數字化煤場建設方案-武漢博晟

1、數字化煤場建設方案武漢博晟信息科技有限公司2013年12月數字化煤場智能化煤場管理智能化煤場管理以煤場信息實時掌握為目標，通過定位技術、無線射頻技術、數據疊加等技術從斗輪機、皮帶秤、原煤倉等設備直接或間接實時采集數據，以三維數字化煤場方式展示煤場進出煤狀態(tài)，同時嵌入實時煤場視頻監(jiān)控畫面，煤場管理人員、輸煤運行人員、發(fā)電運行人員能夠及時掌握煤場的動態(tài)存貯情況，為配煤摻燒提供準確及時的現(xiàn)場燃煤信息，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，以便于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(fā)電煤耗。煤場導航如下：煤場信息(1)煤場信息通過本模塊，用戶

2、可以查看電廠煤場信息。煤場信息包括：煤場編碼、煤場名稱、順序號、備注、煤場類型、煤場長度、煤場寬度、煤場底部標高、煤場容量、存煤數量。參考界面如下：(2)煤場分區(qū)根據工作需要將電廠現(xiàn)有煤場按照不同煤質劃分為若干區(qū)域，作為煤場管理其他環(huán)節(jié)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(tǒng)中動態(tài)建立煤場和煤塊，模擬實際煤場中燃煤的進出情況，方便用戶查詢統(tǒng)計以及動態(tài)顯示煤場信息。根據煤場中現(xiàn)煤指標，系統(tǒng)給出最優(yōu)建議堆放意見，最大限度地減少燃煤在存儲過程中的損耗，從而降低燃料成本。數字化煤場管理將煤場所有的信息和過程數據用3D模型展現(xiàn)出來，用戶可以通過系統(tǒng)實時和直觀了解到煤場的存煤情

3、況，存煤煤種、煤質，煤場的堆放情況，安全預警等。同時可通過相關模塊實現(xiàn)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、出煤場燃煤量數據通過皮帶秤采集并自動導入系統(tǒng)，煤場里面煤質信息通過接口由燃料管理系統(tǒng)獲得，通過加權平均計算出煤場煤質的綜合信息。系統(tǒng)將煤場各部分信息完整信息進行展示，動態(tài)顯示各個煤場中各塊、各層燃煤信息，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，方便用戶隨時了解燃煤使用情況，為燃煤采購提供采購依據。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運行一定天數（可設定）天以上的用煤量。一般情

4、況下，按機組滿負荷運行測算，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(tǒng)對于存取煤歷史進行記錄，實時展現(xiàn)。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(tǒng)根據盤點情況記錄盤點及收耗存統(tǒng)計分析進行煤種、發(fā)站、供煤單位分析，煤場煤質統(tǒng)計，并以圖形形式直觀展示出來。（4）存煤圖存煤圖則是根據系統(tǒng)的數據采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。堆取煤管理系統(tǒng)取自輸煤系統(tǒng)與斗輪

5、機定位系統(tǒng)數據形成讀堆取煤信息，取得數據主要包括：堆煤時間、堆煤量、取煤時間、取煤量、剩余煤量、入廠煤批次號、煤堆編碼等。數據及來源主要包括：序號數據備注1出煤場煤質標準化驗室系統(tǒng)2出煤場煤量數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)3出入廠煤量數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)4入筒倉煤量數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)5堆取煤位置（斗輪機定位）數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)6犁煤器數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)7三通擋板數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)8葉輪給煤機數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)9環(huán)式給煤機數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)10皮帶給煤機數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)11皮帶采樣機數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)12皮帶機數量基于現(xiàn)場輸煤系統(tǒng)監(jiān)控示意圖：煤場測溫記錄根據煤場分區(qū)，每月定時對煤場各區(qū)域

