智能燃料管理控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

(中國能源建設(shè)集團浙江省電力設(shè)計院有限公司，浙江 杭州 310012)

1 概述

隨著大氣污染防治行動不斷深化，工業(yè)4.0智能生產(chǎn)目標(biāo)實施，經(jīng)濟轉(zhuǎn)型不確定帶來的電力需求下降，對電廠在深度調(diào)峰、節(jié)能減排、安全可靠、競價上網(wǎng)等方面深挖潛能提出新的更高要求。

燃煤發(fā)電廠的燃料成本占其經(jīng)營成本約60%～70%，燃煤在接卸、輸送、存取、配煤摻燒過程中，由于計量、分析技術(shù)、數(shù)據(jù)共享不足，管理工具受限，燃煤的盤點分析、煤堆的安全監(jiān)測應(yīng)用技術(shù)手段落后，造成來煤量缺乏及時有效監(jiān)管，堆煤超時而自燃熱值損耗增大，人力成本高等。通過建設(shè)智能燃料管理控制系統(tǒng)，可提高電廠的智能化、精細(xì)化管理程度。

2 建設(shè)構(gòu)想

圍繞燃料高效使用為中心點，建立從燃煤到廠信息采集、煤場管理、煤倉管理、鍋爐燃燒整個運行周期的智能化管理；全面采集燃煤及設(shè)備運行狀態(tài)信息，設(shè)計建立自動、實時、完整和豐富的數(shù)據(jù)庫，利用自動化和信息化手段，提高設(shè)備的自動化和系統(tǒng)功能智能化，實現(xiàn)設(shè)備、煤炭、人員和系統(tǒng)間信息相互溝通；研究開發(fā)分層次、多模塊、交互性、可拓展的應(yīng)用軟件平臺，規(guī)劃建立圖形化、數(shù)字化、實時性、高可靠、智能型的滿足電廠安全、經(jīng)濟、環(huán)保運行要求的智能燃料管理控制系統(tǒng)。實際分析電廠全年內(nèi)運行負(fù)荷與燃料供需關(guān)系，建立具有反饋功能的分析評估系統(tǒng)，預(yù)測電廠燃料需求，使得發(fā)電效益、鍋爐排放、燃料運行成本之間得以最佳的耦合。

智能燃料管理控制系統(tǒng)包括燃煤采制化智能子系統(tǒng)、煤場智能控制子系統(tǒng)、智能計量及盤煤子系統(tǒng)、智能安全監(jiān)測子系統(tǒng)、智能配煤摻燒子系統(tǒng)、智能運行維護管理子系統(tǒng)、智能分析評估子系統(tǒng)等。煤場有斗輪機條形煤場、圓形煤場、刮板取料機長形煤場、球型煤場、方形煤場、蜂窩集束型煤場等多種形態(tài)，還有露天型與封閉型之區(qū)分，其中以斗輪機條形封閉煤場為機械作業(yè)狀態(tài)最復(fù)雜，煤場智能控制系統(tǒng)以斗輪機條形封閉煤場為例開展研究。以浙江某電廠為例，智能燃料管理控制系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)架見圖1、智能燃料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖2。

2.1 智能燃煤采制化子系統(tǒng)

智能燃煤采制化系統(tǒng)利用自動識別技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化。

2.1.1 采制樣

智能采制樣系統(tǒng)實現(xiàn)智能自動采樣、自動縮分、制樣、集樣，保證樣本的真實性，采樣頻度通過自動監(jiān)測皮帶機煤炭流量由計算機控制選擇，保證采樣的公平性和公正性，采樣方法符合《煤炭機械化采樣》的要求。

采樣機至少實現(xiàn)一級破碎及縮分功能，煤樣可自動分裝并設(shè)置一級噴碼或芯片錄碼，并在系統(tǒng)中自動記錄煤種煤質(zhì)、船運信息、樣品來源、采樣時間、重量等信息。

