燃料智能化管理系統(tǒng)建設(shè)及其成效初探

楊 新 榮

(甘肅電投武威熱電有限責(zé)任公司，甘肅 武威 733000)

0 引 言

燃料管理作為火力發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)營的重要組成部分，隨著煤炭市場化運作的深入，燃料管理方式也發(fā)生了質(zhì)的變化。雖煤炭行業(yè)已進入全面調(diào)控時代，但火電企業(yè)煤炭采購成本仍占企業(yè)成本的70%左右，其為火力發(fā)電廠最大的變動成本，涉及經(jīng)營成本管控及從業(yè)風(fēng)險管控。

甘肅電投武威熱電有限責(zé)任公司(以下簡稱武威熱電)地處河西走廊中部，周邊大型煤礦較少，燃料成本管控難度大。為杜絕燃料管理漏洞、確保經(jīng)濟利益體現(xiàn)及提升企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營管理水平和核心競爭力，在借鑒其他企業(yè)將信息化引入燃料管理的先進經(jīng)驗基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)火電企業(yè)燃料智能化管理系統(tǒng)的相關(guān)研究與應(yīng)用[1-10]，于基建初期即梳理燃料從采購到入爐的系統(tǒng)管控流程，實施燃料智能化管控建設(shè)并利用燃料信息化管理手段，實現(xiàn)燃料從計劃、合同到檢質(zhì)、檢斤、統(tǒng)計核算報表產(chǎn)生的全流程管理，并不斷擴展至采制化信息閉鎖、分析數(shù)據(jù)傳遞和視頻監(jiān)控等功能。

1 燃料智能化管理系統(tǒng)的建設(shè)

1.1 燃料智能化管理分析

火力發(fā)電企業(yè)燃料管理包含燃煤供應(yīng)計劃的編制、燃料的成本核算、燃料的運輸、燃煤的數(shù)量和質(zhì)量驗收、燃煤的合理存放、煤場盤點和配煤摻燒管理等。此為較復(fù)雜繁瑣的系統(tǒng)工程，覆蓋生產(chǎn)管理及經(jīng)營管理工作，即對燃料的“進、耗、存、量、質(zhì)、價”進行全面管理。

1.2 燃料智能化管理系統(tǒng)的組成

燃料智能化管理系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。硬件系統(tǒng)包括燃料各環(huán)節(jié)的主機、輔機及其相連的管道、線路等硬件設(shè)備以及設(shè)備自身的獨立控制系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)包括運行監(jiān)控系統(tǒng)、業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)。

(1)燃料運輸管理智能化。燃料運輸智能化管理涉及運輸工具的調(diào)運、入廠、重車過衡、采樣、卸車、輕車過衡、空車出廠、入廠無人值守、稱重?zé)o人值守、回皮無人值守、防作弊、科學(xué)調(diào)度等圍繞運輸過程的運行環(huán)節(jié)，主要實現(xiàn)車輛自動識別、入廠排隊等幾個關(guān)鍵功能，用以保證數(shù)量驗收結(jié)果的準確性、公正性、公平性。

(2)樣品驗收管理智能化。樣品驗收智能管理主要實現(xiàn)對燃料的采樣、制樣、封樣、存樣、取樣、化驗等無人值守的樣品現(xiàn)場管理，從而遵循“人樣分離、盲存盲取、即取即驗”的管理原則。

(3)煤場智能化管理。運用定位技術(shù)、無線射頻技術(shù)、計量統(tǒng)計技術(shù)以及與斗輪機、膠帶秤等設(shè)備對接，實時獲取進煤和出煤數(shù)據(jù)，并通過實時的圖表展示煤場的煤量、煤質(zhì)的動態(tài)信息。

(4)監(jiān)控系統(tǒng)。對燃料管理涉及的設(shè)備進行集中管控，利用自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實時采集設(shè)備的運行工況、設(shè)備參數(shù)、業(yè)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等信息，實現(xiàn)對設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測和遠程遙控操作，調(diào)度和指揮各區(qū)域、各設(shè)備間的協(xié)調(diào)工作。

(5)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)將其所采集的設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，經(jīng)分析、加工形成原始的業(yè)務(wù)單據(jù)數(shù)據(jù)，按指令傳遞給業(yè)務(wù)系統(tǒng)，由業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行計算、加工、匯總、統(tǒng)計，從而形成業(yè)務(wù)管理信息流，完成燃料指標、單據(jù)、報表等業(yè)務(wù)管理范疇的信息化工作，并負責(zé)向監(jiān)控系統(tǒng)推送、下達業(yè)務(wù)管理類指令。業(yè)務(wù)系統(tǒng)涵蓋燃料計劃管理、供應(yīng)商管理、合同管理、調(diào)運管理、入廠驗收管理、接卸管理等多個環(huán)節(jié)的管理內(nèi)容，以滿足火電企業(yè)日常燃料管理要求。

