入廠煤樣智能化管理設備在火力發電廠的運用研究

張彬

（國家電投集團協鑫濱海發電有限公司，江蘇 鹽城 224500）

近年來，隨著信息化和數據化技術的快速發展，電廠的入廠煤樣檢測工作也從傳統的手工檢測邁入自動化、智能化檢測的發展進程，大大降低了人為誤差，提高了煤樣管理工作的時效性和準確性。在煤樣現代化管理模式中，智能化管理技術正處于摸索和積累經驗的階段，因此，有必要針對煤樣智能化管理設備、工藝以及技術實際應用的問題進行分析和研究，旨在推動火電廠煤樣智能化管理水平的提升，推動火電廠提質增效發展目標的加快實現。

1 煤樣智能化管理意義

1.1 減少人力成本投入

常規的燃料管理采樣作業，不僅要投入大量的人力，往往要由多名員工共同努力，而且作業條件十分苛刻，給操作人員帶來了極大的困難。入廠煤樣智能化管理設備在火力發電廠的運用，在不增加人工的情況下，既能有效地提高工作效率，又能極大地降低工人的費用，增加企業的經濟效益。

1.2 有效提高工作效率

入廠煤樣智能化管理設備的應用，通過氣動輸送或輸送帶輸送，極大地提高了煤炭的輸送速率，節省了大量的時間和費用；用智能化的燃料管理代替人工作業，使用自動化的采樣機，有效地減少了采樣量；同時，入廠煤樣智能化管理設備的應用，大大提高了入廠煤采集和傳輸信息的速度，使傳統的手工記錄方法變為快捷的電子記錄，入廠煤樣管理技術得到了跨越式發展，提高了生產效率。

1.3 減少人為誤差

傳統的燃油管理方式，由于采用人工方式，難以避免外部環境的影響，在運行過程中會產生誤差，影響煤炭數據的可信度，甚至會引起事故，導致設備的失效，對企業造成經濟上的損失。入廠煤樣智能化管理設備在火力發電廠的運用則可以有效避免這種事故的發生，通過智能化燃料管理手段實現采制樣的自動化。

2 煤樣智能化管理概述

煤樣智能化管理是煤樣傳統化管理模式的革新升級，通過對煤樣管理工作的實際需求進行分析，然后圍繞需求來設計符合需求功能的煤樣智能化管理系統。一般來說，煤樣智能化管理系統具備以下功能：（1）能夠實現瀏覽器系統界面的兼容屬性；（2）能夠對不同的用戶進行權限設置，不同的權限下對應的用戶擁有不同的功能；（3）對煤樣管理工作中的各個環節，包括采樣、制樣、化驗等進行信息的適當隔離，避免煤樣管理工作出現作弊，確保煤樣管理流程各個環節的數據更具真實性和可靠性；（4）具有信息提示、信息收發傳送的功能，各崗位人員能夠及時獲知工作任務，按時按崗完成工作；（5）實現數據自動校驗，自動生產單據表格的功能，減少人員制表的時間，節省工作效率；（6）具備數據信息的安全性，確保管理系統數據和用戶信息的安全。

除了煤樣智能化管理系統外，煤樣智能化管理還包括不可或缺的硬件設備設施。通過將煤樣管理工作各個流程相關設備與智能化管理系統相結合，實現火電廠煤樣智能化管理目標。硬件設備和設施包括來煤的運輸車輛、卸煤車、煤炭輸送機、自動制樣設備、自動封裝設備、自動輸送設備、自動取樣設備、自動存儲設備等等。以上設備與煤樣智能化管理系統的煤樣分類、篩分、混樣、嗦粉、破碎、烘干、制粉等流程模塊融合在一起，實現硬件設備設施與智能化管理系統的無縫連接。

3 入廠煤樣智能化管理應注意的問題

入廠煤樣智能化管理設備需要關注入廠煤信息與管控，入廠煤信息與管控包括煤入廠的礦別、煤種等信息的錄入和管控，需要根據實際情況制訂針對性的管理流程制度。同時，入廠煤樣智能化管理設備，在系統的支持下，可實現天平稱量數據的自動分析處理和上傳，而且也可借助系統的優勢自動地將數據傳送到化驗設備中，因此需要盡可能地縮短火力發電廠入場煤樣智能化管理設備與實驗室之間的距離。

4 入廠煤樣智能化管理工藝

入廠煤樣智能化管理工藝主要包括一級破碎機、二級破碎機、制粉機、縮分器、除鐵設備、氣動傳輸裝置。

一級破碎機的轉速控制在950r/min 以下，保障煤樣破碎出料粒度低于6mm 且水分損失率控制在0.5%以內。設備運行過程中，破碎機的內腔黏附問題得到較好的解決。當煤樣中的水分含量較高時，一旦設備運行出現堵塞，也能夠較容易地進行處理，打開機殼進行清掃疏通即可，或設備自帶清掃疏通功能，不需要人為進行清掃，啟動設備的自動清掃功能就可以對內部進行清掃，降低煤粉黏附現象，提高破碎機運行疏通度，同時，通過及時清掃，還可以避免不同煤樣污染，提高煤樣檢測結果的準確性。另外，設備中設置過篩裝置，確保煤樣破碎后100%的過篩率，為煤樣檢測水分含量結果提供良好的前提條件。

二級破碎機保障煤樣破碎出料粒度低于3mm 且水分損失率控制在0.5%以內。同樣可設置自動清掃疏通功能，定期啟動該功能模塊對破碎機中的堵塞物或雜質進行清理，降低煤樣污染，提高煤樣檢測結果的準確性。

