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燃料智能化管控系统在火电厂中的应用研究
晋能控股电力集团孝义煤电有限公司 卫蒲龙
摘要：从燃料智能化管控系统的层次架构分析入手，论述了火电厂燃料智能化管控系统的应用，期望能够对促进火电厂生产能效的提升有所帮助。关键词：火电厂；燃料智能化管控；系统
1 燃料智能化管控系统的层次架构预留出数据接口，以便与集团公司的燃料管理系统进行对接，将燃料业务数据上报给集团公司；燃料系统全自动制样机的技术要求应当与相关文件中的条款相符；燃料集中管控系统应能向集团公司集中管控平台自动发送系统的运行信息，从而实现自动与远程监控；本系统应在安全生产实时监管以及安防等系统将采取接口及隔离措施，避免影响其它系统的运行稳定性。
软件技术要求。本系统的应用软件应采用B/S与C/S相结合的架构，所有与业务相关的功能模块均应基于统一的平台和登录入口，依托TCP/IP进行开发，确保数据通信的可靠性，使客户端的系统维护量达到最小；编程方法以面向对象作为首选，查询语言应当与国际标准相符，应用软件应为汉字或是汉化版本；运行环境为最新的Windows系统，数据库应当选用SQL Server2008或是以上版本，也可选用Oracle11G；系统应当能够24h持续稳定运行，操作界面应当美观且便于用户操作。
燃
料智能化管控系统（以下简称本系统）集多种先进的技术于一身，如网络技术、物联网技术以及自动化技术等，能够实现对火电厂燃煤质量检验的相
关业务流程，将原本较为分散的设备与业务根据流程统一到起来，更加便于管理和控制。本系统由几部分组成：燃煤采样设备、制样设备和存查样设备、煤样传输设备、化验设备、燃料集中管控系统以及燃煤业务管理系统等。按照功能可以将本系统划分为三个层次，即现场层、管控层、应用层。
现场层。该层主要有以下设备构成：燃煤采样设备、制样设备、存查样设备、煤样传输设备以及化验设备等。在本系统中现场层具体负责的功能包括设备逻辑控制与运行、执行控制命以及运行数据输出等
[1]
；管控层。该层为燃料集中管控系统，主
要负责对生产现场内的设备状态进行远程监视、自动控制与反馈、自动诊断与报警。管控层能够对相关的数据信息进行自动采集、管理和实时显示；应用层。该层为燃煤业务管理系统，可实现诸多业务，如燃煤调度、燃煤卸车、燃煤质量检验、煤样采集、煤样制作、统计分析等。应用层具备以下功能：数据实时传输、数据分析与模型构建、辅助决策等。
2.2 关键子系统的实现
2.2.1 自动识别系统
本系统中自动识别系统包括汽车出入厂自动识别、采样自动识别和计量自动识别。
在对汽车出入厂自动识别系统进行建设时，主要包括汽车调运、到场排队等候、发卡以及出厂等。自动识别采用的是当前较为先进的RFID（射频识别）技术，可对电子标签进行自动读取，进而准确记录下汽车的入场时间，能够对车流进行管理，确保燃煤采样、称重、回皮以及卸煤等环节顺利进行。
当运输燃料的车辆达到机械采样装置时，红绿
2 火电厂燃料智能化管控系统的应用
2.1 技术要求
总体技术要求。火电厂在对本系统进行建设过程中，应对相关的技术要求加以明确：本系统上应
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灯、拦车器等设备会对车辆进行控制，看是否可对燃料样品进行采集。车辆的自动识别通过RFID来实现，可对电子标签进行自动读取。完成燃料样品采集后，系统会发出语音和文字提示，此时挡车器会随之抬起对车辆放行。自动采样流程如下：燃煤运输车辆进入火电厂到达采样点后，自动识别系统会利用红绿灯以及道闸装置对车辆进行指引，是否进入采样区域；RFID会对车卡进行扫描，获取其中的信息，燃料集中管控系统会对矿方信息进行传递，指导采样机对集样桶进行自动选择；车辆进入采样区后采样机会自动进行采样，完成采样后系统会提示车辆是否能够从采样区域离开，采样数据会自动上传给燃料信息管理系统。
