摘要：煤炭成本占火力发电总成本的70%以上，创新燃料管理降低燃料生产成本越来越紧迫，燃料智能管控的呼声越来越高。火电企业通过燃料智能化建设，可实现将计划管理、调运管理、入厂煤管理、掺烧管理等各个环节有效衔接，达到“管理规范化、工作标准化、信息集成化、设备自动化、过程可视化”的规范管理目标。本文讲述如何通过燃料智能化管控将燃料计划、调运、采样、计量、化验、掺烧等环节有效衔接，解决需求与调用脱节、采制化过程粗放、人员投入巨大、风险防控手段落后等问题，本文燃料智能管控系统主要通过网络技术、GPS定位技术、超声波定位技术、散料包装喷码技术等实现了车辆智能排队、全自动采样、无人值守自动计量、自动化制样以及各节点全面视频监控等主要功能，解决了燃料数据不能实时上传、煤质异常不能及时处理、煤样人工编码保密性差等问题，以机械化作业、自动化控制、信息化管理的手段来升级改造传统燃料管理模式，实现以技防代替人防，从而节约人力资源、降低劳动强度、提高工作效率，优化资源配置突出效益、提高电厂综合获利能力和可持续发展能力。
关键词：网络技术；GPS；定位技术；包装喷码技术；智能；LED显示屏；PDA；分仓分炉
一、火力发电厂燃料管理存在的问题
采购与调运管理：缺少科学定制的采购策略、不能优化电煤采购结构、需求与调运脱节，供需双方信息不透明燃料掺烧工作得不到有效保障，工作滞后、燃料使用成本居高不下。
燃料厂内管理：技防手段落后、验收以人防为主，尤其针对汽车来煤情况，缺乏先进的技术手段对来煤量、质验收进行监管，燃料管理粗放。业务流数据缺乏安全保障。入厂相关环节缺少对应管理系统对燃煤入厂信息屏蔽，人为录入工作量大、效率低下。从燃煤入厂采样、计量到卸煤，存在套牌换车、汽车分层装煤、检斤遥控作弊、卸煤混乱等现象。
掺烧方面：煤场不能实现按煤质、硫分等不同指标分类堆放，精确取用。配煤准确性差，煤场分类堆放混乱，掺配取煤容易取错。煤场管理基本以“人治”为主，难以满足燃煤掺配的实际需要。
二、燃料智能化管控系统构架
针对以上问题必须构建一个智能化的管控平台，将燃料计划、采购、调运、采样、计量、制样、化验、接卸、燃煤掺烧等一系列的信息进行集成，使各业务管理实现实时、全面、高效管控，各数据达到不落地，最大限度减少人为干涉，防止作弊使假的情况发生，减少管理漏洞,才能降低生产成本，提高企业整体盈利能力。
三、燃料各环节智能化管理
（一）计划与调运管理
1.计划管理
引入在线报价系统使燃料采购计划公开透明，燃料采购计划分为年度采购计划、月度采购计划以及临时采购计划，与集团统一部署SAP系统同步，通过智能调运平台的管控，可以有效的按照燃料掺配要求进行合理采购，加大来煤直烧比例、消除场内过多中转损耗。
2.调运管理
建立智能调运管理平台将电厂需求数量与矿方发煤数量有机结合，达到用多少派多少，矿方与电厂实时监督运煤车辆的运行状况，解决来煤数量无法控制，来煤时间不确定，发煤数量与实收数量不符等纠纷，提高厂矿间的透明度，消除矛盾、减少生产阻力。
3.车辆路途及运输异常管理
在发货区与电厂之间的沿途设置有电子围栏和报警功能，当运煤车辆在运输过程中存在敏感区域停车、进入敏感区、超速、长时间停车、GPS（北斗）装置异常等情况时，系统自动报警提醒相关人员，调运平台具备轨迹回放，车辆状态统计（如：装煤、在途、卸车等）功能。车辆完成本次任务，系统自动解除监控，真正实现在途监控、全局管控。
存在违规情况的车辆进厂后，调运平台将异常信息推送至煤质监督人员手持式PDA，煤质监督员组织排查，根据煤质异常的严重等级，提交处理意见并生成审批流程，审批完成后执行相应的处罚，车辆方可回皮出厂，未处理的车辆无法正常回皮出厂。
