火力发电厂燃料智能化管理.ppt

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1、,火力发电厂燃料智能化管理,1.火力发电厂燃煤管理存在的主要问题,2.燃料智能化管理范围,3.燃料智能化管理功能构架及方案,4.燃料智能化管理工程实例,目录,5.结 语,我国燃煤火力发电厂燃煤成本基本占火力发电厂成本的60%以上，耗煤量反映发电企业生产和经营水平，也影响发电企业经营效益。随着煤炭市场化改革的不断深入，火力发电厂的燃料管理工作的难度也越来越大，目前火力发电厂燃煤管理存在的主要问题包括以下几个方面：1）现场管理粗放；2）管理方式落后；3）信息融合困难；,1.火力发电厂燃煤管理存在的主要问题,1）现场管理粗放 因为来煤情况复杂，技术水平有限，导致不同品质燃煤混乱堆放，无法准确知晓各煤

2、种的精确堆放位置、堆放时间、库存量及品质信息，从而导致部分燃煤长期堆放，其热量、挥发份损失严重，直接影响锅炉配煤掺烧、资产核算和效益分析的准确性，生产成本增加。,1.火力发电厂燃煤管理存在的主要问题,2）管理方式落后 计量和化验数据以及煤场管理基本以“人治”为主，管理工具基本以人工辅助报表解决，数据获取、统计、显示、查询自动化程度极低，导致管理不可控。3）信息融合困难 燃煤堆放位置、量、质、价、电等基础数据相关性差，未实现各阶段数据自动上传服务器，且缺少统一直观的展现平台。,1.火力发电厂燃煤管理存在的主要问题,基于上述问题，结合电力工程的实际特点，建设一套涵盖燃煤供应、燃煤计量、燃煤质检、煤

3、场管理、燃煤耗用等燃煤全过程的集自动化、数字化、信息化三化融一的智能化全过程燃料管理系统是非常必要的，它能够为电厂燃煤管理提供科学的决策依据，实现燃煤经济配烧，降低燃煤成本，消除人为因素，提高电厂的经济效益。燃料智能化管理系统通过对现有燃料管理应用系统的重构与整合，并与资产财务一体化系统紧密集成，将业务管控、数据统计与实际业务过程有机结合，实现燃料计划、采购、调运、入厂、场存、耗用、结算、支付的全过程实时管理；为实现燃料精细化管理、一体化管控、在线实时业务分析，全面提升燃料管理水平创造条件。,1.火力发电厂燃煤管理存在的主要问题,2.燃料智能化管理范围,根据各个工程的运煤系统，对各种来煤方式采

4、用自动识别系统全程监控。建立燃料质检综合楼作为全厂燃料智能化中心，包括监控、采制样中心、管控中心和煤化验中心，皮带采样机煤样送到全自动制样间，形成采制一体化布局。对入厂、入炉煤统一化验，实现化验数据自动采集、化验报告自动生成、化验室质量控制信息化、网络化。燃料智能化管理系统包含以下子系统：,2.燃料智能化管理范围,燃料智能化管理系统,全过程数字化动态管理系统,自动识别系统,自动计量系统,自动采样系统,自动制样系统,自动存查样管理系统,自动化验系统,门禁和视频监控系统,监控中心,数字化煤场系统,2.燃料智能化管理范围,（1）全过程数字化动态管理系统：覆盖燃料计划、合同、调运、验收、接卸、结算、统

5、计等管理系统。（2）自动识别系统：主要为汽（火）车自动识别系统，实现汽（火）车来煤在进（出）厂、计量、采样、卸煤监督等环节的自动化、信息化管理；（3）自动计量系统：主要为汽车衡计量模块、轨道衡计量模块、皮带秤计量模块等，实现煤的进、耗、存的统计。（4）自动采样系统：主要包括汽车机械采样装置、皮带来煤机械采样装置、入炉煤皮带机械采样装置；采样机应为全断面采样方式，与自动识别控制系统建立数据接口，能够按来煤情况进行随机采样方案确定和控制集样罐选择，实现样品自动封装编码。,2.燃料智能化管理范围,（5）自动制样系统：主要为全自动制样系统。制样室安装全自动制样系统，实现制样过程自动化，样品自动封装编码

