摘　要:分析了火力發(fā)電廠燃料管理中煤樣管理的現(xiàn)狀,從原煤樣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)、全自動制樣系統(tǒng)、全自動封樣系統(tǒng)、樣品自動傳輸系統(tǒng)、自動存樣系統(tǒng)、煤樣自動化驗系統(tǒng)等方面闡述了火力發(fā)電廠煤樣在線自動傳輸與管理的理念。
關(guān)鍵詞:煤樣管理;在線自動傳輸;制樣系統(tǒng);存樣系統(tǒng);燃料管理;煤質(zhì);燃料智能化

　　1　概　　述
　　火力發(fā)電企業(yè)燃料成本逐年升高, 在當(dāng)前煤炭市場供大于求的情況下, 煤炭采購成本仍占企業(yè)成本的70%以上, 而燃料管理工作在火力發(fā)電企業(yè)中通常易不被重視。在市場經(jīng)濟環(huán)境下, 粗放型管理模式的弊端逐步顯現(xiàn), 如在來煤接卸方面, 入廠煤質(zhì)檢中易出現(xiàn)虧噸及虧卡的現(xiàn)象、來煤車煤質(zhì)不合格而出現(xiàn)的“包餡” 現(xiàn)象, 不僅給入廠煤的質(zhì)量檢測工作帶來巨大困擾, 也給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟損失。

　　燃煤火力發(fā)電廠是將煤燃燒產(chǎn)生熱能轉(zhuǎn)化為電能的生產(chǎn)單位, 其主要原料為煤炭, 煤質(zhì)的好壞直接關(guān)系到鍋爐的安全運行和火電廠的經(jīng)濟效益[1] ,因而從數(shù)據(jù)源頭對煤樣進(jìn)行科學(xué)管理, 可實現(xiàn)對煤質(zhì)信息的真實有效管控。

　　2　煤樣在線管理
　　傳統(tǒng)方式的煤樣管理涉及采制化環(huán)節(jié), 大部分工作均由人工完成, 人為因素風(fēng)險太高, 無法保證樣品的代表性和可靠性。隨著科技的進(jìn)步, 結(jié)合國家兩化融合政策, 以下針對煤樣管理業(yè)務(wù)提出樣品在線自動傳輸與管理的理念。將煤樣管理業(yè)務(wù)中的采樣、制樣、封樣、存樣、取樣、化驗各環(huán)節(jié)看成一條自動化生產(chǎn)線, 把煤樣樣品看成自動化生產(chǎn)線上的一個流轉(zhuǎn)產(chǎn)品, 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感技術(shù)、光電技術(shù)、機電一體化技術(shù), 實現(xiàn)全過程無人干預(yù), 提高工作效率, 做到人樣分離, 樣品管理自動化、智能化。

　　煤樣在線自動傳輸與管理涵蓋了轉(zhuǎn)樣(采樣送樣)、制樣、封樣、存樣、取樣、化驗等環(huán)節(jié), 利用原煤樣轉(zhuǎn)樣系統(tǒng)、全自動制樣系統(tǒng)、自動封樣系統(tǒng)、自動存樣系統(tǒng)、自動取樣系統(tǒng)、自動化驗系統(tǒng)等智能化設(shè)備, 實現(xiàn)機采煤樣(13 mm)、全水分煤樣(6 mm)、存查煤樣(3 mm)、分析煤樣(0.2mm) 的自動封裝、自動標(biāo)識、自動傳輸,防止樣品的水分損失及煤樣污染, 保證了煤樣的代表性。

　　2.1　原煤樣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)
　　在采樣機和全自動制樣機之間架設(shè)原煤樣轉(zhuǎn)運系統(tǒng), 實現(xiàn)入廠、入爐煤采樣制樣的一體化。原煤樣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)如圖1所示。
 

　　圖1　原煤樣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)

由圖1原煤樣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)可知:
　　(1) 對采樣設(shè)備進(jìn)行改造, 保留原有集樣裝置, 增加一路出料到原煤樣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)(上料倉)。
　　(2) 在采樣機側(cè)增加上料倉, 功能包含空瓶存儲、集樣、將已收集到的煤樣定量封裝到煤樣瓶中、煤樣瓶暫存并自動發(fā)送到緩存?zhèn)}。
　　(3) 增加緩存?zhèn)}, 主要對采樣機原煤樣進(jìn)行緩存, 等待制樣指令。
　　(4) 在制樣機側(cè)增加下料倉, 功能包含接收并暫存煤樣瓶、自動開瓶、倒樣、卸料、空瓶清理、空瓶暫存、空瓶回傳至緩存?zhèn)}。
　　(5) 架設(shè)自動傳輸管道系統(tǒng), 負(fù)責(zé)煤樣瓶和空瓶在上料倉和下料倉之間的自動傳輸。
　　(6) 若是多個采樣機, 只需增加上料倉、緩存?zhèn)}、管道及分路器即可, 安裝簡單, 設(shè)備擴展與兼容性強。