（二）燃料验收管理
1.入厂管理
通过电子标签技术将运煤车辆车型数据及发货单位、矿发量自动接入燃料厂内燃料自动监管系统，实现一车一卡一数据管理，避免套牌、调换车辆作弊。在识别车辆信息后，实现来煤车辆信息的自动校核。 自动分配采样机及汽车衡，实现验票无人值守，减少人员投入。
2.采样管理
运煤车辆自动验票成功后系统随机分配采样机、汽车衡，并提供语音和液晶板直观显示，为运煤车辆入厂提供可视化引导。车辆进入采样工位后，红外检测器判断车辆是否到达指定位置，若车辆未到达指定区域等异常状况，系统报警提示。
（1）采样点数确定方式：按已知规则根据计划煤量、车型、矿发量、粒度等条件确定。
（2）采样点位置确定方式：根据车厢可采区域将车厢分成面积足够小（根据钻的直径大小）的多个单元块，从这些单元中随机选取。
（3）车厢定位：采样机大车安装超声波探头，当运煤车辆停到位后，大车向前移动，以车厢尾部为坐标零点，大车行进方向为X坐标，以靠操作室窗口车厢边为坐标零点，小车行进方向为Y坐标.
图1采样区域示意图
3.化验管理
实验室化验设备与管控系统联网运行，实时采集各项化验数据；天平称量数据自动上传系统并发送至对应的化验设备；对化验数据进行相关的统计、分析、审核；对化验设备的过程数据进行采集，并自动判断化验结果的有效性；对化验样品进行管理，化验任务及化验设备使用权限自动进行分配；实验室内温湿度自动采集后上传系统。
4.称重管理
汽车衡实现无人值守，设置有 RFID天线、红外定位装置、视频监控装置、挡车器、红绿指示灯、语音系统、LED显示系统、防电子干扰作弊系统等。采样完毕的车辆到达指定的汽车衡进行自动称重，称重数据自动录入燃料智能监管系统。
（1）称重磅流程
车辆进入地磅后，红外检测器判断车辆是否完全上磅，若车辆未完全上磅系统报警提示。车辆正确上磅且完成采样，系统开始自动称重并将称重数据录入中心数据库，并通过LED显示屏显示称重数据语音提示卸料区域。
（2）回皮流程
卸车完成后车辆进入空磅区域时，天线自动读取车辆扣吨数据，系统自动匹配车号，用净重=毛重-皮重-扣吨的方式自动计算出净重数据写入中心数据库，并提示车辆回皮成功，运煤车辆只有经过煤质监督人员PDA的确认扣吨后方可回皮出厂，达到运煤车辆的厂内管控。
5.验收管理
车辆卸煤结束后煤质监督人员对煤质进行检查，根据煤质异常的严重等级，提交处理意见并生成审批流程，审批完成后通过手持PDA进行煤质确认，将扣矸，扣水数据写入车辆GPS装置的芯片卡中执行相应的处罚，车辆方可回皮出厂，回皮时空磅自动读取扣吨信息，未处理的车辆无法正常回皮出厂，解决了目前绝大多数单位手工录入扣吨信息的难题。
图2煤质检验流程及无限PDA扣吨仪
6.入炉管理
系统通过分炉计量系统接入入炉皮带秤数据，实现入炉数据不落地。入炉煤样品同入厂煤混编自动完成采样、制样、化验三级加密功能，同入厂煤样一同制样、一同化验，从而实现对入厂煤样、入炉煤样的进一步加密管控。
（三）掺配管理
智能管理平台将煤场及卸煤沟按照热值与硫分不同分成高、中、低三个区段，考虑季节、天气、高峰与低谷负荷的要求按照不同的比例方式计算出掺配方案，在运煤车辆接卸的过程中执行。按照掺配比例要求将卸煤沟分高、中、低三段，分别为（热值4000kcal/kg,硫份2%）、（热值4500kcal/kg,硫份1.5%）、（热值4900kcal/kg,硫份0.3%）。原煤仓分仓配煤原则：A、B、C、D原煤仓上发热量较低的煤种，E、F原煤仓上发热量高的煤种；高峰期过后减少高热值煤种的消耗，在C、D仓加配低热值高硫煤。
