火电厂智能燃料管控技术研发与应用

火电厂智能燃料管控技术研发与应用

赵学刚

京能（锡林郭勒）发电有限公司 内蒙古 锡林浩特 02600

摘要：本研究探讨了燃料智能管控系统在能源管理中的应用。通过对管控层ICS和信息层CICS的详细分析，揭示了系统在生产流程自动化监控、数据管理和业务处理方面的功能和优势。现场层提供了实时数据支持，管控层实现了设备信息的实时监控和管理，信息层CICS集成了数据流处理、系统流程管理和业务处理等功能，为煤炭生产全过程的信息化管控奠定了基础。通过本文研究，展示了智能化管理在能源行业的潜在优势，为提高电厂生产效率和管理水平提供了新的思路和解决方案。

关键词：火电厂、燃料管控、智能化、信息化、体系建设

一．引言

燃料作为火力发电厂的主要能源，其管理对于电力生产至关重要。然而，传统的燃料管理方式主要依靠人员和手动设备，存在人为因素干扰和误差风险，管理手段有限，无法实时监测和精确管理燃料的采集、制备和化验过程。燃料智能管控技术应用现代智能技术，整合燃料管理流程，可实现无人值守、无缝对接的关键环节管理，可有效提升燃料管控的数字化、智能化、信息化水平。

二.  火电厂燃料管理存在问题及挑战

目前火电厂燃料管理面临诸多问题和挑战：一是管理方式粗放，自动化程度低，缺乏科学定制的采购策略，不能优化电煤采购结构，燃料管理环节仍以人工录入数据为主、劳动强度大、作业效率低。二是信息闭塞，燃料管理各环节信息脱节，存在信息孤岛，导致统一监管分析困难，难以实现高效管理。三是准确性差，样品采集、煤场管理、煤配比等关键业务仍依靠人工处理，规范性和准确性不足。四是缺乏健全的管控体系，燃料全过程管理缺乏统一性，使得监督和主要业务管理脱节，导致信息不对称，难以实现实时共享。因此，建立燃料智能管控系统已成为当前火电企业迫切需要解决的问题[1]。

三.  火电厂燃料智能管控系统建设意义

自动化水平提升：基于火电厂燃料智能管控系统实现燃料管理流程自动化，包括燃料的计量、采样、制样和化验等环节的自动化操作。通过自动化技术的应用，可以提升管理效率，降低人为错误和风险，同时确保操作的准确性和一致性，有助于提高燃料管理的标准化水平，进一步提升火电厂的运行效率和整体管理水平。

数字化水平提升：基于燃料智能管控系统，实现燃料管理数据的数字化采集、传输和分析。系统可以实现对燃料数据信息的实时监控和管理，确保数据的准确性、及时性和透明性，有助于管理者及时了解燃料情况，做出准确的决策，提升管理响应速度和效率。同时，数字化化管理还可以帮助电厂建立更完善的数据分析和预警机制，进一步提高管理水平和决策能力。

智能化水平提升：基于燃料智能管控系统提升集成化管控和风险防控能力。系统可以实现燃料业务流程的集成布置和集中管控，实现关键环节的无人值守、无缝对接和实时监控，有助于降低人为错误和风险，增强系统的整体运行安全性。智能化管控系统还可以通过算法优化和智能决策支持，提升管理效率[2]。

综上所述，通过燃料智能管控系统可实现燃料管理的高度自动化、数字化和智能化，不仅可以提高燃料管理效率，还可以通过精准的数据分析和资源管理，增强火电厂的整体竞争力，进一步促进电厂可持续发展。

四.  火电厂燃料智能管控系统设计

燃料智能管控系统按功能分为现场层、管控层和应用层三个层次，详细如下：

燃料智能管控系统架构

1.燃料智能管控系统现场层

燃料智能管控系统现场层包括自动识别系统、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、气力传输系统、自动化验系统和数字化煤场。自动识别系统实现自动识别来煤信息和生成采样方案，配合计量设备和采样设备协同管控。自动计量系统与车辆识别模块关联完成计量数据上传。自动采样系统根据批次编号执行采样方案，并生成采样报告。自动制样系统生成执行制样方案和制样报告。自动存查样管理系统负责存样、取样、弃样、盘点、样品识别和数据统计。气力传输系统负责传送样品，包括管道、切换设备和动力源。自动化验系统包含智能机器人、化验分析、样瓶处理、称量、氧弹拆装和电控模块，可测定多项指标。数字化煤场包括智能盘煤仪、斗轮机管理系统、3D管控平台、3D温度场平台和安全监测系统，实现煤场盘存精确化和安全监测。综上所述，现场层具备完善的设备和功能，为燃料智能管控系统提供了坚实基础[3]。