2 燃料智能化成效

2.1 降本增效

通過建立燃料智能化管理系統(tǒng)，以現(xiàn)代自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，實時反饋、處理、監(jiān)督燃料從計劃采購到摻配入爐燃燒的燃料全過程的實時動態(tài)信息，從而提升火力發(fā)電企業(yè)的管理水平，達到降低煤耗及控制燃料成本之目的。

(1)合理采購。燃料智能化管理系統(tǒng)在采購計劃和采購過程中可協(xié)助火力發(fā)電企業(yè)合理分析煤炭需求和采購計劃。燃料智能化管理系統(tǒng)整合歷史上燃料的進、存、耗數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)有煤場的燃煤數(shù)量、質(zhì)量情況以及機組運行的歷史數(shù)據(jù)和未來計劃、科學(xué)預(yù)測燃煤耗存情況，按預(yù)測結(jié)果計算電廠全年各時段、各煤種的需求量，有計劃、有步驟、有依據(jù)、有審批地進行采購，有利于降低燃料的采購成本，有助于科學(xué)決策與分析。

(2)燃煤驗收質(zhì)量控制。燃料智能化管理系統(tǒng)利用現(xiàn)代化的設(shè)備實現(xiàn)對燃煤的入場、計量、采樣、制樣和化驗工作的自動化、規(guī)范化，杜絕了人為因素的影響，使煤炭驗收計量和化驗結(jié)果更具代表性，同時也減少了糾紛的發(fā)生和不良合同的產(chǎn)生。① 入場管理:利用識別手段準確識別車輛牌號、型號及所載燃煤的來源，實時監(jiān)控防止舞弊。② 計量管理:與計量設(shè)備直接對接，杜絕人為干擾。③ 采樣管理:采用全自動采樣系統(tǒng)，按國家標準規(guī)定，從運煤火車、汽車車廂、皮帶煤流中隨機布點并全斷面采集煤樣，消除采樣環(huán)節(jié)中的人為干擾因素。④ 制樣管理:采用全自動制樣系統(tǒng)，按照國標要求，根據(jù)實際需要，自動將原煤樣制備成<6 mm、<3 mm、<0.2 mm各種煤樣。消除工人制樣過程標準掌握不一的因素影響。⑤ 化驗管理:建立標準化實驗室，對化驗設(shè)備實施網(wǎng)絡(luò)化管理，并采用在線式自動化驗設(shè)備進行化驗，實現(xiàn)化驗數(shù)據(jù)管理科學(xué)化。

(3)優(yōu)儲降耗，科學(xué)摻配。燃料智能化管理系統(tǒng)對煤場實行精細化管理，通過合理調(diào)運、分類堆放、燒舊存新、定期碾壓等措施，減少煤場量質(zhì)損耗。配煤摻燒管理以低價煤種摻燒為扭虧增盈的突破口，優(yōu)化煤炭結(jié)構(gòu)，落實安全保障措施，實施精細化摻燒，全力降低燃料成本。

2.2 風(fēng)險管控

燃料智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計遵循“調(diào)控一體化、管理一體化、流程一體化、信息一體化”的設(shè)計理念，通過“管理制度化、制度流程化、流程表單化、表單信息化”，實現(xiàn)管理自上而下的規(guī)范統(tǒng)一，確保管理指令的有效實施。通過表單化將管理制度、技術(shù)標準等化繁為簡，規(guī)范管理流程。通過信息化以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、流程的自動傳遞，可降低風(fēng)險及提高效率。

燃料智能化管理系統(tǒng)通過一系列措施和規(guī)定來實現(xiàn)安全風(fēng)險管控，如通過監(jiān)控系統(tǒng)識別燃料生產(chǎn)活動中的不規(guī)范操作及安全風(fēng)險，并利用業(yè)務(wù)系統(tǒng)對風(fēng)險實現(xiàn)定性、定量的統(tǒng)計分析，確定風(fēng)險的危害程度，進而有理有據(jù)地提出風(fēng)險管控的優(yōu)先順序及風(fēng)險管控的具體措施，以達到改善安全生產(chǎn)環(huán)境、減少和杜絕安全事故的目標。

(1)運輸環(huán)節(jié)風(fēng)險管控。該環(huán)節(jié)是煤炭供應(yīng)與電廠煤場之間的橋梁。燃料智能化管理系統(tǒng)協(xié)助制定日運輸計劃、接卸計劃，并按進度嚴格監(jiān)督各階段運輸計劃，確保供應(yīng)鏈運輸環(huán)節(jié)的暢通[10]。通過車輛注冊和運輸全過程監(jiān)控、離線報警，可避免車輛運輸過程中的換煤風(fēng)險。

(2)采制化環(huán)節(jié)風(fēng)險管控。通過全自動采制樣設(shè)備和樣品自動傳送，可實現(xiàn)樣品采集、制備過程無人參與；通過標準化實驗室的建立，可實現(xiàn)化驗數(shù)據(jù)的自動傳送及報表的自動生成，加之該過程全方位的視頻監(jiān)控，整個采制化人員從業(yè)風(fēng)險大幅度降低。