为实现燃煤运输车辆计量自动识别与自动定位，依托RFID感应自动识别技术，设计计量自动识别系统。该系统能对运煤入厂的车辆进行计量自动识别和定位，可与汽车衡进行数据传输，并将计量数据自动录入到本系统中，实现了无人干预自动计量的目标。
2.2.2 煤场接卸管理系统
运送燃煤的汽车进厂后，在接卸时配置PDA（手持式），按需将相关的数据传给燃料集中管控系统。PDA具有拍照等功能，能与管控中心进行交互。2.2.3 存查样系统
该系统由以下几个部分构成：身份验证与样品识别模块、存取样执行装置、存储柜以及用户交互设备等其中身份验证模块的主要作用是为操作人员授权，以此来确保样品的安全性；样品识别模块能够对样品编码及信息进行记录；存储柜可用于样品瓶存放。
2.2.4 样品输送系统
该系统由收发柜、电控柜、气控系统、空气干燥过滤器、泄压装置、检测装置、管线以及线路等组成。该系统能够对自动制样室、化验室、自动存样柜各个站点之间0.2mm分析试样、3.0mm存查样和6.0mm全水分样进行传送[2]。2.2.5 管控中心
燃料管控中心由管控室和机房组成，主要的建设项目包括DID拼接屏、监控台面、服务器、工作站、配电单元以及UPS等。具体建设过程中应将所有与智能化建设要求有关的设备数据信息、工作状态接入到燃煤集中管控系统，以此来实现对燃煤智能化设备运行情况和参数的管控及异常报警，实现
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燃煤管理的全部功能。集中控制系统的软件应具备图形编辑功能，可以现场业务管理为依托对与火电厂运行实际相符的图形进行编辑，可与视频监控系统联动。通过设备控制模块能与设备进行集成，从而实现对相关设备的远程控制和画面显示。2.2.6 燃料信息管理系统
这是本系统中较为重要的一个子系统，由诸多模块组成，包括基础管理信息模块、计划管理模块、供应商管理模块、合同管理模块、结算管理模块、燃料成本核算模块、粉煤灰及其他物质管理模块、统计报表与查询模块、数据展示与分析模块以及信息传输模块等[3]。限于篇幅无法对所有模块的功能进行逐一介绍，从中选取一些重要程度较高的模块分析其功能。
基础信息管理模块。该模块可对燃料信息管理系统中的其它模块及表格中的静态数据进行管理，是必不可少的模块，具体包括用户角色管理、审批流程定义、基本参数配置、煤种与煤场信息、运输、采购以及结算等。
合同管理模块。该模块包含以下管理功能：合同起草、审批、上报、下达、执行监督、统计分析等。可通过手工填写的方式生成合同，也可直接利用模块生成，能按照统一标准对合同进行自动编号，并对合同的各行状态进行显示，如“待审批”、“已审批”等[4]。当合同签订后可对扫描件进行及时上传，单独存储在特定服务其器中。合同管理能够进行增加、删除、修改、退回、审批传递等。2.2.7 煤场数据管理系统
要求该系统能够按照燃煤的品质和种类进行区别，实现煤场分区堆放，并对进出煤场的煤炭关键数据进行监控，包括品质、数量等，这部分数据全部纳入燃料信息管理系统，形成煤场煤质数据报表，为智能配煤掺烧提供依据。2.2.8 化验室网管系统
所有用于燃煤化验的仪器设备全部进行联网运行管理，对化验数据进行自动采集和传输，自动生成化验报告，并自动上传数据，实现网上审批[5]。
化验仪器应当进行单独组网，网管系统由服务器端、网络集中管理机和客户端三个部分组成。集中管理机具备如下功能：提供查询化验结果、数据汇总、审核、数据保存、报表打印及上传等；服务器端部署在燃料管控中心，能够与后台数据库进行
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表3 改造前后热态布风板阻力数据对比上 行