6、，存查样、分析样达到自动传输功能，减少人为干预。（6）自动存查样管理系统：实现存查煤样智能化、信息化存储管理。（7）自动化验系统：主要包括化验仪器、气路、网络管理以及配套设施等，实现化验数据的自动上传及日常质量控制管理。,2.燃料智能化管理范围,（8）门禁和视频监控系统：在燃料管理关键区域增加门禁及视频监控系统，一方面控制人员进出权限，另一方面实时监控现场工作状态。（9）监控中心：通过网络将燃料入厂管理、计量、采制样各环节设备控制系统集成统一监视平台，实现对人员及各设备运行情况的实时监视，并实现异常报警和启停控制功能。,2.燃料智能化管理范围,（10）数字化煤场系统：通过三维煤场动态测控系统实

7、现煤场范围内煤堆三维图形的真实、动态呈现，并结合燃料进耗存及化验数据对煤场分层、分堆进行多属性显示，展现煤场每个区域、每个煤种的化验信息、存放时间信息、矿点信息、存量信息综合数据。为燃煤掺配提供指导性依据。同时运行人员可根据系统提供的指导性依据进行堆取料设备精确的取煤操作，为配煤掺烧提供可靠的执行数据。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,一、功能构架 燃料智能化管理系统由智能现场、现场作业、燃料智能化信息管三个层次构成。燃料智能化管理系统功能架构如图：,1）计划管理 系统按照电厂日、周、月煤量需求及采购计划进行管理。系统能够根据发电量、供热量、煤耗、厂用电率等参数自动计算标煤量。系统按照矿别、

8、时间、计划量等信息按任务进度、时间进度进行组合查询计划兑现情况，并动态图形化展示查询结果。2）合同管理（1）供应商管理（2）燃料采购合同管理,3.燃料智能化管理功能构架及方案,3）车辆管理 车辆管理主要实现对入厂汽车的统一集中管理，建立通过黑名单等管理措施实现对入厂车辆严格管控。4）出入厂管理 出入厂管理主要对来煤汽车排队、进厂、出厂进行统一管理，主要包括排队管理、入厂管理、出厂管理三个功能模块。主要应用物联网RFID、车牌自动识别等技术，对车辆进出厂进行严格把控。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,5）采样管理 通过实现对汽车来煤或皮带来煤远程全自动机械采样、同时通过电子集样罐对样品进行封装

9、编码，保证取样公正，样品安全。6）制样管理 系统通过全自动联合制样系统进行制样，联合制样机自动实现电子集样罐上罐、解密、开罐、混煤、制样、包装的过程。包装后的样品通过编码进行标识。采用信息化手段对制样进行管控。7）存查样管理 存查样管理主要是对存查样的存、取、销毁进行管理。系统通过信息技术手段实现样品一样一柜，存、取全程可追溯，保证包装存查样的安全。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,8）化验管理 系统实现化验室全部设备的检测数据在线采集、分析及自动上传功能。9）计量管理 系统计量主要分为入厂汽车衡计量、皮带秤计量。系统通过自助计量与自动计量模式结合，实现计量作业自动化、智能化。采用自助计量能

10、最大限度减少计量人员编制；通过对磅台进行信息化建设实现车辆上称自动定位检测、车辆熄火自动检测、自动防作弊检测，通过信号引导、语音提示系统对司机全程进行引导，提升计量的自动化、智能化水平。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,10）煤场管理（1）卸煤管理 卸煤管理目前只针对汽车来煤，质检员做卸煤前的煤质质检，通过PDA设备进行扣矸、扣杂操作。（2）防自燃管理 系统通过安装自动温表，实现煤场温度自动检测，结合已有堆放数据煤场测温及堆放时间报表，可实时展示煤场的测温及堆放时间数。同时根据经验数据建立预警、报警机制，即时将煤场温度预警、报警信息告知管理者。（3）掺配掺烧管理 系统以煤场煤质、煤场煤量、涉

11、及煤种指标为前提，以设定为依据，自动编制多种掺配掺烧方案;根据锅炉燃烧特性、预期负荷、设备运行条件及调度要求，按照烧旧存新、燃烧经济性、燃烧效率最优、确保设备安全、稳定运行的原则，推荐配掺配掺烧方案的排序;对每个已执行的掺配掺烧方案的实际煤质、煤量数据做到实时可查;通过生产部门的人工输入，系统可编制掺配掺烧方案后评价报告。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,11）结算管理 系统根据来煤验收情况，综合(合同数据、检质数据、检斤数据)生成结算单，并按流程审批。系统能够根据结算情况生成结算台账。12）统计分析 实现供应商、时间、采购类型、运输方式、煤种等不同维度综合查询功能。对各个业务环节数据进行实