2.2　全自動制樣系統(tǒng)
　　自動從采樣機獲取煤樣, 實現(xiàn)采制一體化, 徹底消除人為因素對煤樣信息的影響。全自動制樣機裝置按照實際需求, 通過PLC和多種傳感器監(jiān)控制樣設(shè)備的狀況, 實現(xiàn)煤樣制作全自動化, 系統(tǒng)能夠自動將原煤樣制備成≤6 mm、≤3 mm、≤0.2mm 煤樣, 煤樣質(zhì)量符合GB474—2008 《煤樣的制備方法》中的相關(guān)要求。進(jìn)入系統(tǒng)煤樣, 經(jīng)過破碎、縮分、研磨、烘干, 最后≤6 mm 留樣粒度不少于1.25kg (全水樣), ≤3 mm 留樣粒度不少于0.75kg (備查樣), ≤0.2mm 留樣粒度不少于60g (化驗樣)。

　　2.3　全自動封樣系統(tǒng)
　　全自動封樣系統(tǒng)與自動制樣系統(tǒng)無縫對接, 在密閉環(huán)境下自動對輸出樣品進(jìn)行封裝、標(biāo)識, 自動將制樣系統(tǒng)輸出的煤樣封裝到標(biāo)準(zhǔn)樣品瓶中。系統(tǒng)支持自動給瓶和給蓋, 自動封裝寫碼, 大大降低了系統(tǒng)的人工參與度, 提高了系統(tǒng)的自動化水平。與樣品傳輸系統(tǒng)無縫銜接, 根據(jù)指令自動將封裝的成品樣通過管道傳遞至化驗室或存樣間。

　　2.4　自動傳輸系統(tǒng)
　　樣品自動傳輸系統(tǒng)是一套實現(xiàn)樣品從采樣到化驗全過程無縫銜接的專業(yè)系統(tǒng), 以樣品傳輸過程“無人值守、人樣分離” 為目標(biāo), 率先引入先進(jìn)的“即化即取” 管理理念, 全面采用物聯(lián)網(wǎng)、自動化、在線監(jiān)測等技術(shù), 為樣品作業(yè)過程自動化處理提供了可靠的技術(shù)支撐, 為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國傳統(tǒng)火電工業(yè)開創(chuàng)了全新的應(yīng)用, 對燃料智能化管理帶來全新的變革。樣品自動傳輸系統(tǒng)如圖2所示。
 

圖2　樣品自動傳輸系統(tǒng)示意圖
　　樣品自動傳輸系統(tǒng)的特點如下:
　　(1) 系統(tǒng)能夠根據(jù)化驗工作的進(jìn)度要求, 支持化驗室“即化即取”, 由化驗員刷卡按票取樣, 為化驗前樣品傳遞實現(xiàn)了有效的人樣分離管理
　　(2) 系統(tǒng)提供全程運行狀態(tài)和負(fù)荷在線監(jiān)測,并將監(jiān)控信息提交監(jiān)控中心監(jiān)控, 便于隨時掌握樣品流工作狀態(tài)。
　　(3) 系統(tǒng)可與自動制樣系統(tǒng)、智能存樣系統(tǒng)、后臺監(jiān)控系統(tǒng)、管控系統(tǒng)實現(xiàn)無縫銜接和信息共享。

2.5　自動存樣系統(tǒng)
　　自動存樣系統(tǒng)實現(xiàn)了樣品存取數(shù)字化、智能化, 支持遠(yuǎn)方和就地雙模式作業(yè)。系統(tǒng)通過采用工業(yè)程控技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、機電一體化技術(shù), 改變了火電企業(yè)傳統(tǒng)樣品管理模式, 以“人樣分離、盲存盲取” 為目標(biāo), 有效實現(xiàn)了煤樣成樣的自動存取管理。

　　系統(tǒng)自動識別樣品信息, 隨機安排倉位, 自動存取, 全程記錄, 有效實現(xiàn)了“人樣分離、盲存盲取”, 開創(chuàng)樣品管理模式新紀(jì)元。系統(tǒng)支持獨立的就地手動存取模式和遠(yuǎn)方自動存取模式, 可與全自動制樣系統(tǒng)、全自動取樣系統(tǒng)無縫對接。