自動制樣機具有自動除鐵、輸送、稱重、破碎、縮分、干燥等功能，可自動制出6 mm、3 mm和0.2 mm等若干煤樣，煤樣可自動分裝并設(shè)置二級噴碼或芯片錄碼，包含制樣時間、重量等信息。整個過程全自動、無人值守。

2.1.2 樣品輸送

采制樣機至存查煤樣間和化學(xué)實驗室的樣品傳輸所需的輸送系統(tǒng)有人工搬運、機器人搬運、智能傳輸系統(tǒng)等。

圖1 智能燃料管理控制系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)架

機器人搬運指由機器人按照規(guī)定操作程序、規(guī)定運行路徑，自動接收其他設(shè)備發(fā)出的操作指令來完成搬運任務(wù)，能減輕運行人員的勞動量。機器人搬運具有運距遠(yuǎn)，靈活、方便、及時等特點。

圖2 智能燃料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

智能傳輸系統(tǒng)包括全自動的存儲樣品柜和氣動輸送裝置。存儲樣品柜的智能系統(tǒng)依據(jù)樣品條碼自動安排儲存樣品位置、記錄樣品儲存時間、提醒樣品過期等功能。氣動輸送裝置利用壓縮空氣和輸送管道可實現(xiàn)小瓶樣品的快速輸送，防止樣品輸送過程中可能產(chǎn)生的人為問題。

2.1.3 化驗分析

化驗分析智能化是煤樣化驗室人工輔助化驗分析自動化、在線化驗分析自動化兩種智能模式。

煤樣化驗室人工輔助化驗分析自動化模式是指化驗室所用的儀器設(shè)備，如萬分之一天平、水分測定儀、工業(yè)分析儀、定硫儀、量熱儀等，均通過計算機與網(wǎng)絡(luò)相連，測量數(shù)據(jù)可自動上傳至智能燃料管理控制系統(tǒng)平臺，再上傳至廠級ERP系統(tǒng)，可設(shè)定采用人工校核確定后傳送或自動傳送，本地保留備份數(shù)據(jù)。成品煤樣條碼掃瞄后，通過人工輔助送取，把煤樣分配給各個分析儀器進行分析，降低化驗室工作人員的勞動強度，提高數(shù)據(jù)上報的準(zhǔn)確性和實時性。

在線化驗分析自動化模式是指集采、制、化、棄等操作于一體，布置分析點上部，內(nèi)部包含13 mm樣制粉和XRF分析模塊，采用X熒光法，在線測定煤中各元素組成，輸出報表測定結(jié)果有碳、氧、氮、全硫，灰分，水分，揮發(fā)份，熱值，Al，Si，F(xiàn)e，Mg，Ga，Ti，Na，K 等。

2.2 煤場智能控制子系統(tǒng)

綜合利用自動化控制技術(shù)、三維測控技術(shù)、激光實時檢測煤流技術(shù)、精確定位技術(shù)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)、安全防護系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)，創(chuàng)建實時數(shù)據(jù)庫，獲取斗輪機運行狀態(tài)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算機分析計算，實現(xiàn)斗輪機全自動智能控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控和緊急狀態(tài)干預(yù)，運行人員只要在集控室上位機做簡單操作步驟就可以實現(xiàn)對斗輪機智能遠(yuǎn)程控制，以達到減員增效目的。

系統(tǒng)主要包括：

掃描系統(tǒng)：建立激光掃描系統(tǒng)獲取堆場的三維數(shù)據(jù)庫。在斗輪機懸臂左右兩側(cè)各裝一只激光掃描裝置，利用激光掃描裝置在斗輪機堆取料作業(yè)時同時掃描煤堆的外形圖像，并將圖像數(shù)據(jù)和斗輪空間位置信息實時同步傳輸?shù)接嬎銠C平臺。通過使用三維建模技術(shù)和計算機圖形處理技術(shù)，對空間位置信息數(shù)據(jù)在計算機平臺進行三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，構(gòu)建出三角網(wǎng)格模型，還原被測煤場的真實形狀，科學(xué)計算出料場體積，最終通過計算機計算出煤場儲煤量。

