數位化煤場
建設方案
武漢博晟資訊科技****
2023年12月
智慧型化煤場管理以煤場資訊實時掌握為目標，通過定位技術、無線射頻技術、資料疊加等技術從鬥輪機、皮帶秤、原煤倉等裝置直接或間接實時採集資料，以三維數位化煤場方式展示煤場進出煤狀態，同時嵌入實時煤場**監控畫面，煤場管理人員、輸煤執行人員、發電執行人員能夠及時掌握煤場的動態存貯情況，為配煤摻燒提供準確及時的現場燃煤資訊，鍋爐燃燒人員能夠提前掌握目前鍋爐原煤倉中的煤量、煤質，以便於及時根據機組負荷以及鍋爐燃燒情況提前調整燃燒方式，從而達到安全、經濟地燃燒，降低發電煤耗。
煤場導航如下：
(1)煤場資訊
通過本模組，使用者可以檢視電廠煤場資訊。
煤場資訊包括：煤場編碼、煤場名稱、順序號、備註、煤場型別、煤場長度、煤場寬度、煤場底部標高、煤場容量、存煤數量。
參考介面如下：
(2)煤場分割槽
根據工作需要將電廠現有煤場按照不同煤質劃分為若干區域，作為煤場管理其他環節對煤場具體部位精確定位的基礎。
根據電廠煤場中實際煤的分布情況，在系統中動態建立煤場和煤塊，模擬實際煤場中燃煤的進出情況，方便使用者查詢統計以及動態顯示煤場資訊。
根據煤場中現煤指標，系統給出最優建議堆放意見，最大限度地減少燃煤在儲存過程中的損耗，從而降低燃料成本。
將煤場所有的資訊和過程資料用3d模型展現出來，使用者可以通過系統實時和直觀了解到煤場的存煤情況，存煤煤種、煤質，煤場的堆放情況，安全預警等。同時可通過相關模組實現來煤登記，堆料安排，取料安排，取料記錄，煤場修正等功能。
3d煤場的進、出煤場燃煤量資料通過皮帶秤採集並自動匯入系統，煤場裡面煤質資訊通過介面由燃料管理系統獲得，通過加權平均計算出煤場煤質的綜合資訊。
系統將煤場各部分資訊完整資訊進行展示，動態顯示各個煤場中各塊、各層燃煤資訊，其中包括燃煤儲存指標、煤質構成、燃煤在煤場中的分布、煤場溫度等情況，用圖形直觀的表示出來，方便使用者隨時了解燃煤使用情況，為燃煤採購提供採購依據。
主要內容包括：
（1）燃煤儲存指標
儲煤場最小容量應滿足全部機組最大負荷執行一定天數（可設定）天以上的用煤量。一般情況下，按機組滿負荷執行測算，煤炭庫存在預定天數以上用煤量為正常庫存煤量，需用煤量為庫存警戒線。
（2）儲存管理
系統對於訪問煤歷史進行記錄，實時展現。
燃煤儲存應按「燒舊存新、合理摻配」的原則進行煤種分類分堆的存放，根據機組生產情況、煤場設施、面積大小等在合理組織調配燃煤的情況下，科學組織燃煤的堆存或燃用。
（3）存煤結構
根據電廠需要，在每月月底進行煤場盤點，系統根據盤點情況記錄盤點及收耗存統計分析進行煤種、發站、供煤單位分析，煤場煤質統計，並以圖形形式直觀展示出來。
（4）存煤圖
存煤圖則是根據系統的資料採集結果實時跟蹤變化的，燃料管理人員更能清晰明了的了解煤場存煤情況。
系統取自輸煤系統與鬥輪機定位系統資料形成讀堆取煤資訊，取得資料主要包括：堆煤時間、堆煤量、取煤時間、取煤量、剩餘煤量、入廠煤批次號、煤堆編碼等。資料及**主要包括：
監控示意圖：
根據煤場分割槽，每月定時對煤場各區域進行實測煤堆溫度，維護測溫記錄。如果其他系統對煤場溫度進行了測量，可以直接從相關系統讀取資料，如巡點檢系統中。
利用雷射盤煤儀，快速測量煤堆上特徵的三維資料，並自動記錄其空間座標，然後，將測量資料傳到系統中，採用數字內插技術擬合煤堆表面形狀，從而求出整個煤場的存煤體積，計算燃煤噸數和人工盤煤相比，可以提高火電廠煤場儲煤量檢測的精度，降低盤煤時間和費用，以便於電廠進行成本核算、經濟效益評估和科學管理，為提高火電廠煤場管理水平、降低消耗提供技術保證。