制粉機保障煤樣磨粉出料粒度低于0.3mm，設備材質要求較高，應具備耐磨性、耐腐蝕性以及耐高溫性能，通常采用高碳鋼材料制備，以保障設備材料與煤粉接觸的過程中不發生化學反應，不發生黏附、不沉積粉料、不漏粉料的生產需求。制粉機運行過程中，內部溫度控制在40℃以下，阻礙煤粉在高溫條件下的氧化進程，保障煤樣磨粉的品質穩定。制粉機的運行主要分兩步，第一步，煤樣破碎至3mm 粒徑，然后進入干燥裝置；第二步，干燥后的煤粉進入磨粉裝置進行煤樣粉碎，至0.2mm 粒徑。為了確保煤樣檢測結果的真實可靠，制粉環節設置沖洗裝置和清掃裝置，盡可能將煤粉全部收集。干燥后煤粉中部分不合格的粉料被輸送到廢料機構，合格的粉料被輸送到包裝機進行打包。

縮分器保障煤樣完全通過，切割處的開口大小不能少于煤粒徑的三倍，確保煤樣分離輸送的過程中沒有損失，不出現堵塞的情況。

除鐵設備設置在入廠煤樣智能化系統的入口位置，是為了消除煤樣中的鐵磁性物質對煤樣智能化系統造成干擾，確保煤樣智能化管理系統運行的安全性和可靠性。

氣動傳輸裝置采用一用一備，以備運行過程中出現故障可以立即啟動另一臺備用裝置。氣動傳輸裝置貫穿煤樣管理的全過程，從自動制樣環節到最終的煤樣檢驗環節，全過程自動化封閉傳輸，避免人為干預，減少煤樣污染，提高煤樣檢驗數據的準確性。

5 煤樣智能化管理系統

5.1 智能化氣動傳輸系統

智能化氣動傳輸系統主要由中央控制裝置、轉向器、傳輸管道、動力單元以及煤樣收發站、煤樣化驗站組成。其中，中央控制裝置對整個煤樣智能化氣動傳輸系統進行運行情況的實時監控，顯示整個系統中的各個節點煤樣的狀態，通過數據信息的方式傳輸并保存在中央控制裝置的數據庫中，便于數據信息的分析研究，能夠實現信息的存儲和打印，尤其是對系統的故障信息進行收集，給予警示，便于分析系統運行中的故障成因，科學處置和解決。轉向器作為重要的通道關卡，能夠將統一的主通道轉變為多個分支通道，為中央控制裝置全面控制各個通道及相關工作流程奠定基礎保障。傳輸管道保證煤樣在密閉且暢通的通道內進行傳輸，通過傳感器的感應和信息采集，將傳送通道內的煤樣信息及時傳輸到中央控制裝置，確保在通道發生故障時能夠查閱到歷史信息。動力單元采用一用一備的方式，根據煤樣管理工作的具體流程和工藝特征設置具體的氣動力路徑和大小，推動煤樣在管理系統內持續均勻的傳輸。煤樣收發站自動存取收發傳送來的煤樣，根據生產任務和指標，將煤樣發送到制定的站點。煤樣化驗站支持遠程存取樣功能，對于距離較遠傳送來的煤樣也適用。根據智能化管理系統中顯示的取樣任務對煤樣存儲裝置的身份標簽進行識別，同時煤樣身份識別與工作人員的身份信息進行關聯，一一對應后獲取到煤樣存儲裝置的自動碼，根據自動碼信息將煤樣存放到樣品倉，樣品倉采取智能控制鎖，對操作人員、煤樣標簽和條碼進行識別，一一對應后加鎖，供煤樣技術人員進行后續的煤樣化驗檢測工作，并將煤樣管理信息上傳到中央控制數據庫保存。

5.2 智能化存儲系統

采用智能電子柜對煤樣進行存儲，根據煤樣的類別、時間、順序以及其他特征分別存儲在不同區域的電子柜中，在存儲的過程中系統能夠自動收集煤樣、操作人員信息，自動記錄存儲日期和時間和電子柜號碼。智能化存儲系統定期提示工作人員對存儲時間超過一定期限的煤樣進行清理，避免人為遺忘或遺漏。

5.3 棄煤設備及棄樣管理

首先，在入廠煤樣智能化管理設備制樣過程中會出現棄樣，制樣過程中的廢棄樣品通過密封皮帶輸送機經螺旋進料機到斗式升運機，再通過斗式升運機將其提升到地面，最后由地面皮帶傳送到室外堆料車。然后，廢棄樣品的在棄樣口下可放置廢棄樣品收集小車，將廢棄樣品車推入廢棄樣品管理站，棄樣管理系統可以實現確認、開蓋、棄樣、棄瓶等操作，取代人工操作。

6 結語

近年來，入廠煤樣智能化管理設備，大部分都被安裝在已經投入運行的電廠后期的改造環節中。此時，由于煤炭輸送系統的土建施工和設備已經完成或已被安裝，所以入廠煤樣智能化管理設備受到場地、設備等因素的影響，會有一定的先天缺陷。煤樣智能化管理設備應當從設計之初，就要充分考慮設備裝置的布局，將入場煤取樣裝置、入場煤樣智能化管理裝置、煤樣化驗室等集中設置，實現火力發電廠入場煤樣智能化管理設備與實驗室之間的最小間距，這樣，既節約了設備投資及施工成本，也降低設備發生意外的概率，同時，在火電廠日常管理工作中，借助智能化管理設備和管理系統，提高煤樣管理的準確性、可靠性，從而確保火電廠日常生產的安全和穩定，推動火電廠生產效益指標的順利實現。隨著各發電企業對入廠煤燃料的管理日益重視，進入廠用煤樣智能化管理系統必將在各電廠中得到了廣泛的應用。