6、進行實測煤堆溫度，維護測溫記錄。如果其他系統(tǒng)對煤場溫度進行了測量，可以直接從相關系統(tǒng)讀取數據，如巡點檢系統(tǒng)中。煤場盤點記錄利用激光盤煤儀，快速測量煤堆上特征的三維數據，并自動記錄其空間坐標，然后，將測量數據傳到系統(tǒng)中，采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，以便于電廠進行成本核算、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。斗輪機運行監(jiān)控系統(tǒng)斗輪機運行監(jiān)控系統(tǒng)以無線信號收發(fā)器、無線基站組和無線局域網為手段，基于斗輪機行走編碼器、俯仰編碼器、回轉編碼器及工作站信息

7、對于斗輪機運行情況進行監(jiān)控，包括斗輪機運行軌跡、運行狀態(tài)等都能遠程納入監(jiān)控，實時地計算出某煤場的存煤量并方反映堆取煤的過程。（1）斗輪機調度記錄對每值斗輪機的調度記錄進行維護，對應時間段內應取煤地理位置記錄到系統(tǒng)中，可通過曲線監(jiān)視斗輪機運行情況，對于未按調度記錄進行運作的時段系統(tǒng)用紅色軌跡標記工作區(qū)間并給出提示，對于執(zhí)行偏差進行示警，及時處置并調整。（2）斗輪機運行曲線系統(tǒng)以曲線圖的方式展示斗輪機在最近時間對應區(qū)域內運行的軌跡，管理人員可查詢每臺斗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數據表。（3）斗輪機運行分析將每值要求上煤數量、質量與斗輪機運行取煤進行對比，以調度執(zhí)行對比曲

8、線圖進行展示，每日形成斗輪機執(zhí)行概況發(fā)值班管理人員，對于未按調度計劃執(zhí)行得時段系統(tǒng)將紅色軌跡顯示，提醒管理人員。（4）斗輪機異常報警系統(tǒng)自動比較斗輪機取煤量與取煤位置數據，偏差超過預設范圍，系統(tǒng)向值班人員及調度人員發(fā)送預警信息。記錄將自動匯總到異常報告模塊，每天定時生成異常報表，通過騰訊通發(fā)送至指定人員。翻車運行記錄 記錄每值翻車機運行情況，翻車機運行記錄以列表方式展現(xiàn)，信息包括翻車機系統(tǒng)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(tǒng)值班記錄表（包括接班存重車數、本班到重車數、交班存重車數、接班存重車數、本班排空數、交班存空車數、當班記錄明細等）。燃料運行管理實現(xiàn)對燃料運行

9、日志管理，包括燃料運行日志、批次煤車壓停日志、油區(qū)運行日志，具體如下：燃料運行日志：記錄燃料運行值班主要情況，包括上煤情況、設備交班情況、與值班記事；批次煤車壓停日志：記錄來煤煤車壓停、交班、采樣、卸車主要信息；油區(qū)運行日志：實現(xiàn)油區(qū)運行情況記錄，包括燃油情況、運行記事；運行工作指令：對運行部分下達的燃料運行調度指令進行管理。設備工況監(jiān)視不同煤種進入到不同原煤倉以后，系統(tǒng)能對煤倉內煤種進行實時跟蹤，當煤倉中存在多種煤種時，對煤種間的分界面進行監(jiān)測，在煤種發(fā)生改變時提示運行人員注意；同時，當煤位偏低或偏高時，提醒燃料運行人員；系統(tǒng)時刻監(jiān)視當前的制粉系統(tǒng)運行狀況和鍋爐燃燒及排放情況，在預定的優(yōu)化目

10、標下對制粉系統(tǒng)和燃燒器運行做出優(yōu)化調整，保證鍋爐處于最佳的運行狀態(tài)。實時筒倉監(jiān)視系統(tǒng)根據皮帶秤與筒倉犁煤器、給煤機信號，將筒倉煤倉的存煤狀態(tài)實時的反應到頁面中，包括各倉中每種上煤的剩余煤量（上煤量-耗用煤量），煤倉中的煤質（熱值、揮發(fā)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。并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(xiàn)，包括煤質和單價以及預計耗用時間。智能配煤摻燒管理以鍋爐設計參數、來煤信息、發(fā)電計劃、負荷分布、煤場庫存、歷史摻配評價、設備運行工況等因素為基礎生成最經