12、时查询，对燃料管理重要指标动态分析。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,二、实施方案1）自动识别控制系统（1）汽车自动识别控制系统 自动识别控制系统通过RFID无线射频技术与信息技术、控制技术相结合，实现对运煤车辆信息自动识别；与衡器建立数据接口，实现计量数据自动计算；与采样机控制系统建立数据接口，实现自动随机生成采样方案；随机生成煤样编码，实现煤样传输过程中的信息保密。自动识别系统按要求配备独立的RFID电子标签、读写器、天线、拦车器、信号灯、语音提示设备、LED显示屏及控制系统等。各环节数据通过通信线路（光纤或超五类线）接入自动识别系统的服务器，形成数据的统一存储和管理。具体分为以下部分：

13、车辆管理系统、车辆入厂管理系统、车辆出厂管理系统。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,车辆管理系统流程,3.燃料智能化管理功能构架及方案,车辆入场管理系统流程,车辆出厂管理系统流程,3.燃料智能化管理功能构架及方案,2）火车自动识别控制系统 自动识别控制系统与轨道衡器建立数据接口，将衡称量的毛重、皮重信息自动上传到自动识别控制系统服务器，系统自动判断毛重与煤票毛重是否一致，超差并报警。生成车辆入厂计量记录，上传至燃料信息管理系统数据库服务器，对入厂计量记录进行统一存储和管理。自动识别控制系统与入厂皮带采样机控制系统建立数据接口，按照车辆来煤信息调节采样机采样频率及缩分比，并按照矿别分配集样罐（

14、同一矿点同一煤种放入同一采样罐）。采样完成破碎缩分后样品落入存样罐，样品罐满后可自动进行后续工作。如此过程有故障，需将故障报警信息反馈至燃料智能化管控中心。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,3）称重计量系统 系统计量主要分入厂轨道衡计量、入厂汽车衡计量、皮带秤计量。（1）轨道衡计量 火车车辆到达地磅后，系统自动读取火车电子标签内部车号数据。重量稳定后，计量员根据车号匹配计量预报(火车来煤计划)，保存计量称重结果。计量完成后，播报语音，提示现场引导员指示火车司机开动火车更换计量车厢。系统自动生成过衡皮、毛、净重数据和过衡台账。整车计量完成之后，系统自动生成采样计划单。,3.燃料智能化管理功能构

15、架及方案,3.燃料智能化管理功能构架及方案,（2）入厂汽车衡计量 车辆到达地磅时，RFID读卡器自动识别来车车载电子标签信息。系统自动对比标签信息，若信息不完整，系统来车引导灯红灯；若信息验证通过，引导灯绿灯，车辆上称。车辆上称熄火，仪表重量稳定之后，计量员保存计量结果。LED屏同步显示重量，让司机可直观了解。计量完成，若当前计量毛重LED屏显指定卸煤信息，拦车器放行，语音提示，车辆下称离开。系统自动生成过衡皮、毛、净重数据和过衡台账。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,3.燃料智能化管理功能构架及方案,（3）皮带秤计量管理 皮带秤计量主要实现对厂内所有皮带秤计量数据的采集，记录。输煤系统设置

16、多级电子皮带秤，主要用于进、出煤场、入炉煤计量。电子皮带秤主要包括称体、称重显示器、称重传感器、测速装置和微处理机以及配套设施。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,4）入厂煤机械采样系（1）汽车入厂煤机械采样系统 汽车煤进行“采样-制样-化验”一体化设计，汽车采样装置实现全断面采样，制出的13mm煤样自动封装编码。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,（2）火车入厂煤机械采样 采样装置实现全断面采样，制出的13mm煤样自动封装编码。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,（3）皮带采样装置 系统自动完成样品的封装编码，全过程能有效避免人为因素的干扰；皮带采样机煤样输送采用定位加录像监控的机动车辆运输

17、方式，将煤样送到全自动制样间。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,5）制样系统 全自动制样系统实现对煤样的自动称重，自动破碎缩分，自动调节缩分比，保证最小留样质量以上的各种煤样的自动封装编码，弃料自动收集。系统具有机械入料口和人工入料口，其中汽车采样装置制出的煤样通过输送装置送到全自动制样系统机械入料口，其它采集的煤样可通过人工入料口进行制样。配套建设的制样室布置在输煤质检综合楼。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,7）标准化验室建设 化验网络管理系统与化验仪器建立数据接口，采集化验仪器上实时的化验数据，并将数据自动上传至自动识别系统服务器，实现化验过程在线监控，化验报告自动生成，实现网上审批