煤流系統(tǒng)：實現(xiàn)斗輪機皮帶煤流量的實時準(zhǔn)確監(jiān)測。在懸臂皮帶靠近斗輪側(cè)安裝一只激光掃描型煤流量檢測裝置，激光掃描皮帶橫切面，獲取斗輪懸臂皮帶實時流量，作為堆取煤控制調(diào)節(jié)參數(shù)，并與取料設(shè)定值的比較，采用閉環(huán)PID功能模塊，系統(tǒng)自動調(diào)整回轉(zhuǎn)速度，保持取料量恒定，提高取煤效率。

定位系統(tǒng)：實現(xiàn)斗輪機大車、斗輪及懸臂位置的精確定位。包含斗輪機大車的軌道位置、懸臂俯仰角度以及懸臂回轉(zhuǎn)角度等位置數(shù)據(jù)庫。其中大車位置精度要求小于50 mm，俯仰角度精度要求小于0.2°，水平回轉(zhuǎn)角度精度要求小于0.3°。定位方式采用冗余方式，左右大車采用增量型編碼器、高速計數(shù)模塊組合形式, 單圈12位以上，編碼器安裝于大車驅(qū)動電機尾部，同時采用多點自動校準(zhǔn)裝置(基于RFID技術(shù)，校準(zhǔn)點含地址碼)，精確定位大車位置。在軌道上間隔20 m安裝一個校準(zhǔn)點，斗輪機上安裝校準(zhǔn)接收器，在斗輪機行走過程中，接近預(yù)埋在軌道上的校準(zhǔn)點時，自動校準(zhǔn)大車的位置。懸臂俯仰、回轉(zhuǎn)角度檢測編碼器采用增量型編碼器, 單圈12位以上, 并設(shè)零位校正。

控制系統(tǒng)：實現(xiàn)斗輪機遠(yuǎn)程全自動無人控制作業(yè)。斗輪機按工藝流程自動啟動相關(guān)設(shè)備(主令電源合閘、自動啟動液壓油站系統(tǒng)、啟動運行聲光報警、大車行走、懸臂皮帶、斗輪……)，自動尋址到指定位置后自動開始作業(yè)。

防護系統(tǒng)：指斗輪機內(nèi)部自身的各部件安全報警保護、斗輪機機械對人體傷害保護及人員資質(zhì)許可保護等。行人安全防護：在斗輪機大車前后靠近軌道側(cè)各安裝行人檢測保護裝置，當(dāng)斗輪機作業(yè)過程中檢測到行人或障礙物時，大車自動停止行走，行人離開或障礙物撤除后恢復(fù)行走，有效防止安全事故發(fā)生。安全報警界面：斗輪機各運動機構(gòu)配置過載保護裝置、過力矩保護聯(lián)鎖等，實時報警顯示在人機界面上。出入防護：在斗輪機主要位置增設(shè)出入防護系統(tǒng)，只有授權(quán)人員才可以出入。如果有多臺斗輪機是共軌運行，則需設(shè)置共軌防撞閉鎖：實時監(jiān)測兩臺斗輪機的三維位置信息，配置光電測距、機械斷電，限位檢測等多種不同安全防護設(shè)施，進行安全警報與遠(yuǎn)程監(jiān)控聯(lián)動、智能調(diào)控斗輪機運行狀態(tài)。在輸煤控制室的上位機和操作臺上分別設(shè)置軟緊急與硬緊急停止按鈕等功能開關(guān)。

監(jiān)視系統(tǒng)：實現(xiàn)斗輪機全方位監(jiān)視。在斗輪機的各個關(guān)鍵部位(斗輪、皮帶機構(gòu)、大車、尾車等)安裝7～8個網(wǎng)絡(luò)數(shù)字式高清攝像機，圖像通過視頻網(wǎng)絡(luò)傳送至輸煤控制室顯示終端，斗輪機在作業(yè)過程中，運行人員可以實時監(jiān)視設(shè)備當(dāng)前運行情況。光纜配置宜采用柔性且至少12芯的單模光纜。

2.3 智能計量及盤煤子系統(tǒng)

