣品進行采集。車輛的自動識別通過RFID 來實現，可對電子標簽進行自動讀取。完成燃料樣品采集后，系統會發出語音和文字提示，此時擋車器會隨之抬起對車輛放行。自動采樣流程如下：燃煤運輸車輛進入火電廠到達采樣點后，自動識別系統會利用紅綠燈以及道閘裝置對車輛進行指引，是否進入采樣區域；RFID 會對車卡進行掃描，獲取其中的信息，燃料集中管控系統會對礦方信息進行傳遞，指導采樣機對集樣桶進行自動選擇；車輛進入采樣區后采樣機會自動進行采樣，完成采樣后系統會提示車輛是否能夠從采樣區域離開，采樣數據會自動上傳給燃料信息管理系統。

為實現燃煤運輸車輛計量自動識別與自動定位，依托RFID 感應自動識別技術，設計計量自動識別系統。該系統能對運煤入廠的車輛進行計量自動識別和定位，可與汽車衡進行數據傳輸，并將計量數據自動錄入到本系統中，實現了無人干預自動計量的目標。

2.2.2 煤場接卸管理系統

運送燃煤的汽車進廠后，在接卸時配置PDA（手持式），按需將相關的數據傳給燃料集中管控系統。PDA 具有拍照等功能，能與管控中心進行交互。

2.2.3 存查樣系統

該系統由以下幾個部分構成：身份驗證與樣品識別模塊、存取樣執行裝置、存儲柜以及用戶交互設備等其中身份驗證模塊的主要作用是為操作人員授權，以此來確保樣品的安全性；樣品識別模塊能夠對樣品編碼及信息進行記錄；存儲柜可用于樣品瓶存放。

2.2.4 樣品輸送系統

該系統由收發柜、電控柜、氣控系統、空氣干燥過濾器、泄壓裝置、檢測裝置、管線以及線路等組成。該系統能夠對自動制樣室、化驗室、自動存樣柜各個站點之間0.2mm 分析試樣、3.0mm 存查樣和6.0mm 全水分樣進行傳送[2]。

2.2.5 管控中心

燃料管控中心由管控室和機房組成，主要的建設項目包括DID 拼接屏、監控臺面、服務器、工作站、配電單元以及UPS 等。具體建設過程中應將所有與智能化建設要求有關的設備數據信息、工作狀態接入到燃煤集中管控系統，以此來實現對燃煤智能化設備運行情況和參數的管控及異常報警，實現燃煤管理的全部功能。集中控制系統的軟件應具備圖形編輯功能，可以現場業務管理為依托對與火電廠運行實際相符的圖形進行編輯，可與視頻監控系統聯動。通過設備控制模塊能與設備進行集成，從而實現對相關設備的遠程控制和畫面顯示。

2.2.6 燃料信息管理系統

這是本系統中較為重要的一個子系統，由諸多模塊組成，包括基礎管理信息模塊、計劃管理模塊、供應商管理模塊、合同管理模塊、結算管理模塊、燃料成本核算模塊、粉煤灰及其他物質管理模塊、統計報表與查詢模塊、數據展示與分析模塊以及信息傳輸模塊等[3]。限于篇幅無法對所有模塊的功能進行逐一介紹，從中選取一些重要程度較高的模塊分析其功能。

基礎信息管理模塊。該模塊可對燃料信息管理系統中的其它模塊及表格中的靜態數據進行管理，是必不可少的模塊，具體包括用戶角色管理、審批流程定義、基本參數配置、煤種與煤場信息、運輸、采購以及結算等。

合同管理模塊。該模塊包含以下管理功能：合同起草、審批、上報、下達、執行監督、統計分析等?？赏ㄟ^手工填寫的方式生成合同，也可直接利用模塊生成，能按照統一標準對合同進行自動編號，并對合同的各行狀態進行顯示，如“待審批”、“已審批”等[4]。當合同簽訂后可對掃描件進行及時上傳，單獨存儲在特定服務其器中。合同管理能夠進行增加、刪除、修改、退回、審批傳遞等。

2.2.7 煤場數據管理系統

要求該系統能夠按照燃煤的品質和種類進行區別，實現煤場分區堆放，并對進出煤場的煤炭關鍵數據進行監控，包括品質、數量等，這部分數據全部納入燃料信息管理系統，形成煤場煤質數據報表，為智能配煤摻燒提供依據。

2.2.8 化驗室網管系統

所有用于燃煤化驗的儀器設備全部進行聯網運行管理，對化驗數據進行自動采集和傳輸，自動生成化驗報告，并自動上傳數據，實現網上審批[5]。

化驗儀器應當進行單獨組網，網管系統由服務器端、網絡集中管理機和客戶端三個部分組成。集中管理機具備如下功能：提供查詢化驗結果、數據匯總、審核、數據保存、報表打印及上傳等；服務器端部署在燃料管控中心，能夠與后臺數據庫進行數據交互，可實現化驗數據遠程查詢與采集，并能按需對采集到的數據進行匯總，與火電廠內部的其他信息系統對接[6]；客戶端安裝在化驗儀器上時可對化驗數據進行讀取和保存，并與集中管理機通信，可反饋查詢結果。

以二維碼和芯片組成的條碼進行打印和掃描，數據信息的錄入更加便捷，錯誤率顯著降低。同時條碼采用加密技術，確保了數據安全?；灁祿槿墝徍四Ｊ剑丛诓杉A段、匯總階段和上報階段分別對數據進行審核，保證數據正確無誤。

當數據完成審核之后，可按照用戶自定義的報告模板進行打印，并生成配有唯一編號的報告單。化驗網管系統可實現對化驗設備的統一管理，化驗儀器能夠在聯網的狀態下運行，更加便于管理，所有的化驗數據可自動進行采集和傳輸。

綜上所述，火電廠生產中燃料是關鍵性因素，它的質量與電能產量密切相關，所以加強燃料質量管控顯得非常重要。為實現這一目標，火電廠應加快燃料智能化管控系統的建設，充分發揮出該系統在燃料管理和控制中的作用，提高燃料管控的整體水平，促進火電廠持續、穩定發展。