(3)煤場存儲環(huán)節(jié)風(fēng)險管控。煤場存儲管理環(huán)節(jié)風(fēng)險管控的有效性直接影響火力發(fā)電企業(yè)的安全生產(chǎn)，對此環(huán)節(jié)的風(fēng)險管控尤為重要。煤場智能化管理對來煤按煤質(zhì)進行科學(xué)分類，并設(shè)置煤場存量、燃煤存放時間等預(yù)警值對煤場的風(fēng)險進行預(yù)警。實時監(jiān)控煤場存煤的量、質(zhì)、價信息，監(jiān)控斗輪機的運行情況，實時把控煤場信息，杜絕煤場缺煤事故。根據(jù)煤場分區(qū)，定時對煤場各區(qū)域進行實時監(jiān)測煤堆溫度，同時設(shè)定預(yù)警值并進行溫度變化曲線的對比分析，對超溫情況預(yù)警提示，防止煤堆自燃，消除安全隱患。

2.3 企業(yè)經(jīng)濟與效益分析

(1)企業(yè)直接經(jīng)濟效益分析。武威熱電燃料智能化管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用取得直接的管理流程變化，主要表現(xiàn)在5個方面:① 入廠煤計量、采樣、制樣、存樣、取樣、棄樣、化驗的一體化布局，減少煤樣傳送環(huán)節(jié)；② 實現(xiàn)入爐煤計量信息自動采集和傳輸，保證質(zhì)量和價格信息的及時、準確；③ 實時掌握庫存煤炭的分類、分堆存放情況以及各堆場煤炭的礦別、量、質(zhì)、價等關(guān)鍵信息，為摻燒和存儲管理提供數(shù)據(jù)支持；④ 在煤樣采制、傳輸、存儲、化驗等過程中有效隔離人為因素，確保煤樣的真實性、代表性；⑤ 通過建設(shè)燃料智能化管控中心將分散的燃料設(shè)備和業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進行集中管理。

武威熱電燃料采制樣崗位由原來的26人減少至14人，每年減少人工成本108萬元；單列車皮接卸效率提高150%，制樣效率提高50%，入廠入爐煤熱值差較系統(tǒng)投運前期累計降低0.356 MJ/kg。

武威熱電燃料智能化管理系統(tǒng)一體化燃料智能管控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，可使煤炭驗收更加公平、公正并消除煤電雙方結(jié)算數(shù)據(jù)的偏差，避免商務(wù)糾紛及樹立良好的企業(yè)形象，吸引更多煤炭供應(yīng)商參與武威熱電的電煤采購供應(yīng)。自2016年8月進煤以來，武威熱電采購低價煤種38.82萬t，節(jié)約燃料費用1 377.91萬元。武威熱電通過技術(shù)手段建立燃料管理懲防體系，從而實現(xiàn)燃料管理重心從規(guī)范人員行為向設(shè)備管理、流程管理的轉(zhuǎn)變，杜絕了燃料領(lǐng)域腐敗的滋生。

(2)企業(yè)間接經(jīng)濟效益分析。武威熱電目前實現(xiàn)了煤炭管理過程的全自動、智能化管控，完成了運煤車輛流(火車入廠、出廠管理)、煤樣流(樣品采樣、制樣、封樣、存樣、取樣、化驗)、燃煤流(燃煤計量、煤場、入爐)、信息流(燃料數(shù)據(jù)的進、耗、存、量、質(zhì)、價)、業(yè)務(wù)流(計劃、審批、合同、結(jié)算、核算)的智能化管理建設(shè)目標。借助智能化燃料管理系統(tǒng)，公司嚴格控制成本，注重燃料效益，各項燃料指標持續(xù)改善，取得了顯著的經(jīng)濟效益。預(yù)計2018年公司入爐綜合標煤單價同比下降14.98元/t，降低燃料成本約1 352.86萬元。

3 結(jié) 語

武威熱電通過燃料智能化實現(xiàn)燃料全周期的實時動態(tài)管理，兼顧協(xié)調(diào)采購、生產(chǎn)耗用的燃料成本管理體系，可形成燃料所有環(huán)節(jié)的有效控制和管理。在此基礎(chǔ)上武威熱電提高燃料業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綜合利用率及實現(xiàn)燃料管理信息透明化，在優(yōu)化燃料供應(yīng)、減小燃料損耗、降低燃料成本方面成效顯著。

燃料智能化建設(shè)可通過現(xiàn)代化手段有效杜絕人為因素對燃料“進、耗、存”的影響，徹底改變以人為主導(dǎo)的燃料業(yè)務(wù)管理現(xiàn)狀，在火電企業(yè)減員增效、杜絕漏洞、降低風(fēng)險等方面也起到很大的推動作用，從而全面提升火電廠的現(xiàn)代化管理水平。