在卸煤系統(tǒng)、上煤系統(tǒng)帶式輸送機上布置雙疊加砝碼皮帶秤在線核查裝置，用于來煤、上煤計量。該裝置包含在線遠(yuǎn)程自動校驗與診斷系統(tǒng)，采用雙砝碼疊加“模擬單位長度恒定載荷的效果”的方法，通過比較主秤、副秤計量差異值超過設(shè)定值，電腦控制系統(tǒng)發(fā)出報警，并指令副秤自動加載砝碼進行在線核查，實現(xiàn)電子皮帶秤在有效溯源周期內(nèi)是否保持其計量性能的遠(yuǎn)程在線校驗和核查，及時發(fā)現(xiàn)與排除異常情況引起的計量缺陷，提升電子皮帶秤計量精度的長期穩(wěn)定性和設(shè)備的運行可靠性。

煤場三維實時盤煤系統(tǒng)利用激光技術(shù)，掃描煤場內(nèi)部的煤堆，建立煤堆三維形狀數(shù)據(jù)庫，通過計算機模擬現(xiàn)場煤堆實時三維模型，用于實時監(jiān)測煤場內(nèi)煤堆三維形狀和實際堆放情況，展示煤場分層分堆綜合屬性信息，模擬計算煤堆煤量。掃描數(shù)據(jù)通過光纖實時傳輸?shù)街悄苋剂瞎芾砜刂葡到y(tǒng)平臺。

煤堆激光盤煤檢測系統(tǒng)可以安裝在斗輪機的頭部兩側(cè)或封閉煤棚上部的軌道機器人處、或固定安裝在煤場上空區(qū)域。安裝在斗輪機頭部的方案，受激光盤煤檢測系統(tǒng)掃描死角影響，煤堆外側(cè)是通過計算機模擬實現(xiàn)，因此安裝在煤棚軌道機器人或煤場上空區(qū)域處的方案的測量精度較高。

2.4 智能安全監(jiān)測子系統(tǒng)

智能安全監(jiān)測子系統(tǒng)主要有煤堆溫度監(jiān)測系統(tǒng)、可燃性氣體和煤塵濃度監(jiān)測與控制系統(tǒng)、皮帶明火監(jiān)測與控制系統(tǒng)等三部分內(nèi)容。根據(jù)煤場儲存燃煤特性及煤場類型不同，智能安全監(jiān)測子系統(tǒng)包含的側(cè)重點有所區(qū)別，對于斗輪機條形封閉煤場這種大空間型式儲煤場，如果內(nèi)部通風(fēng)條件較好，其可燃性氣體和煤塵濃度監(jiān)測相比會難度較大。通過對廣東神華國華惠州熱電廠與大唐太原第二熱電廠的斗輪機條形全封閉煤場調(diào)研，廣東神華國華惠州熱電廠的全封閉煤場內(nèi)沒有設(shè)計布置智能安全監(jiān)測子系統(tǒng)，設(shè)計采用頂部開天窗通風(fēng)，據(jù)運行人員反饋，煤場內(nèi)的煤塵濃度較高，場內(nèi)灰蒙蒙，在夏季溫度較高時，煤場內(nèi)水煤氣味會較重，現(xiàn)進行增加頂部開天窗通風(fēng)改造，以期改善內(nèi)部環(huán)境。大唐太原第二熱電廠的全封閉煤場內(nèi)設(shè)計布置了智能安全監(jiān)測子系統(tǒng)，據(jù)運行反饋，煤場內(nèi)的煤塵濃度監(jiān)測出現(xiàn)多次觸發(fā)，但可燃性氣體監(jiān)測沒有觸發(fā)過。

因此，在開展設(shè)計時還應(yīng)就燃用煤種、燃煤揮發(fā)份含量以及廠址區(qū)域的環(huán)境溫度、煤場型式與封閉程度等具體情況作詳細(xì)分析后，確定智能安全監(jiān)測子系統(tǒng)包含某幾種類型或全套方案。

2.4.1 溫度監(jiān)測系統(tǒng)