18、。规范化验过程的质量控制，保证检测过程数据真实、可靠。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,3.燃料智能化管理功能构架及方案,8）视频门禁及管控中心（1）视频监控系统 利用高清摄像头的优势，实现对采制化过程中的重点区域和细微操作进行精细化监控。实时设备监控和办公区域监控。常规视频监控系统配置表（参考）：,3.燃料智能化管理功能构架及方案,（2）门禁系统 门禁系统对需要管控的现场管理处、监控室、称重计量场所、采制化工作现场、存样室出入口实现自动身份识别和控制，对存查煤样的状态以及进出存样柜等实现全过程的管理。所有要求通过通道的人，必须交验其所持的身份识别器。当身份识别器有效读取时，控制器能根据事先

19、的登录情况对该卡号作出判断：合法有效放行发出指令给电锁；非法或无效不放行，同时向系统发出警报。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,（3）管控中心 按显示信息来划分，管控中心主要有三个功能，分别是监控信息显示、设备状况信息显示和燃料信息管理系统的关键性能指标显示。9）自动存查样管理系统 存查样进出存查样管理系统都由系统自动控制，不需人工干涉，样品进出都留下相关记录可供查询，存样量满足3个月的存查期。系统流程如下,3.燃料智能化管理功能构架及方案,3.燃料智能化管理功能构架及方案,10）数字化煤场 数字化煤场系统以中央控制站为核心对分布在火电企业煤场范围内的全自动激光测量盘库系统以及燃料进耗存数据

20、进行管理，实现燃料全过程数据的监控。并根据企业燃煤采购情况对煤场进行规划，实现不同煤种、不同矿点燃煤的分堆、分层堆放。并通过堆取料机定位子系统对堆、取料范围进行精确作业指导。,3.燃料智能化管理功能构架及方案,3.燃料智能化管理功能构架及方案,燃料智能化管理系统概算,3.燃料智能化管理功能构架及方案,山西长子赵庄2600MW低热值煤发电工程位于长治市长子县境内，赵庄煤矿工业广场北侧,距长子县城约14km，距晋城市的高平市约12km。本工程规划容量为2600MW+21000MW，本期设计规模为2600MW机组，留有扩建余地。本期电厂燃料以赵庄煤矿混合煤为主，不足部分由电厂附近晋煤集团所属煤矿的洗

21、选厂和兰花集团所属煤矿洗选厂及长治市地方煤矿补充供给，以上煤矿洗煤厂距电厂运距均在30km范围之内。,4.山西长子赵庄项目燃料智能化管理系统,厂区平面布置图,4.山西长子赵庄项目燃料智能化管理系统,煤质分析表,4.山西长子赵庄项目燃料智能化管理系统,运煤系统基本设计条件如下：（1）本期工程电厂厂内、外运煤系统均按2600MW机组容量一次设计建设完成，扩建时再新上一套输煤系统。（2）本工程燃煤采用煤泥、末矸、末煤混煤，其中末矸、末煤可全部由赵庄煤矿提供，煤泥赵庄煤矿不足的部分从周围其他矿通过汽车运至赵庄矿洗煤厂的配煤场地，电厂内不设置汽车卸车系统。（3）煤泥（煤泥在赵庄矿洗煤厂烘干）、末矸在赵庄

22、矿洗煤厂混合，混合后的燃料通过带式输送机输送进入厂内。末煤从赵庄煤矿工业广场的末煤堆场通过带式输送机输送进厂。（4）煤泥、末矸、末煤贮存设施均布置在赵庄煤矿洗选厂内，电厂厂内不再设置煤场。（5）根据燃煤精确的掺烧比要求，厂内设2座混煤筒仓。,4.山西长子赵庄项目燃料智能化管理系统,根据工程实际情况，确定本工程的燃料智能化管理包括以下子系统：,全过程数字化动态管理系统,自动计量系统,自动采样系统,自动制样系统,自动存查样管理系统,自动化验系统,门禁和视频监控系统,监控中心,如厂外煤场纳入电厂管理范围则本工程燃料智能化管理系统还应包括自动识别系统和数字化煤场管理系统。,4.山西长子赵庄项目燃料智能化管理系统,燃料智能化管理系统投资较少，但能给电厂的管理带来很大的便捷性，通过燃煤智能化管理，减少人为因素，降低生产人力需求，会给电厂带来巨大的经济效益，是非常值得业主考虑的燃料管理系统。,5.结语,-谢谢-,