11、濟、最環(huán)保、綜合最優(yōu)的摻配方案。智能摻配管理系統(tǒng)提供默認的配煤特性目標，也可以由用戶根據鍋爐燃燒特性，對配煤的煤質特性，包括發(fā)熱量、揮發(fā)分、硫分、水分、灰分、灰熔融性、灰成分的范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置。用戶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，就能自動調用該負荷下的煤質特性參數作為優(yōu)化目標。負荷計劃管理負荷計劃電量數據來源有兩種：1）通過Excel導入數據；2）從網調數據采集接口獲取數據。每天采集網調下發(fā)計劃電量,并以接口方式導入到系統(tǒng)。對電廠機組每日的發(fā)電計劃進行登記，導入數據后生成日負荷曲線,指導配煤摻燒. 模擬

12、摻配計算系統(tǒng)提供兩種優(yōu)化算法供選擇：線性關系和非線性關系。用戶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(fā)分、硫分基本成線性關系，可采用線性計算?；胰埸c不存在線性相關性，采用模糊數學或人工神經網絡法求解。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?？梢酝ㄟ^指定摻配單燃煤，系統(tǒng)幫助分析，摻配混煤指標。經濟摻配計算系統(tǒng)提供神經網絡算法等多種最優(yōu)方案求解的算法模型，主要有：最經濟方案、最環(huán)保方案、綜合最優(yōu)方案。以設定的目標為優(yōu)化方向，在保證鍋爐穩(wěn)定燃燒的前提下，進行配比計算。對求解得到的優(yōu)化摻配結果，按原則（成本、環(huán)保、綜合）進行排序。用戶可以

13、在自動計算所得到的原始配方的基礎上，自動執(zhí)行5%調整（也可以設定為其它的調整比例）。用戶可以手工調整原始配方或執(zhí)行5%調整后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(tǒng)幫助分析，摻配混煤指標，并且形成上煤指令單摻燒方案分析確定配煤的比例后，能夠自動對配比煤的各種參數進行計算，并利用系統(tǒng)提供的模型，對鍋爐燃料穩(wěn)定性的影響、對各煤種可燒時間等進行分析。用戶也可以手工輸入各種摻配方案，計算出配比煤的煤質參數及其可燒時間分析。摻燒經驗表利用系統(tǒng)提供的優(yōu)化配比算法，計算出各典型工況下的摻配比例，從而

14、建立機組在各個典型工況下的單煤的典型配比表。企業(yè)在進行配煤作業(yè)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。摻燒歷史記錄系統(tǒng)會自動通過跟蹤燃煤摻配前單煤的各項指標，摻配后混煤的指標，以及鍋爐運行情況，系統(tǒng)分析數據，建立摻配模型和燃煤摻配歷史數據庫，根據摻配歷史數據優(yōu)化神經網絡模型，更加精確指導發(fā)電企業(yè)燃料摻配，從而為后續(xù)摻配方案提供參考?？梢耘c燃料管理系統(tǒng)實現(xiàn)接口。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。把新煤種進行試燒后，記錄制粉系統(tǒng)、火焰穩(wěn)定性，是否結焦情況等情況，本臺帳既是一個燃料管理部門和發(fā)電