通過紅外測溫儀對整個條形煤場煤堆外表面進行全方位無縫掃描,實時監(jiān)控煤堆區(qū)域相對溫度變化，對溫度高于其他區(qū)域的局部區(qū)段采取智能測溫棒進行實測重點監(jiān)控,信息數(shù)據(jù)納入智能燃料管理控制系統(tǒng)，在場煤堆實時三維模型中展示煤堆溫度分布，支持分區(qū)高溫報警和報表生成等功能，并把該區(qū)域列為智能上煤模型中優(yōu)先取煤選項。紅外測溫儀加裝旋轉(zhuǎn)云臺，可以360度全方位掃描煤場內(nèi)煤堆外表面溫度變化。

2.4.2 可燃性氣體、煤塵濃度監(jiān)測與控制系統(tǒng)

在全封閉煤場內(nèi)部布置可燃性氣體監(jiān)測裝置和煤塵濃度監(jiān)控裝置，信息數(shù)據(jù)納入智能燃料管理控制系統(tǒng)，并實現(xiàn)智能調(diào)控煤場噴霧抑塵系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)，避免抑塵、通風(fēng)系統(tǒng)長時間運行，節(jié)約能耗。監(jiān)測裝置可采用固定測點或機器人移動監(jiān)測。

2.4.3 皮帶明火監(jiān)測與控制系統(tǒng)

在煤場出入口皮帶，采用在線式紅外激光測溫儀，實時監(jiān)測皮帶煤流溫度，實現(xiàn)溫度曲線保存及回放，高溫報警，實現(xiàn)明火噴淋系統(tǒng)自動控制聯(lián)動等功能。

2.5 智能配煤摻燒子系統(tǒng)

根據(jù)煤場燃煤存儲數(shù)據(jù)(包括煤種煤質(zhì)、煤量、煤溫等)，結(jié)合鍋爐配煤燃燒特性、鍋爐效率、鍋爐排放等指標(biāo)要求，形成配煤策略。選擇最優(yōu)上煤方案，指令運煤系統(tǒng)設(shè)備自動取煤上煤。

根據(jù)配煤地點、方式及配煤精確程度要求情況，配煤摻燒可有煤場配煤摻燒或分倉配煤摻燒等方式。分倉配煤摻燒的配煤精確程度高于煤場配煤摻燒。

2.5.1 配煤策略模型

根據(jù)煤場儲煤數(shù)據(jù)庫信息(煤質(zhì)、煤量、煤溫、存放時間長短等)，結(jié)合鍋爐配煤摻燒試驗及歷史的配煤方式與配煤特性構(gòu)建配煤模型，分析預(yù)測各煤種配煤組合的運行特性，包括配煤煤質(zhì)、燃燒特性、鍋爐效率、鍋爐排放等指標(biāo)，對比設(shè)定目標(biāo)值，依據(jù)安全、經(jīng)濟、環(huán)保不同優(yōu)選策略，從配煤組合中自動選擇最佳方案。

通過大量鍋爐燃燒試驗，獲取基礎(chǔ)配煤數(shù)據(jù)，采用回歸分析和仿真方法，建立智能配煤摻燒基層模型，如煤質(zhì)元素分析預(yù)測模型、配煤煤質(zhì)預(yù)測模型、配煤灰熔點預(yù)測模型、煤燃燒動力學(xué)預(yù)測模型、燃燒特性分析模型、配煤燃燒特性預(yù)測模型、飛灰含碳量預(yù)測模型、排煙溫度預(yù)測模型、鍋爐效率計算模塊、燃燒NOx預(yù)測模型、燃燒SO2預(yù)測模型、結(jié)渣傾向性預(yù)測模型、入爐煤優(yōu)化調(diào)配模型等。

燃燒經(jīng)濟分析：采集燃燒煤質(zhì)、鍋爐飛灰含碳量、氧量、排煙溫度、環(huán)境溫度測量數(shù)據(jù)，對鍋爐燃燒的實際運行效率計算，分析評估配煤燃燒經(jīng)濟性。其中飛灰含碳量按實測數(shù)據(jù)，否則由預(yù)測模型提供預(yù)測數(shù)據(jù)。