鬥輪機執行監控系統以無線訊號收發器、無線基站組和無線區域網為手段，基於鬥輪機行走編碼器、俯仰編碼器、迴轉編碼器及工作站資訊對於鬥輪機運**況進行監控，包括鬥輪機執行軌跡、執行狀態等都能遠端納入監控，實時地計算出某煤場的存煤量並方反映堆取煤的過程。
（1）鬥輪機排程記錄
對每值鬥輪機的排程記錄進行維護，對應時間段內應取煤地理位置記錄到系統中，可通過曲線監視鬥輪機運**況，對於未按排程記錄進行運作的時段系統用紅色軌跡標記工作區間並給出提示，對於執行偏差進行示警，及時處置並調整。
（2）鬥輪機執行曲線
系統以曲線圖的方式展示鬥輪機在最近時間對應區域內執行的軌跡，管理人員可查詢每台鬥輪機在特定時間段內的取煤點曲線，可查詢到曲線對應的明細資料表。
（3）鬥輪機執行分析
將每值要求上煤數量、質量與鬥輪機執行取煤進行對比，以排程執行對比曲線圖進行展示，每日形成鬥輪機執行概況發值班管理人員，對於未按排程計畫執行得時段系統將紅色軌跡顯示，提醒管理人員。
（4）鬥輪機異常報警
系統自動比較鬥輪機取煤量與取煤位置資料，偏差超過預設範圍，系統向值班人員及排程人員傳送預警資訊。
記錄將自動彙總到異常報告模組，每天定時生成異常報表，通過騰訊通傳送至指定人員。
記錄每值翻車機運**況，翻車機執行記錄以列表方式展現，資訊包括翻車機系統檢查（重車調車部分、翻車機本體、抑塵裝置、牽車部分等）、翻車機系統值班記錄表（包括**存重車數、本班到重車數、**存重車數、**存重車數、本班排空數、**存空車數、當班記錄明細等）。
實現對燃料執行日誌管理，包括燃料執行日誌、批次煤車壓停日誌、油區執行日誌，具體如下：
（1） 燃料執行日誌：記錄燃料執行值班主要情況，包括上煤情況、裝置**情況、與值班記事；
（2） 批次煤車壓停日誌：記錄來煤煤車壓停、**、取樣、卸車主要資訊；
（3） 油區執行日誌：實現油區運**況記錄，包括燃油情況、執行記事；
（4） 執行工作指令：對執行部分下達的燃料執行排程指令進行管理。
不同煤種進入到不同原煤倉以後，系統能對煤倉內煤種進行實時跟蹤，當煤倉中存在多種煤種時，對煤種間的分介面進行監測，在煤種發生改變時提示執行人員注意；同時，當煤位偏低或偏高時，提醒燃料執行人員；系統時刻監視當前的製粉系統執行狀況和鍋爐燃燒及排放情況，在預定的優化目標下對製粉系統和燃燒器執行做出優化調整，保證鍋爐處於最佳的執行狀態。
系統根據皮帶秤與筒倉犁煤器、給煤機訊號，將筒倉煤倉的存煤狀態實時的反應到頁面中，包括各倉中每種上煤的剩餘煤量（上煤量-耗用煤量），煤倉中的煤質（熱值、揮發分、硫分）和單價情況，以及不同煤質的煤在給煤機不同出力下可以耗用的時間（小時）。需要根據上煤和耗用量以及筒倉形狀計算出每種煤相對應的高度，在頁面上畫出來。並在頁面中同時將摻配方案中制定的上煤方案用虛擬上煤的方式展現，包括煤質和單價以及預計耗用時間。
以鍋爐設計引數、來煤資訊、發電計畫、負荷分布、煤場庫存、歷史摻配評價、裝置執行工況等因素為基礎生成最經濟、最環保、綜合最優的摻配方案。
系統提供預設的配煤特性目標，也可以由使用者根據鍋爐燃燒特性，對配煤的煤質特性，包括發熱量、揮發分、硫分、水分、灰分、灰熔融性、灰成分的範圍以及配煤結渣特性、著火特性、燃盡特性和排放特性等進行設定。
使用者可以建立典型負荷的配煤煤質特性需求表。在需要進行配煤計算時，直接選擇相應的負荷，就能自動呼叫該負荷下的煤質特性引數作為優化目標。
(1) 負荷計畫管理
負荷計畫電量資料**有兩種：
1）通過excel匯入資料；
2）從網調資料採集介面獲取資料。
每天採集網調下發計畫電量,並以介面方式匯入到系統。對電廠機組每日的發電計畫進行登記，匯入資料後生成日負荷曲線,指導配煤摻燒.
