论火力发电厂数字化煤场的构建

摘 要：田家庵发电厂致力于燃料管理水平的不断提升，在成为安徽分公司首家燃料分析数据全部自动上传不落地的单位后，又积极落实集团及省公司文件精神，扎实开展燃料“三大项目”。在建立了燃料入厂验收监管系统及数字化标准化验室的基础上，着手建立数字化煤场。为此，介绍了数字化煤场的理念与功能，并结合该厂实际情况，探讨如何构建数字化煤场。

关键词：

煤场；数字化；构建

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.15.093

1 数字化煤场的理念

数字化煤场中的煤场不是广义的储煤场，而是指火力发电厂中包含储煤场、煤槽、筒仓等所有炉前储煤区域及设施的总称。数字化煤场的建立，基于入厂验收监管系统，数字化标准化验室，及智能掺配的基础上。其管控环节有：入场、煤场、盘点、掺配、入炉，旨在动态体现燃煤来、耗、存的量与质，形成煤场动态管理。使煤场信息更加清晰、系统、一目了然。火电厂燃煤存储部分管控环节如表1。

数字化煤场管理模块以煤场信息实时掌握为目标，通过定位技术、无线射频技术、数据叠加等技术从斗轮机、皮带秤、原煤仓等设备直接或间接实时采集数据，以三维方式展示煤场实时状态，采用对入场、堆取、入炉等数据联动，以多种方式（动态管控、直观展现、报表统计等）全面实现对煤场库存管理。自动推荐最优堆、取煤方案，实现对燃料收、耗、存数据的全面管控，并为配煤掺烧提供准确及时的现场燃煤信息，锅炉燃烧人员能够提前掌握目前锅炉原煤仓中的煤量、煤质，以便于及时根据机组负荷以及锅炉燃烧情况提前调整燃烧方式，从而达到安全、经济地燃烧，降低发电煤耗。

该系统分以下几个模块构建：来煤（入场煤）量与质的采集，煤场存煤量与质的管理（分为理论计算与盘煤、转场三部分）、入炉煤量与质的采集。在功能上包括：燃煤入场、燃煤分堆、燃煤入炉、燃煤转场、燃煤盘点、煤场三维动态、煤场综合查询、配煤掺烧。具体功能描述如下：

燃煤入场：燃煤入厂卸载后，输入煤场存放过程的管理。依据实际来煤情况、煤场各分区燃煤堆放煤质条件现状及来煤特性（热值、挥发性、含硫量等），自动生成卸煤方案。用户可根据实时情况判定及修改，最终制定准确、合理的卸煤方案。并对卸煤方案中来煤情况实时进行跟踪，反馈实际来煤堆放执行情况。

燃煤分堆：燃煤分堆管理包括：调配：对煤场内库存燃煤，内部调整及调拨出场情况进行记录；盘点：通过燃煤盘点，对煤场、煤堆信息进行实时更新；拆分：对固定煤区内燃煤进行平均拆分成两堆燃煤；合并：对固定煤区内两堆燃煤进行合操作；日志：对固定煤区内所有操作进行记录；温度记录：对煤场、煤堆温度进行定时记录，告警系统会根据记录温度高低进行报警提示。

燃煤入炉：煤场各分区存煤掺配混合、入炉发电过程的管理。根据煤场分区入炉燃煤数据，系统自动调整煤场和煤场分区库存煤量数据。

燃煤转场：对煤场燃煤在不同煤场和煤场分区间转运的情况的管理。

燃煤盘点：将电厂煤场定期进行的盘点情况及报告进行登记管理，实现台账管理，方便用户实时了解煤场盘点情况。

煤场三维动态：对煤场收、耗、存情况进行统计，通过三维图形直观展示煤场和煤场分区库存量情况及煤质情况（包括燃燃煤储存指标，煤质构成，燃煤在煤场中的分布，煤场温度等）。

煤场综合查询：煤场信息综合查询管理。

配煤掺烧：根据煤场已有量质数据，为燃煤入炉生成初步的智能掺配方案，以及对配煤掺烧实际执行方案管理。

2 田家庵发电厂煤场概况

储煤区域：田家庵发电厂储煤区域分为卸煤槽、储煤场及筒仓。火车来煤经铁路专用线进入电七、八场卸煤槽，两条卸煤槽各长138m，一次可容纳10×2节车同时卸煤，可存煤2×1800吨，煤槽煤经#5甲、乙两条皮带向外运输。储煤场为露天矩形，煤场经#1斗轮机分东、西两部分，面积各为130×40m2，可进行汽车煤直接卸煤及存储煤槽转场过来的火车煤，若堆高10米共可存煤约68000吨，约为#5、#6机满负荷运行10天的燃煤量。东西煤场共有2台悬臂式斗轮堆取料机，#1斗轮机位于两煤场中间，可存、取东、西煤场煤，#2斗轮机位于西煤场西侧，可存、取西煤场煤。筒仓共2座，共可存煤2*4000吨，存煤经#19皮带输出。