燃燒安全分析：建立在線實時的鍋爐熱力計算模型，實時計算鍋爐各換熱面的熱力學(xué)參數(shù)，通過鍋爐換熱面熱力學(xué)參數(shù)的長時間變遷分析，預(yù)測水冷壁或高溫受熱面結(jié)渣的可能性。

燃燒環(huán)保指標(biāo)分析：采集燃燒NOx、SO2、煙塵排放濃度實測數(shù)據(jù)，對配煤摻燒排放進行分析評估，提高環(huán)保指標(biāo)預(yù)測準(zhǔn)確率。

智能配煤摻燒系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)功能：因鍋爐負(fù)荷處于多變狀態(tài)，絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)不能用于系統(tǒng)自主建模，通過建立穩(wěn)定工況在線評判模型，后臺進行穩(wěn)定工況智能化選取，獲取并存儲穩(wěn)定工況下的鍋爐運行參數(shù)(包括燃燒控制參數(shù))和入爐煤及其摻燒模式、鍋爐效率、NOx濃度等相關(guān)參數(shù)，作為優(yōu)化和完善智能模型的自主學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)源，提高智能摻燒模型的預(yù)測結(jié)果和實際運行結(jié)果的吻合程度。

2.5.2 智能上煤模型

依據(jù)配煤策略模型，結(jié)合煤場煤質(zhì)分布情況、輸煤系統(tǒng)設(shè)備工作狀態(tài)、煤堆溫度及存放時間情況等，智能制定取煤方案，指令斗輪機取煤作業(yè)，提高上煤效率，降低運行成本。

2.5.3 煤倉動態(tài)顯示模型

根據(jù)精確配煤摻燒方案，實時比較分析煤倉進煤量和磨煤機的流量，得出煤倉內(nèi)各煤種的煤量，為制定煤場取煤方案提供煤量數(shù)據(jù)。

2.5.4 煤種自燃氧化損耗分析模型

通過煤堆智能測溫棒實時將檢測到的溫度數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)，結(jié)合煤場管理子系統(tǒng)，實時獲得煤堆的溫度分布和變化趨勢，對不同煤種存放時間、煤質(zhì)數(shù)據(jù)(熱值)進行統(tǒng)計、分析、仿真，建立不同煤種溫度變化、煤質(zhì)數(shù)據(jù)變化和時間軸的智能分析堆煤自燃氧化損耗模型，預(yù)測無煤堆智能測溫棒煤堆區(qū)域自燃氧化損耗程度，提高煤炭儲存的安全性，為智能制定配煤摻燒策略及上煤方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.6 堆場管理子系統(tǒng)

利用斗輪機精確定位、煤堆區(qū)域溫度建立的數(shù)據(jù)庫，結(jié)合系統(tǒng)產(chǎn)生的時間維度，通過三維圖形方式全面直觀的展示煤場多維度數(shù)據(jù)，動態(tài)顯示各個煤場中燃煤信息，包括燃煤儲存指標(biāo)、煤質(zhì)構(gòu)成、燃煤堆放ID地址、煤堆溫度、煤堆體積及煤量、時間等情況。通過信息可隨時了解燃煤使用情況，為燃煤采購提供依據(jù)。

系統(tǒng)智能生成入廠煤堆放方案，在煤堆圖形上預(yù)示堆放后效果(煤堆處于高亮狀態(tài))，用戶確認(rèn)后系統(tǒng)發(fā)出堆放入庫指令，系統(tǒng)支持對多批來煤進行批量入庫操作。

接受取煤指令，系統(tǒng)智能優(yōu)選預(yù)示取用堆煤圖形效果并高亮顯示，用戶確認(rèn)后系統(tǒng)發(fā)出取煤啟動指令，取煤完成后，煤堆圖形處于固化狀態(tài)。操作執(zhí)行時間可預(yù)設(shè)也可手動調(diào)整。