(2) 模擬摻配計算
系統提供兩種優化演算法供選擇：線性關係和非線性關係。使用者可以選擇任意一種進行計算，也可以同時選擇兩種進行比對計算。
經過摻燒經驗所得，熱值、揮發分、硫分基本成線性關係，可採用線性計算。
灰熔點不存**性相關性，採用模糊數學或人工神經網路法求解。
(3) 摻配操作指導
可以通過設定目標值，自動在煤場中尋找摻配列表。
可以通過指定摻配單燃煤，系統幫助分析，摻配混煤指標。
(4) 經濟摻配計算
系統提供神經網路演算法等多種最優方案求解的演算法模型，主要有：最經濟方案、最環保方案、綜合最優方案。以設定的目標為優化方向，在保證鍋爐穩定燃燒的前提下，進行配比計算。
對求解得到的優化摻配結果，按原則（成本、環保、綜合）進行排序。使用者可以在自動計算所得到的原始配方的基礎上，自動執行5%調整（也可以設定為其它的調整比例）。使用者可以手工調整原始配方或執行5%調整後得到的各煤種的摻配數量，重新進行計算與比較，得到實用配方。
模擬摻配計算:線性演算法如下圖
根據配煤方案從煤場中選擇燃煤如下圖：
可以通過指定摻配單燃煤，系統幫助分析，摻配混煤指標，並且形成上煤指令單
(5) 摻燒方案分析
確定配煤的比例後，能夠自動對配比煤的各種引數進行計算，並利用系統提供的模型，對鍋爐燃料穩定性的影響、對各煤種可燒時間等進行分析。使用者也可以手工輸入各種摻配方案，計算出配比煤的煤質引數及其可燒時間分析。
(6) 摻燒經驗表
利用系統提供的優化配比演算法，計算出各典型工況下的摻配比例，從而建立機組在各個典型工況下的單煤的典型配比表。企業在進行配煤作業時，可以根據電廠存煤實際情況和預期工況，直接選擇相應的配比表中的配比方案進行摻配。
(7) 摻燒歷史記錄
系統會自動通過跟蹤燃煤摻配前單煤的各項指標，摻配後混煤的指標，以及鍋爐運**況，系統分析資料，建立摻配模型和燃煤摻配歷史資料庫，根據摻配歷史資料優化神經網路模型，更加精確指導發電企業燃料摻配，從而為後續摻配方案提供參考。可以與燃料管理系統實現介面。
(8) 值長試燒記錄
值長試燒記錄，主要對新礦來煤，新煤種，或者是新配比例煤種，入爐燃燒情況的電子記錄臺帳。把新煤種進行試燒後，記錄製粉系統、火焰穩定性，是否結焦情況等情況，本台帳既是乙個燃料管理部門和發電部之間資訊溝通的工具，也可作為配煤摻燒很重要技術參考和分析資料。
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