2.燃料智能管控系统管控层

燃料智能管控系统的管控层ICS (Intelligence Control System以下简称ICS），负责整合和管理来自燃料生产线上的各种设备信息，实现生产过程的自动化监控和管理。该系统通过四遥通信（遥控、遥信、遥测、遥视）与前置设备如火车轨道读码装置、采样机、斗轮机等连接，实现数据的实时采集和传输。

ICS系统不仅监控燃料的整个处理流程，包括燃煤的接收、存储、计量、质量检测和样品管理等，还通过RFID射频技术、传感网络和定位技术，将燃料、运输车辆和相关设备的信息进行有机整合，形成闭环的信息流，以达到自动化、封闭、可视化和全生命周期的高效管理，这样的系统配置大大提升了燃料管理的效率和安全性。

ICS系统通过直观的图形、曲线、棒图等视觉元素，实时展示设备状态和数据变化，具备强大的数据历史存储能力，能够精确到毫秒，确保数据的准确性和可追溯性。在发生异常时，ICS能够根据事件的严重级别，通过颜色、声音、短信、邮件等多种方式进行报警处理，确保及时响应。

3.燃料智能管控系统应用层

燃料智能管控系统的应用层，称为CICS（燃料信息管理系统），是系统的数据管理和业务处理中枢，涵盖“三线一流”包括运输生产线、燃煤生产线、样品生产线和管理业务流。CICS主要负责燃料的全面管理，从接收、存储、质量控制到运输和分析，实现整个燃料处理过程的自动化和信息化，关键功能包括运输管理、样品管理、化验管理和燃煤管理等多个方面。运输管理通过自动识别和计量系统，提高煤炭入厂效率，确保煤炭物流信息的准确性。样品管理系统自动控制采样、制样过程，通过集成化验设备，提高样品数据的准确度和处理速度。此外，CICS通过实时监控和智能分析，支持运行监控和预警功能，增强系统的响应能力和决策支持。

燃料信息层以其强大的数据处理能力、自动化控制功能和高度集成的业务处理流程，确保了燃料管理的高效性和精确性。通过将技术与业务流程紧密结合，CICS不仅提升了燃料管理的效率，还通过实时数据提供支持，促进了整个燃料生产线的稳定运行，为能源企业带来了显著的经济和操作效益[4]。

五.  结论

本文设计了一套燃料智能管控系统，从现场层到管控层再到信息层，构建了一个完整的管理体系。现场层具备自动化识别、计量、采样、制样、存取管理等功能，为管控层提供了详实的数据支持。管控层通过智能控制系统实现了设备信息的实时监控和管理，优化了生产流程和提高了管理效率。信息层CICS作为数据管理中枢，集成了数据流处理、系统流程管理和业务处理等功能，实现了煤炭生产全流程的信息化管控。整个系统通过物联网、传感技术和智能分析，实现了燃料的自动化运作、智能化管理和信息化展示。从入厂计量到样品管理再到煤炭掺配，系统各层次相互衔接、相互支持，为提高能源企业的生产效率和管理水平提供了强有力的技术支持。燃料智能管控系统的建设不仅为燃料管理提供了更高效、更精准的解决方案，同时也展现了智能化管理在能源行业的广阔前景。

参考文献：

[1]廖靓,邱洪武. 浅谈电厂燃料管理存在的问题及对策 [J]. 江西电力, 2023, 47 (04): 58-60.

[2]江建亚. 火力发电企业燃料管理信息化应用探析 [J]. 企业改革与管理, 2023, (06): 40-41.

[3]唐德强. 火力发电厂燃料智能化应用 [J]. 中国设备工程, 2021, (02): 24-26.

[4]王纪刚,唐士奇,单存鑫. 封闭煤场智能燃料管控系统设计研究 [J]. 自动化应用, 2021, (11): 34-37.