當(dāng)煤場存煤量低于正常發(fā)電庫存、溫度超過系統(tǒng)設(shè)置值、存煤時間超過系統(tǒng)設(shè)置值、斗輪機未按指令堆取煤時，系統(tǒng)向?qū)?yīng)人員發(fā)送預(yù)警信息，實現(xiàn)煤場預(yù)警。

2.7 智能運行維護管理子系統(tǒng)

建立先進的設(shè)備管理方法和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的設(shè)備維修技術(shù)，以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)為前提的設(shè)備預(yù)防性維修管理模式，有利于提高設(shè)備的工作連續(xù)性及安全可靠性,是實現(xiàn)電廠設(shè)備管理智能化的必要條件。

電廠設(shè)備智能運行維護管理系統(tǒng)主要有設(shè)備的壽命管理、質(zhì)量管理、危機管理等。

2.7.1 壽命管理

轉(zhuǎn)動部件需要監(jiān)控主要指碎煤機、篩煤機、滾筒、減速器、電動機軸承部位的溫度、振動，在需要檢測的軸承部位安裝振動監(jiān)測儀和溫度監(jiān)測裝置，監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至智能燃料管理控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫開展分析，異常情況發(fā)出報警，由運行人員現(xiàn)場確認(rèn)軸承溫度、振動、轉(zhuǎn)動聲音情況，根據(jù)軸承生命周期由系統(tǒng)確定啟動相應(yīng)處理程序。包括托輥軸承等數(shù)據(jù)庫將記錄軸承安裝位置、進庫時間、軸承型號、品牌、托輥制造商、每次運行時間、累計運行時間、潤滑油脂加注時間、損壞原因等信息，系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析，在壽命后期發(fā)出相應(yīng)預(yù)警加強測量周期監(jiān)控，對設(shè)備剛剛大修后或接近大修時或監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線變化明顯的轉(zhuǎn)動部件，可加強測量間隔密度，以防突發(fā)事故而造成故障停機；系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫記錄，參照軸承生命周期，自動提醒需要跟換或加注潤滑油脂等周期性維護操作。

2.7.2 質(zhì)量管理

系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫記錄，統(tǒng)計部件的使用壽命及損壞原因，分析得出各個維修部件在不同制造商品牌、制造質(zhì)量、使用壽命的質(zhì)量等級，為備品備件采購提供理論依據(jù)和指導(dǎo)意見。

2.7.3 危機管理

落煤管、膠帶積煤自燃監(jiān)測：在正對容易積煤區(qū)域且不受煤炭沖擊的落煤管部位開設(shè)監(jiān)測窗口，窗口外側(cè)固定帶紅外窗口的密封錐形凸臺罩，將配保護裝置的紅外測溫儀安裝在紅外窗口處，紅外探頭對著積煤區(qū)域，也可在容易積煤的落煤管部位外表面粘貼熱電偶獲取溫度數(shù)據(jù)，測得溫度數(shù)據(jù)傳輸至智能燃料管理控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫開展分析,異常情況發(fā)出報警并啟動相應(yīng)處理程序。

在皮帶機尾部滾筒、拉緊裝置間等區(qū)域安裝帶紅外測溫的紅外熱成像攝像機監(jiān)測這些區(qū)域的積煤情況或斷帶后膠帶墜落堆積情況，監(jiān)測積煤自燃情況，圖像及測溫數(shù)據(jù)傳輸至智能燃料管理控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫開展分析，異常情況發(fā)出報警并啟動相應(yīng)處理程序，如受智能燃料管理控制系統(tǒng)指令控制的帶電磁閥沖洗裝置清除積煤。

對于運煤系統(tǒng)的其他設(shè)備及其零部件可參照相應(yīng)模式開展智能化管理。

2.8 智能分析評估子系統(tǒng)

利用已有的數(shù)據(jù)庫信息，根據(jù)電廠的實際需要，可建立的如煤質(zhì)分析評價系統(tǒng)、煤量分析評估系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)分析系統(tǒng)等多個智能分析評估系統(tǒng)。

