智慧燃料:开启电厂燃料管理新征途

　　智慧燃料：

　　开启燃煤电厂燃料管理新征途

　　科技，推进工作;智慧，点亮征程。

　　在嘉华发电公司智慧电厂建设的蓝图下，燃料——作为电厂生产链的“前置”环节率先刮起了“智慧风”。当“智慧”承载着科技的力量、职工的才智不断与燃料卸、储、运、算、送各环节“亲密接触”，碰撞出的是神奇的变化。

　　2017年2月，浙能集团智慧燃料科技项目在嘉华公司正式启动，智慧燃料软件系统和智慧燃料斗轮机全自动控制系统同步开工;同年6月，嘉华公司首台全自动斗轮机正式投入试运行;同年9月，无人机首飞嘉华公司燃料煤场上空采集图像信息;同年12月，智慧燃料管控系统正式投入试运行。2018年6月，智慧燃料智能掺烧配煤系统试运行;同年9月，嘉华公司二期、三期共四台斗轮机同时动工进行全自动改造……

　　“智慧”正改变着传统的燃煤生产及管理方式，改变着职工的工作状态，更为燃料生产提质增效和企业降本增效、提升核心竞争力带来精彩嬗变。从蓝图到现实，从耕耘到收获，每一步都踩在实处，落在重点。

　　嘉华公司智慧燃料的征程正大步向前、越走越宽……

　　“智”在筹谋

　　关键词：因地制宜 科学融合 全局谋划

　　“知其事而不度其时则败。”智慧燃料借助的是智慧电厂建设的东风，更是乘势“四业”发展之“科技兴企”，着力创新求变、在煤电产业面临严峻形势谋求内在提升、增强竞争力的顺势而为。

　　众所周知,燃煤电厂煤炭使用占发电经营成本可达70%左右，对发电经济效益的“杠杆”作用十分明显。尤其在发电利用小时数下降、电价下调、燃料成本上升的“两降一升”经营困局下，从燃料中降本增效成为发电企业效益博弈的关键。以往，燃料系统的燃煤接卸、输送、存储以及掺烧配煤过程中，计量、分析技术和数据共享等方面存在不足，燃煤的堆损分析控制、上煤方式的精细策划缺乏有效的技术手段，锅炉机组的燃煤配煤掺烧也以人员经验为主要手段;从燃煤入厂、采制化、堆场、输送到入炉，各系统相互独立，数据无法实现管控一体化等等，都成为燃料的管理短板和降本增效的薄弱环节。

　　当今，科技发展已步入新常态，传统的煤电企业不断主动对接“科技创新”，自觉做好“互联网”、工业4.0、大数据、云计算等“加法”，以培育新成长优势，提高管控力度、降本增效。而一系列智慧技术，如智能控制技术、现场总线控制技术、现代先进传感测量技术、信息技术等高度集成，为智能化、信息化、一体化的经济、环保两手抓的新型电厂提供了有力的科技支持。

　　嘉华公司领导、技术团队提前策划“智慧燃料”建设路径。

　　是“智慧”+“燃料”，还是 “燃料”+ “智慧”?——顺序的差别决定着工作主体的区别和“智慧”植入的科学性。从智慧燃料的策划之初，从公司决策到公司技术团队就“智慧”地明确了以燃料生产为本、智慧融合的工作思路。

　　谋定而后动。 2016年1月，时任嘉华公司总工程师的王建强带队科技工作组成员来到燃料部，与该部门领导及其相关专业人员共商智慧大计，提出了“输煤计量智能化、巡检管理信息化、生产过程可视化、控制系统一体化、煤场管理数字化和大型机械自动化”等设计思路。

　　嘉华公司燃料人群策群力为智慧燃料出谋划策。

　　“最大的智慧是人的头脑。”作为智慧燃料落地的直接运用者，燃料人也积极对接智慧燃料，主动学习了解、提出问题、解决问题，开展“我们为智慧燃料项目建设出谋划策”座谈会，燃料部领导、专业人员、检修各班组长、技术员以及运行班组主副值和各班组职工代表齐聚一堂，刮起智慧“头脑风暴”。通过群策群力，进一步达成了“智慧燃料”建设要因地制宜、“有用、益用、喜用”等共识，提出了以智慧带动日常的精细化管理，带动QC、科技创新及攻关项目的实施，带动燃料人才培养等建设性意见，为智慧燃料打好“群众基础”。