（四）厂内车辆管理
电厂可通过调运平台对运输车辆实行准入管理，对首次入厂车辆办理车辆检验注册，对合格车辆注册信息录入系统并发放安装易碎一次性电子标签（RFID），有效防止车辆自行更换电子标签。电子标签所记载编码具有唯一性，损坏或不能感应刷卡进行补卡，对退回电子标签进行注销。运煤车辆进行一车一卡统一管理实现无人置守，避免人工干预。管理平台可对运输车辆实行黑名单管理，只要被平台增加进入车辆黑名单，该车辆不能被派单。对于出现过违规的车辆，平台将实时记录，对于黑名单的权限将由电厂进行设定，在黑名单里的车辆，承运商将无法进行派单操作。
五、视频监控管理
全数字网络视频监控系统的前端子系统包含了图像采集和编码服务两种功能。主要满足对燃料入厂管理、计量、采制样、化验、煤质检查、接卸等各环节设备的运行情况及人员工作情况进行监控，并在设备发生异常时可以通过报警信息迅速做出响应。
图3监控系统布置图
六、门禁系统管理
在燃料管理的重点环节原煤样存储间、存查样仲裁样存样间、采样间、打包间、制样间等敏感区域使用人脸识别门禁。记录进入人员信息。门禁系统最终接入信息管理系统，在系统内实现查询统计核查等功能。
七、燃料智能化管控取得成效
通过燃料智能化管理平台的建立，使燃料管理过程公开化、透明化、减少了管理纠纷，技防代替人防，降低电厂燃料管理成本，有效实现了降本增效。
（一）煤质数据安全、公正、真实。将火电企业、集团公司燃料管理部门的设备、流程和信息进行集成，保证企业的燃料验收工作自动有序进行，减少人为干涉；防止作弊使假的发生，减少管理漏洞,降低生产成本。
（二）整合燃料管理各环节信息和资源，依托计算机网络管理等先进管理手段，以节俭、约束、高效为价值取向，达到降低人力成本、提高管理效率和管理质量。
（三）燃料验收业务流程公开、透明，减少买卖双方的矛盾。系统能直接和验收的验收仪器设备相连，现场实时的采集各种数据，保证燃料验收过程所产生的数据能自动处理、直接上传或通知各级管理部门，同时，可以及时告诉供应方燃料验收过程情况和结果，提高数据的准确性、安全性和透明度；
（四）设备智能化：通过先进技术自动控制、操作采样机、汽车衡等验收设备，减少人工操作设备的项目、频次，提高工作效率。燃料验收设备实现全自动化智能化操作，无人值守，设备状态可知晓，设备操作可监控，减少人员参与带来的数据不一致性。
（五）强化集团、分公司对电厂的统一管理。实现分公司燃料管理业务的整合，实现企业内部数据资源的高度共享。决策层能实时了解基础数据，调整、控制火电企业的燃料采购、存储计划；依据完善的统计报表、科学的分析模型，为各级管理部门的数据对比和管理决策提供辅助支持。
（六）对所有工作点增加视频监控，在企业设立视频监控中心，记录验收过程的所有工作，并提供上级部门的远程监察，形成完善的监控网。
参考文献
[1] GB/T 474-2008 2008-12 国家质量监督检验检疫总局 煤样的制备方法
[2] GB 475-2008 2008-06 国家质量监督检验检疫总局 商品煤样人工采取方法
论文作者:党培,张健,蒋青山
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：燃料论文; 车辆论文; 煤质论文; 煤车论文; 系统论文; 数据论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第7期论文;