煤質(zhì)分析評價系統(tǒng)：根據(jù)智能燃煤采制化子系統(tǒng)獲得即時煤質(zhì)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)庫內(nèi)積累的對應(yīng)煤種的大量分析數(shù)據(jù)及預(yù)設(shè)的偏差值，分析其煤質(zhì)數(shù)據(jù)是否存在異常偏差，如發(fā)現(xiàn)異常，可及時把該信息反饋到化驗分析終端，提醒在分析對象棄樣前檢查分析儀器準(zhǔn)確性和再次對煤樣進行重復(fù)性化驗分析，確定異常數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；對照數(shù)據(jù)庫內(nèi)供煤方提供的煤質(zhì)數(shù)據(jù)，如煤質(zhì)偏差超預(yù)設(shè)的偏差值，系統(tǒng)發(fā)出警告并啟動請求第三方檢驗確認(rèn)程序；系統(tǒng)接收第三方檢驗結(jié)果數(shù)據(jù)，啟動供需雙方對檢驗結(jié)果確認(rèn)流程，經(jīng)確認(rèn)后，系統(tǒng)將自動修正堆放在煤場內(nèi)該煤種的數(shù)據(jù)庫煤質(zhì)數(shù)據(jù)。

煤量分析評估系統(tǒng):在車輛卸車裝置前或卸船機上安裝激光三維盤煤裝置，掃描車或船上煤堆三維形狀，根據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的車輛或船型數(shù)據(jù)，計算出煤堆體積及煤量值，與汽車衡、軌道衡或水尺測得計量數(shù)據(jù)及預(yù)設(shè)的偏差值對比，分析其數(shù)據(jù)是否存在異常偏差，如發(fā)現(xiàn)異常，可及時把該信息反饋到計量裝置終端，提醒進行計量裝置準(zhǔn)確性標(biāo)定，并利用煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)異常情況，開展異常原因分析與處理；通過大量的數(shù)據(jù)及計量裝置準(zhǔn)確性標(biāo)定，可完善和修正數(shù)據(jù)庫內(nèi)不同煤種在車輛、船艙、煤場堆放的比重，使計算比重值越來越接近實際比重值，提高了發(fā)現(xiàn)計量裝置異常及時性；對于異常計量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)發(fā)出警告并啟動請求第三方確認(rèn)程序；系統(tǒng)接收第三方核算結(jié)果數(shù)據(jù)，啟動供需雙方對核算結(jié)果確認(rèn)流程，經(jīng)確認(rèn)后，系統(tǒng)將自動修正數(shù)據(jù)庫內(nèi)計量數(shù)據(jù)，含堆放在煤場內(nèi)該煤種的煤量數(shù)據(jù)。

設(shè)備狀態(tài)分析系統(tǒng)：根據(jù)設(shè)備及部件的振動、溫度、電流值、壽命值、加注潤滑油脂及維護情況、啟動使用頻率等數(shù)據(jù)，綜合判定設(shè)備及部件所處的運行狀態(tài)為優(yōu)異、良好、注意、不能使用四種狀態(tài)，設(shè)備在檢修或解除聯(lián)鎖期判定為不能使用狀態(tài)，設(shè)備狀態(tài)為注意、不能使用時，系統(tǒng)將發(fā)出警告；依據(jù)設(shè)備運行狀態(tài)，遵照規(guī)定時間內(nèi)檢驗設(shè)備可投入率原則，智能選擇運煤系統(tǒng)的運行控制方案。

3 結(jié)語

通過建立智能燃料管理控制系統(tǒng)，不僅有助于電廠減少煤炭的無功耗損，降低運行成本增強經(jīng)濟效益，還能助力電廠實現(xiàn)精細(xì)化管理，減少或避免安全事故，提高電廠的安全運行。利用積累的大量數(shù)據(jù)，不斷完善和豐富智能管理控制系統(tǒng)，建立專家系統(tǒng)，進一步推動電廠由智能化向更高層的智慧進行轉(zhuǎn)變，滿足經(jīng)濟不斷發(fā)展和科學(xué)管理水平提高的需求。