　　“智”擎粮仓

　　关键词：斗轮机全自动改造 提高堆取料效率 改善工作环境

　　当寒风刺骨、热浪卷面这些特殊时期来临时，燃料部三期斗轮机司机更是实实在在感受到了“斗轮机升级全自动”给自己工作带来的可喜变化。“我坐在煤控室的操作台前，而不需要在风里雨里窝在小小的司机室中，只要通过屏幕点点鼠标就看得清清楚楚，不费吹灰之力就可以完成堆料和加仓操作了，工作环境好了，效率还更高了。”司机们啧啧称赞。

　　7号斗轮机率先完成全自动改造投入运行。

　　一直以来，“斗轮机”——这个煤场上的燃煤“大力士”日夜不停地工作，所要承担的无非两件事，一件是堆煤，另一件就是取煤。煤场上的环境众所周知，除了一片片黑压压的煤堆再无他物，而操作这一大物的司机也需要24小时轮守。在密闭狭小的空间里，我们总能见到埋头苦干的师傅，操作着司机座两边的手柄，一边眼观六路，观察设备状况和监控，一边耳听八方，警觉地注意外部环境异响。

　　经过该公司和相关单位技术人员、燃料人的不懈努力，7号斗轮机率先完成了全自动改造，二期、三期另外四台斗轮机也在改造调试中。未来，斗轮机司机不再人手一台斗轮机，操作模式不再禁锢于手动控制，而即将映入我们眼帘的会是现代化的远程操作台，精简的斗轮机司机人员和智能化的全自动操作模式。通过现场加装的十多个传感器设备、七个高清网络摄像头和北斗/GPS定位系统，斗轮机就可以精准实现自动加仓和自动卸煤。司机只要完成上位机主界面上分合闸、煤垛选择、模式选择、定位、作业等操作，时刻观察煤流信息、斗轮机状态、煤场实时数据、实时报警等显示就可以摒弃以往繁琐的操作流程。

　　精准的定位和数据检测是保证全自动稳定工作的安全保障。利用自动化控制、激光三维建模、图像监控等手段，建立数字化堆场信息，实现斗轮机的远程全自动运行，降低劳动强度等都有利于电厂的安全经济运行。煤垛的自动边界检测功能十分强大，它依靠安装在斗轮机头部的两台料距检测装置和一台料高检测装置，精确限定回转的左右边界角度，不需要人工干预就能实现全自动回转取料。全自动改造后的斗轮机安装的激光实时盘煤系统可以在斗轮机工作的同时对所处煤堆进行实时准确测算，通过智能盘煤系统将固定激光测点的数据和智能盘煤无人机测量的数据进行融合，为智慧燃料系统提供煤垛体积、形状等基础数据和建模条件。

　　“智”在“管家”

　　关键词：无人机巡航盘煤 数字化煤场 建模高效盘煤 全程计量

　　在火力发电厂，燃煤被称为机组“口粮”，而嘉华8台机组、14个堆场、十万吨计的存煤是名副其实的“粮仓”。盘好“家底”、管好“粮账”，让“颗粒归仓”，从入场到入炉“克煤必较”，当好“精打细算”的燃煤合格管家，是核算经营成本、燃料降本增效的重要环节。

　　2017年9月28日，智慧燃料项目中实现盘煤功能的无人机在专业人员的操作下进行第一次试飞。根据事先设定好的巡线，分别飞行了一、二、三期煤场露天区域，采集到了第一组煤场图像信息。“无人机”时代的到来，标志着嘉华公司现代化智慧电厂的建设上升了一个“新高度”。

　　无人机首飞嘉华公司煤场上空开展数字盘煤。

　　以往，像所有火力发电企业一样，嘉华公司14个煤场的盘煤方式主要依靠“皮尺+标杆”的人工测量方式，而这种测量方法受到煤堆的几何形状影响较大，对煤堆的形状要求较高，并且测量的精度低、误差大、耗时长。随着“智慧燃料”的项目推进，“无人机”盘煤技术同步上线。

　　“智慧燃料”无人机搭载4K高清相机获取露天煤场的高清图像，并融合GPS精确定位信息，再通过基于二维图像的三维重构技术获取煤场的三维模型，该系统在获取煤场的二维图像信息的同时记录下拍摄图像的三维地理坐标，通过三维地理坐标计算出煤场内煤堆的三维模型体积，从而获得实际煤场的体积。

