进厂煤化验数据实时采集系统建设管理研究

【摘 要】进厂煤化验环节是测定煤炭各项化学指标的关键，通过对影响进厂煤化验过程中可能存在的影响化验结果的分析，制定了通过实施标准化实验室项目的整体解决方案，从而确保了煤质检验工作的标准化、制度化、规范化。

【关键词】进厂煤；化验；燃料管理

文章编号：ISSN1006―656X（2014）01-0037-02

电力体制改革以后，煤炭市场的市场化特征越来越明显，对发电公司最突出的影响就是煤价持续上涨、燃料成本大幅上升、普遍出现了经营深度亏损的不利局面，发电公司经营受燃料因素制约的趋势越来越强烈，面对发电公司严峻的生产经营形势，通过强化内部精细管理，提高工作效率，向企业经营管理要效益成为改革的突破口。

通过对电力燃料管理过程的科学分析和认真梳理，我们得出：实现电力燃料的数字化管理是影响企业经营成败的关键，通过深层次研究电力燃料生产过程，应用先进的信息化技术为手段，以标准作业流程，挖掘、整合历史积淀和成熟员工的生产管理、生产技术经验及智慧，并以精益化思想为引导，以系统工程相关理论为指导，在燃料管理中最关键的一个环节――进厂煤化验环节实施集团进厂煤化验标准化实验室系统项目建设工程，是实现“向管理要效益”这一创新企业管理的出发点和落脚点。

一、目前进厂煤化验环节存在的问题

（一）煤炭不均匀性造成“掺杂施假”行为发生

电煤成本目前占发电成本的比例已经上升至75%左右，而当前的电煤结算方式为以“质”论价，由于煤炭是一种很不均匀的固体混合物，而且颗粒越大越不均匀，因此从几千吨甚至上万吨煤炭中选取一定质量（分析煤样仅要求不少于60克）的煤样进行相应的工业分析，准确测定其各种物理、化学特性，合理维护煤炭供需双方的利益，意义非常重大。

正是由于煤炭的这种不均匀性，在近年来煤价连续大幅上涨的过程中，火电厂经常遇到这种“掺杂施假”的情况，使火电厂经济利益蒙受巨大损失，并对发电机组的安全运行造成了较大的威胁。

（二）人工操作对化验过程的影响

第一，容易造成数据失真，人工操作使用天平时，需要将干燥或加热前后的器皿进行称量并手工抄写在原始记录规定表格内，容易出现数据记录错误，由于称量操作均为人工，一但人为修改部分原始数据将可能发生腐败行为，给企业造成不可挽回的巨大损失；第二，数据共享程度差，在大多数火电厂除全硫和弹筒热数据保存在相应工控机数据库中，但也没有在局域网内共享数据，而其他化验项目的原始数据则需要在纸质原始记录本中进行登记，造成数据传递不及时，信息集成度低，共享度差，无法及时为各级燃料管理部门的决策分析提供支持；第三，工作效率低，在本项目实施前，各化验项目的所有原始数据均需人工手工计算，不仅效率低，而且容易发生计算错误；第四，化验过程无法实现有效的监控，相关国家标准中对煤质化验操作过程时间均有要求，在实施本项目前，已有的纸质记录只能看到结果，不能对过程进行追溯。

二、项目整体解决方案

为确保进厂煤化验数据的及时性、真实性和准确性，并根据火电厂对入厂质量检测工作的基本要求，通过实施新一代的“进厂煤化验数据实时采集系统”，将现有的火电厂燃料管理信息系统直接与其量热仪、定硫仪、电子天平、工业分析仪等化验、计量设备联网，通过数据接口直接采集数据，可有效确保数据的及时传递、避免人为因素误差的发生，并实现对化验过程的全程监控。

（一）系统架构模式

采用B/S（全称：Browser/server，“客户端/服务器端”）与C/S（全称：Client/Server，“浏览器/服务器”）混合模式，可以充分发挥各自最大优势。采用Oracle大型数据库，实现信息实时传输和完全共享；采用.Net技术，构建三层架构的应用业务系统，从而火电厂进厂煤化验实验室标准化管理，详见图1。

（二）数据安全模式

（1）数据传递采用XML，发挥其开放性、互操作性强、规范统一、支持多种编码、可扩展性等优点，为实现跨平台、透明安全合法地穿越合作用户的防火墙提供了保障，XML用于进厂煤化验实验室标准化管理方面。

（2）数据存储使用RAID解决方案，数据库服务器采用由四个硬盘组成的RAID 5，当RAID 5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

三、进厂煤化验实验室标准化管理实现的过程

进厂煤化验标准化实验室管理项目体现了技术先进、成熟可靠、性能优良、扩展灵活、标准开放的特点，能够实现“横向集成、纵向贯通”的功能，并且能够综合考虑到该系统的中长期发展计划，在系统功能、结构、性能等各个方面能适应未来燃料管理业务发展的需要；体现了标准化、专业化、集约化的特点，可以满足燃料管理体制规范和高效运行需要。

整体项目由四个部分有机组成（见图2），分别为人员角色管理、标准化实验过程管理、设备管理、管理员设置。

以下将重点介绍标准化实验过程管理中的接样管理、化验过程控制和化验报告管理三个关键实现过程：

（一）接样管理

本过程包括接样登记和化验转码两个步骤。

按照进厂煤样质量检测流程，经过采样和制样环节之后的煤样试样将被送到化验室进行化验；化验室人员（通常为化验组长）应按照进厂煤化验相关国家标准和火电厂化验作业指导书的规范规定，对必检项目进行检查并登记至系统：样品送样编码、送检煤样粒度（全水分煤样分为13mm、6mm两种粒度，工业分析送检煤样为3mm）、样品及其容器质量（化验室接样后应立即对其称量，检查样品质量是否满足化验需求）、送检样品煤种、送检样品时间等项目。