　　系統(tǒng)可根據(jù)樣品的有效期設(shè)定時間, 自動預(yù)警樣品到期信息, 并按預(yù)定要求與流程自動處理棄樣,并將實時信息向后臺監(jiān)控中心預(yù)警系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)的智能化通信規(guī)約, 與集控中心智能監(jiān)控系統(tǒng)通信,監(jiān)控中心可在線監(jiān)測和下達(dá)遙控命令系統(tǒng)存在意外、故障情況下, 支持人工手工進(jìn)庫存樣。為防止人為取錯樣, 樣品存儲位具有防誤取解閉鎖功能。

2.6　煤樣自動化驗系統(tǒng)
　　化驗室標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化是燃料智能化建設(shè)的重要環(huán)節(jié), 不僅可確保從樣品采集、制樣到最終取得數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)一致性, 更是對嚴(yán)肅的化驗工作建立程序化作業(yè)的基礎(chǔ), 是提升燃料管理現(xiàn)代化水平的體現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)、智能化化驗室不僅實現(xiàn)了化驗設(shè)備之間的互聯(lián)互通, 還實現(xiàn)了化驗儀器聯(lián)網(wǎng)運行、過程在線監(jiān)控、報告自動生成, 對于全水分析等部分工作可完全實現(xiàn)自動化驗, 建立標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)程序, 使得化驗過程清晰、透明、可控。

(1) 化驗設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)網(wǎng)。確保設(shè)備之間能夠建立直接的數(shù)據(jù)通信, 為化驗設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信和不同設(shè)備執(zhí)行化驗行為的程序化控制提供了系統(tǒng)性基礎(chǔ)。
(2) 化驗過程程序化作業(yè)。通過對設(shè)備開啟以及數(shù)據(jù)采集行為與樣品讀碼行為的綁定, 以及設(shè)備順序與化驗類型之間的業(yè)務(wù)設(shè)定, 可以有效約定樣品在化驗室的化驗行為, 對化驗行為標(biāo)準(zhǔn)化, 以起到規(guī)范作業(yè)、防止漏項的作用。
(3) 化驗數(shù)據(jù)自動化管控。依靠設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)設(shè)備間和設(shè)備與其他系統(tǒng)間的互聯(lián)互通, 化驗結(jié)果的確認(rèn)和傳遞將由系統(tǒng)按照作業(yè)程序自動完成,避免了人工轉(zhuǎn)錄的低效和易錯的弊端。
(4) 化驗過程可視化監(jiān)督。系統(tǒng)的程序化和數(shù)據(jù)控制行為可用網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心和視頻系統(tǒng)實現(xiàn)在線可視化監(jiān)控, 當(dāng)出現(xiàn)違背程序化行為時, 能夠起到及時監(jiān)控的作用。
(5) 化驗作業(yè)自動化。全水分化驗已經(jīng)可以通過在線自動化驗的方式替代了人工化驗作業(yè)。

3　應(yīng)用效果
　　系統(tǒng)在范坪電廠、寶雞電廠、民權(quán)電廠、銅陵電廠、東勝電廠等均有應(yīng)用, 實現(xiàn)了入廠煤采樣、制樣、化驗過程自動化處理, 保證了煤樣信息的安全性, 規(guī)避了入廠煤采制化過程人為干擾因素; 有效地降低了人員勞動強度, 極大地提高了工作效率, 能夠節(jié)約和充分利用能源, 有效地控制生產(chǎn)成本, 提高管理運營水平, 獲得了客戶的廣泛贊譽和認(rèn)可。

4　結(jié)　　語
　　基于燃煤質(zhì)量直接影響火電廠的安全穩(wěn)定生產(chǎn)及經(jīng)濟效益, 因而對火電廠燃煤進(jìn)行燃料管理十分必要。因此利用創(chuàng)新性的智能化技術(shù), 對樣品進(jìn)行科學(xué)化管理成為燃料管理工作的重中之重。燃料樣品的在線科學(xué)管理, 保證了煤質(zhì)數(shù)據(jù)的真實有效,為企業(yè)安全運行決策提供有效數(shù)據(jù)支撐, 為企業(yè)安全生產(chǎn), 提高整體經(jīng)濟效益保駕護航。

參考文獻(xiàn):[1]　郭向佳.煤質(zhì)對火力發(fā)電廠的影響[J].民營科技,2011 (12):180.

作者：陳麗英,賀立志,韓康(遠(yuǎn)光共創(chuàng)智能科技股份有限公司,廣東珠?！?19000)