总一次风量（万Nm³/h）改造前布风板阻力（kPa）对比（kPa）下 行总一次风量（万Nm³/h）改造前布风板阻力（kPa）对比（kPa）425.1+1.0639.44.545.99/5.+1.2835.73.984.79/4.45+0.31.23.153.76/3.59+0.5323.51.822.74/2.39+0.7420.61.371.88/1.71+0.4316.80.991.54/1.2+0.38160.99+0.3191.21.88/1.54+0.5123.41.772.23/1.88+0.326.52.262.9/2.57+0.4830.12.923.76/3.42+0.6734.13.514.62/4.28+0.9437.24.35./5.13+1.1404.695.99/5.+1.13改造后布风板床阻力（kPa）1.54/1.03改造后布风板床阻力（kPa）6.33/5.99风量，参考同类型机组经验，通过计算分析确定风帽钟罩重量为5.8kg。
改造后风帽壁厚增加，提高了风帽耐磨损性能，延长风帽的使用寿命。改造后风帽数量由约2852个（单炉）增加至20个（单炉），即把前墙原堵住的风帽全部重新开通，两侧墙堵住风帽不变，风帽安装位置不变。
以二维码和芯片组成的条码进行打印和扫描，数据信息的录入更加便捷，错误率显著降低。同时条码采用加密技术，确保了数据安全。化验数据为三级审核模式，即在采集阶段、汇总阶段和上报阶段分别对数据进行审核，保证数据正确无误。
当数据完成审核之后，可按照用户自定义的报告模板进行打印，并生成配有唯一编号的报告单。化验网管系统可实现对化验设备的统一管理，化验仪器能够在联网的状态下运行，更加便于管理，所有的化验数据可自动进行采集和传输。
综上所述，火电厂生产中燃料是关键性因素，它的质量与电能产量密切相关，所以加强燃料质量管控显得非常重要。为实现这一目标，火电厂应加快燃料智能化管控系统的建设，充分发挥出该系统在燃料管理和控制中的作用，提高燃料管控的整体水平，促进火电厂持续、稳定发展。
3 锅炉布风板风帽改造前后阻力对比
锅炉布风板风帽改造后，热态布风板阻力平均提高0.7kPa左右，如表3所示。锅炉布风板风帽改造后，增强了床料流化效果，有效缓解排渣、给煤困难问题；改善了床温均匀性；减小风帽磨损及水冷风室进渣问题；同时降低了风帽检修工作量，是自重平衡式风帽关键结构的优化设计及成功应用。
参考文献
[1]黄中.循环流化床锅炉优化改造技术[M].中国电力出版社,2019.
[2]蒋敏华,肖平.大型循环流化床锅炉技术[M].中国电力出版社,2009.
[3]梁权志.300MW CFB锅炉风帽数值模拟及冷态试验研究.电站系统工程,2014,4.
参考文献
[1]冯佐江,李红建,等.1000MW燃煤机组燃料智能管控系统整体解决方案及应用[J].华电技术, 2020,2.
[2]吴晗,代余发,高贵明.燃料智能化管理在火电厂的探索及应用[J].江苏科技信息,2018.35.[3]贺红阳,王剑影,聂涛.火电厂燃料智能管控系统开发与应用[J].河南科技,2018,29.
[4]胡文森,甄长红.火电厂“入厂、入炉、入账”一体化燃料智能管控系统研发应用[J].电力科技与环保,2018,4.
[5]李艳.火电厂燃料信息管理系统的设计与实现[D].华北电力大学,2019.
[6]苏宏刚.探究火力发电厂如何提高燃料管理和煤质监督水平[J].价值工程,2019,25.
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数据交互，可实现化验数据远程查询与采集，并能按需对采集到的数据进行汇总，与火电厂内部的其他信息系统对接[6]；客户端安装在化验仪器上时可对化验数据进行读取和保存，并与集中管理机通信，可反馈查询结果。
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