接样登记后，应立即进行化验转码操作，转码操作应与试样化验前管理送样编码的人员绝对分开，以避免人为因素对进厂煤质量检测过程的干预；通过化验转码操作后，煤样化验信息将与此前与此煤样相关的供应商等其他相关信息完全隔离，保证化验环节独立、公正、科学进行，确保化验结果的可信度。

（二）化验过程控制

（1）化验分配管理

化验分配管理是由化验组长将化验项目分配给具体的化验员，化验任务分配后此化验员将与特定试样及其化验项目相关联。具体的化验过程以全水分化验介绍控制过程。

（2）全水分化验管理

包括全水分在内的所有六个化验项目的操作均在化验操作过程主界面（见图3）进行。

以一步空气干燥法化验全水说明控制过程：

（1）被分配全水分化验工作任务的化验员登陆后，进入化验操作主界面（见图3），只有被分配权限的化验项目为可操作，其他化验部分为不可操作（底色为灰色），即使本煤样试样其他化验项目已由其他化验员操作完成，也不显示数据，以确保化验过程的独立性。

（2）化验员首先选择打开天平，并按国标规范要求盛取试样样品，放入器皿中用天平进行称量，6mm的全水分样品要求盛取10～12g，精确至0.001g，如超出此范围，系统将报错误提示。当天平稳定后，操作员按天平确定键，系统将自动读取天平显示的合规数据（M：试样的总质量），并记录第一次称量时间。

（3）将盛有试样样品的器皿放入鼓风干燥箱中进行干燥，鼓风干燥箱将按照设定的程序开始工作，干燥、灼烧后冷却至室温后进行第二次称量，当天平稳定后，操作员按天平确定键，系统将自动读取天平显示的合规数据（M1：干燥后试样减少的质量=器皿和试样的总质量-检查性试验后的总质量），并记录第二次称量时间。两次操作时间差超出系统规定，则系统将报错误提示，并要求化验员重新进行操作。

（4）系统按照上述合规操作的结果并根据国标规范自动计算试样全水：Mt（试样的全水分值）=M1/M×100。

系统通过对化验员操作时间的控制（表1为全水分验控制项目表）和对重复性限的验证，不仅可以使化验过程完全满足国家标准的要求，确保化验结果的准确性，而且可以提高化验员的操作技能，使其操作规范性得到不断的提高。

（5）试验重复测定合规性要求

按照国家标准要求每项分析试验应对同一煤样进行两次测定（通常称为重复测定）。两次测值的差如不超过规定限度（同一化验室允许差T），则取其算术平均值作为测定结果，否则需进行第三次测定。如三次测值的极差小于1.2T，则取三次测值的算术平均值作为测定结果，否则需进行第四次测定。如四次测值的极差小于1.3T，则取四次测值的算术平均值作为测定结果；如极差大于1.3T而其中三个测值的极差小于1.2T，则可取此三个测值的算术平均值作为测定结果。如上述条件均未达到，则应舍弃全部测定结果，并检查仪器和操作，然后重新进行测定。

四、化验报告管理

本项目化验报告分为原始报告、化验报告和合规报告三个层次，从化验结果到化验报告环环相扣，紧密相连，保证数据实时上传和真实性。

（一）原始报告

在六个化验项目均结束后，所有的化验结果都处于未审核状态，化验组长在原始报告生成界面当中，可以选择化验编号或者日期及化验状态（未审核/已审核）为条件，查询到所需要的化验记录并且生成原始报告。

但此时的原始报告出于保密性考虑仅能看到空干基氢值（空干基氢值采用电厂定期送省级煤检中心检测的方法）。

因为在接样登记中执行了化验转码操作，使得后续所有化验结果与试样化验前其他信息（如供应商、承运人、采样、制样信息等）完全隔离，确保了化验环节的独立、公平、公正开展。

当控股公司有拥有解码权限的用户进入系统后进行解码才可以生成完整的原始报告。

在化验原始报告当中，如果所有的化验项目结果均通过了系统按国家标准的验证，那么该报告便可通过审核；反之，如果某项化验的某个数值超出了国家标准规定的范围，那么该项数值则会显示成红色字体以提示审核人此处未达到国家标准要求，那么该报告便会作废，对于未达标化验项目，化验人员需要用留存的煤样重新进行化验，达标的化验项数据会保留下来后与重新化验过的项目组成一份新的原始报告再次由审核人审核。

（二）化验报告

在每个化验样品完成整个化验流程之后，由化验组长依次生成原始报告、化验报告和合规报告并且存档备份，以便相关领导审阅、查询。

当原始报告通过审核之后便会将化验码上传至系统，系统对化验码进行解码以及内容提取，然后将各项信息返还至标准化实验室系统，便可生成化验报告，报告中所得的各项化验值只能基于该化验样品。

化验报告需要通过化验组长或者负责人进行审核，通过审核的化验报告可以上传到系统供相关领导查阅。

（三）合规报告

在原始报告生成后，系统会对整个化验过程中所有需要进行国标验证的环节记录并生成合规报告，报告中包括接样环节、化验环节和数据采集环节的验证。包括对接样环节、化验环节和数据传输环节的验证，确保整个化验过程可控、在控。

五、结语

实施进厂煤化验标准化实验室系统项目后，火电厂进厂煤化验环节工作与其他监控系统配合，切实实现了对化验过程的有效全程监控，尤其是化验数据真实性和准确性得到有效的保障；实现了化验数据的及时上报，达到了火电厂创新业务管理、提升经济效益的目标。