　　三期煤场3D成像效果图。

　　燃煤的计量并不只“盘煤”这么简单，从燃煤走出“船仓”，到抵达煤场，直到送入锅炉燃烧，才是真正完成了燃煤输送的使命。这一过程的跟踪计量必不可少。智慧燃料系统实现了“全过程”“全天候”的计量模式。以运煤船水尺为基准计量数据，通过对入厂皮带秤、煤场智能盘煤、入炉皮带秤等各级计量数据的比对和校验，实现全流程计量的自动数据修正，消除前后累计偏差，达到前后计量一致性，为最终实现智能掺烧提供精确的计量数据。同时为保证电子皮带秤在检定周期内始终保持准确可靠的计量性能，用安装在同一台皮带机上的主、副电子皮带秤在“相等时间间隔内单位长度载荷的两次积分的比较”以及双砝码叠加“模拟单位长度恒定载荷的效果”的方法来实现对电子皮带秤在有效的溯源周期内是否保持其计量性能的核查，以减少实物校验的频次，提升电子皮带秤的可靠性和耐久性。

　　“智”在管控

　　关键词：智慧燃料管控一体 实现向类机器决策的运行管理模式转变

　　2017年12月，一个智慧燃料“深度”项目走进了与燃料“打交道”的职工们的视线。经过数月开发和测试，嘉华公司智慧燃料系统已正式投入试运行，各部门人员均可登录使用。一个系统、两个终端、多个界面、全方位的整合，令“智慧”成为一条看不见的线将煤船到港、堆煤、掺烧、堆损研究等方方面面的工作“串起来”，实现信息共享、环环紧扣、时时联动，让燃料工作效率“最大化”，管理决策“最优化”。

　　智慧无线监测，助力煤船安全靠泊。

　　高度集成、一体管控——体现了智慧燃料系统的特点，更是“智慧”燃料最佳“智慧”的凸显。正如燃料人当初设想的那样：“输煤计量智能化、巡检管理信息化、生产过程可视化、煤场管理数字化和大型机械自动化”，最后的落脚点正是智慧管控的一体化。大数据、云计算在其中得到了充分运用。

　　据悉，智慧燃料系统由智慧燃料软件系统、智慧燃料斗轮机全自动控制系统、智慧燃料盘煤系统、智慧燃料全程计量系统和智慧指挥调度系统等组成。智慧燃料管控平台从输煤生产过程管理为基础，通过对燃料生产管理、过程控制等信息的处理、分析、优化、整合、存储、发布，运用现代化企业管理模式覆盖燃料生产管理与基础自动化的综合系统。整个平台以到港煤船的煤种ID跟踪为核心，通过斗轮机、输煤程控SIS和软件开发技术相结合，融合自动化和信息化技术，实现煤场堆放、煤仓分层等燃煤煤种、数量和质量全过程一体化管理。实时掌握每条船煤种在堆场的位置和数量，实时掌握当前煤仓供给锅炉燃烧的煤质，从而实现燃煤大数据分析和配烧功能。

　　嘉华公司智慧燃料系统正式公测。

　　2017年12月14日，嘉华公司《火力发电厂智慧燃料系统建设开发》竣工总结会议召开，与燃煤相关的运行部、设备管理部、燃料部等部门领导、专工和技术员齐集一堂评估系统的适用性。大家进一步认识到“智慧燃料系统”惠及各岗位、各工作环节，作为一体化管控平台，它涵盖了燃料全过程管理的方方面面，也提升了各岗位的工作效率和技术含量，更通过整合、融合、提升，促进了挖潜增效，实现了各岗位、各环节、全过程、全方位的“加法”变成“乘法”。

　　“千里之行，始于足下。智慧燃料的每一小步，是科技兴企、提质增效的一大步。值得一提的是，与智慧燃料相得益彰的是，2017年，燃料部燃机一班QC小组的《降低二期卸船机夹轨器机构故障次数》荣获全国电力行业QC成果发布一等奖;燃检专工朱建伟自主创新“自动采样装置的给料机”获得国家实用新型专利;同年6月，“基于NetCMAS的大型机械安全及健康评价研究”科技项目启动，“引智”上海海事大学物流工程学院为码头卸船机的状态监测、安全预控、精准维护带来全新变化。这一切，彰显的是科技的力量、更是职工的“智慧”，通过自下而上、由内而外的厚积薄发，将助推燃料工作和企业转型发展不断创新进步。