计量设备：我厂有轨道衡和汽车衡各1台，分别安装在铁路专用线及厂北门入厂处，对火车和汽车来煤车辆燃煤轻、重车检斤，现场采用有人值守操作。入炉煤皮带秤3套，其中安装在#20甲乙皮带尾部2套、#9皮带机南头1套。

输煤皮带：我厂共有22条输煤皮带，其中#9、#11、#15、#16、#17、#22皮带机为单路，其余皮带机为双路。共有18台犁煤器。正常上煤采用斗轮机取煤及煤槽直接上煤两种方式。田家庵发电厂存煤、输煤系统及如图1。

3 田家庵发电厂数字化煤场的建立

为实现储煤场的数字化管理，田家庵发电厂在完善燃料入厂验收监管系统及数字化标准化验室后，结合现场实际情况着手于数字化煤场的构建，由于煤场入场煤量（取自入厂验收监管系统）、入场及入炉煤质（取自数字化标准化验室中）、入炉煤量（取自#20甲、乙皮带秤）得以采集，进一步将进行煤场存煤量、质的采集，这是数字化煤场建立的重点及难点。为实现这一功能，该厂积极组织购买、安装相关设备，同时对不满足于功能的系统、设备进行改造升级。具体操作如下：

煤场分区堆放管理：对现有两台斗轮机配置斗轮机识址装置、计量装置、斗轮机堆取料指导装置各两套。并建立系统生成日志，使系统按日、周、月、年生成煤场堆放报告。

煤场取送管理：在#1、#2斗轮机悬臂皮带各加装1台电子皮带秤（可变角度型），用于计量斗轮机卸、取煤量。配置煤场分区识址装置。斗轮机配置区域识别装置及识址装置。斗轮机操作室各增加操作平板电脑1台，显示斗轮机当前位置，通过无线网络连接，操作室内增加视频监控系统。

入炉管理：在输煤系统#21皮带机层增加一台上位计算机，分别将14台犁煤器的就地升降按钮信号通过连接线输送至上位计算机，三大项目系统通过该上位机取得犁煤器信号，并通过软件与#20皮带机皮带秤连锁。现有入炉煤采样设备2台进行改造，更换磨损严重的一级破碎机及已损坏的二级破碎机。新建入炉煤采样器集样室2间，并加装视频监控和门禁系统。

通过对设备及软件的升级改造，尤其是煤场分堆、斗轮机识址、计量装置的安装，使得燃煤转场实现了数字跟踪，动态的展示了燃煤在储煤区域的动态流转，是煤场数字化管理的重要一环，对数字化煤场的成功建立起到了重要作用。同时，通过及时了解燃煤的动态堆放，根据煤场量、质数据，为燃煤入炉生成初步的智能掺配方案，以及对配煤掺烧实际执行方案管理。

4 结论

田家庵发电厂通过建立数字化煤场，按照安全、经济、环保的配煤掺烧方案及煤场管理，对不同煤场及同一煤场按煤种或煤质区间进行堆放区域划分，通过一定装置精准识别卸煤车辆、取送设备作业的堆放、取送区域，以入厂轨道衡、汽车衡、皮带秤、斗轮机等设备采集入厂煤分区堆放的数量；以煤场斗轮机、推煤机等堆取设备及原煤仓、入炉皮带秤等设备采集入炉煤从煤场各分区取送的数量。每个入厂、入炉数量都能自动匹配其热值、全水分等参数，从而以三维数字化方式实时动态展示各煤场和煤场各分区进、耗、存煤的量、质、时间等参数状态，自动提供最优的配煤掺烧方案并指导实施，力求实现企业效益最大化。

参考文献

[1]刘怡君.电力行业“数字化煤场”初探[J].通讯世界，2013，（19）.

[2]沈军.燃料智能全面管控一体化信息系统分析与设计[D].天津：天津大学，2014.

[3]丁宏刚，陈刚.火力发电厂数字化煤场管理系统开发应用探讨[J].现代商贸工业，2009，（06）.

[4]张东平.数字化煤场与配煤掺烧技术的应用[J].煤质技术，2012，（03）.