15、部之間信息溝通的工具，也可作為配煤摻燒很重要技術參考和分析資料。煤場堆取料方案管理配煤方案管理當操作站發(fā)出配煤指令時，系統(tǒng)服務器能開啟系統(tǒng)軟件進行優(yōu)化配比計算，軟件從系統(tǒng)數據庫里調用所需數據進行計算，同時，系統(tǒng)數據庫通過數據采集接口從SIS系統(tǒng)獲得實時數據，經過計算后將優(yōu)化配煤結果分別以數據、圖表等形式顯示在界面上。在煤場當前存煤煤質差異不大時，系統(tǒng)將首先提示進行煤場配煤，根據存煤位置選擇合適的煤種，給出配煤比例，及給煤機的轉速比，并向煤場運行人員發(fā)出配煤指令及上煤指令；當煤場當前存煤的煤質差異較大時，系統(tǒng)將建議進行煤倉配煤，即分磨摻燒，系統(tǒng)智能計算給出配煤比例，及每個倉的上煤煤種，并向煤場運

16、行人員發(fā)出上煤指令。此外，配煤人員可人工設定配煤模式，即選擇煤場配煤（葉輪給煤機配煤）或者煤倉配煤（分磨摻燒）。取料方案管理系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)新的上煤指令以后，系統(tǒng)根據實時存煤情況，計算出合理的取料方案，取料方案將具體到采用何種取料設備（包括斗輪機和給煤機）、煤種的詳細取料位置（存放煤場，多少米到多少米）.系統(tǒng)將取料方案提交給燃料運行人員，燃料運行根據系統(tǒng)自動取料決策或人工設定的取料決策進行上煤。購煤建議綜合煤場存煤狀況和煤種的摻燒狀況，給出購煤建議，主要關注燃煤的存放時間、硫分、發(fā)熱量、揮發(fā)分和成本。原煤倉動態(tài)監(jiān)控通過讀取煤位、上煤煤種、給煤機給煤量、犁煤器狀態(tài)等信息，實時跟蹤監(jiān)測進入煤倉的煤種，對煤

17、質、煤位等信息，在線計算煤倉中當前煤種的煤量可以維持燃燒的時間，在更換煤種或者倉燒空之前給出提示，并為給煤機優(yōu)化提供基礎。（1）實時煤倉信息將各原煤倉的存煤狀態(tài)實時的反應到頁面中，包括各原煤倉中每種上煤的剩余煤量（上煤量-耗用煤量），煤倉中的煤質（熱值、揮發(fā)分、硫分）和單價情況，以及不同煤質的煤在給煤機特定功率下可以耗用的時間（小時）。需要根據上煤和耗用量以及原煤倉形狀計算出每種煤相對應的高度，在頁面上畫出來。并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(xiàn)，包括煤質和單價以及預計耗用時間。（2）煤種變化提醒不同煤種進入到不同原煤倉以后，系統(tǒng)能對煤倉內煤種進行實時跟蹤，當煤倉中存在

18、多種煤種時，對煤種間的分界面進行監(jiān)測，在煤種發(fā)生改變時提示運行人員注意。（3）入爐煤按日煤質波動圖根據每日消耗煤量、煤質，生成煤量、煤質波動曲線圖，該圖可以和發(fā)電量對比，即可得出正平衡標準煤耗率波動曲線。（4）入廠入爐熱值差分析每月出具入廠、入爐熱值差水分差對比分析月報，分析月報以折線圖與數據表相結合方式展現(xiàn)，系統(tǒng)每月定時生成熱值分析報表。（5） 入爐煤價根據耗煤記錄對于入爐煤價進行統(tǒng)計與分析： 系統(tǒng)接口必選設備及施工序號項目規(guī)格備注1硬件服務器1.1服務器IBM38501.2數據庫Oracle 10G1.3操作系統(tǒng)WinServer 20082溫濕測量裝置2.1溫度測量裝置溫度測量2.2濕度測量裝置濕度測量102.3施工及輔材3斗輪機定位裝置3.1斗輪機實時動態(tài)方案一取編碼器數值3.1.1斗輪機位移編碼器編碼器數據若準確，可以直接接口讀取3.1.2斗輪機回轉編碼器編碼器數據若準確，可以直接接口讀取3.1.3斗輪機府仰編碼器編碼器數據若準確，可以直接接口讀取3.1.4斗輪機工控機研華工控機3.1.5狀態(tài)監(jiān)控程序駐留工控機