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1、電廠級燃料智能化管控平臺 燃料智能化管控平臺的意義燃料占據火力發電廠運行成本的60%-70%，燃料價格、質量、數量的微小差別對電廠的盈虧產生巨大的影響，但相對于電廠的生產系統，燃料系統的自動化、信息化和智能化程度卻最低。電廠級燃料智能化管控的意義和目的在于：作為電廠常規燃料管理信息系統（主要包括燃料計劃、合同、調運、結算、統計、查詢等管理功能）的后端管控平臺，幫助電廠在從燃料入廠到入爐的全過程中，盡量杜絕一切人為干預或出錯的因素和環節，同時通過智能設備、分析工具和智能專家、知識庫法，使燃料管理變為給電廠帶來可持續經濟效益的有力工具。燃料智能化管控平臺包括以下四大模塊1.智能煤場系統2.智能采制2、化系統3.智能診斷系統4.智能摻配混燒系統塞壬智能塞壬智能塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺電廠大燃料全流程電廠大燃料全流程優化系統優化系統采購采購平臺平臺庫存平臺庫存平臺堆取平臺堆取平臺配煤平臺配煤平臺燃燒優化平臺燃燒優化平臺采購策略采購策略煤種品質分析煤種品質分析燃煤成本利潤計算燃煤成本利潤計算庫存庫存量量優化優化進煤進煤計劃計劃煤場煤場4D地圖地圖堆料決策堆料決策堆料記錄堆料記錄取料決策取料決策取料記錄取料記錄智能配煤決策智能配煤決策配煤知識庫配煤知識庫周配煤規劃周配煤規劃配煤人工決策配煤人工決策煤倉動態監視煤倉動態監視鍋爐燃燒判別鍋爐燃燒判別燃燒優化策略燃燒優化策略摻燒智能評價摻3、燒智能評價全程能耗評估全程能耗評估采購資源數據庫采購資源數據庫（煤種數據庫煤種數據庫）煤煤-爐耦合數據庫爐耦合數據庫（煤質數據庫煤質數據庫）摻配摻燒數據庫摻配摻燒數據庫（配煤知識庫配煤知識庫）在線尋優數據庫在線尋優數據庫（優化知識庫優化知識庫）成本分析平臺成本分析平臺單煤成本分析單煤成本分析混煤成本分析混煤成本分析成本總覽成本總覽電廠級燃料智能化管控（不含硬件設備）設計概念電廠級燃料智能化管控平臺1.智能煤場系統智能煤場系統包括以下四個主要模塊：數字化煤場智能堆取決策斗輪機遠程智能操控系統智能盤煤系統數字化煤場數字化煤場模塊能夠用4D功能真實、實時、準確的顯示顯示煤場三維圖、平面圖和展開圖，以4、及煤場存煤信息（包括存儲位置、煤質、堆放時間、煤堆角度、煤堆密度、煤堆重量等信息），可描繪出煤場存煤每個分區、每個層面的煤炭重量、煤炭質量，而且通過時間軸增加了追溯功能，通過鼠標的移動可以追溯到某一煤種從入場到目前的所有情況以及同一位置之前所放的煤種的所有信息，為摻配煤的定點取煤提供基礎支撐。塞壬智能塞壬智能技術特色4D煤場地圖1.實時，隨時掌握；2.4D，動態變化；3.縮放，自由展示；4.信息，完全整合；5.體驗，無時延響應。塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺智能堆取決策首先，根據電廠實際情況和需要將煤場劃分為若干區域，煤場的每個區域存放固定的一個礦或者幾個礦的來煤。對于來煤單位多而煤5、場較小的單位，實施分區管理；然后，根據機組負荷和安全性、經濟性、環保性需要，按煤種、煤質、來料時間、堆存時間等配煤摻燒和煤場管理的要求，提供最優堆、取煤方案。從而為最后的智能摻配混燒系統提供準確的依據。斗輪機遠程智能操控系統目前堆取料作業分為三種方式，分別為：現場手動、遠程集中控制和遠程自動控制（無人值守）。電廠對斗輪機運行優化的需求主要是：一是讓斗輪機的操作人員擺脫惡劣的工作環境，二是降低人為干擾因素，三是提高斗輪機的堆取料效率，以降低廠用電率。現場手動控制現場手動控制是所有堆取料機作業運行所具備的基本功能。通過駕駛員在現場駕駛室的控制面板上按鈕切換進行堆取料機的行走、堆料、取料控制。在人工6、堆料過程中，由操作人員通過現場查看確定堆煤位置，并實施控制堆料機進行作業。在實際工作中經常由于操作人員的疲勞、注意力不集中或誤操作造成堆料超高、堆放區域錯誤等問題，對煤場的生產管理造成了損失，甚至出現安全事故。塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺斗輪機遠程智能操控系統（續）遠程集中控制遠程集中控制是在非現場中控室內設置堆取料機作業執行終端PC，通過網絡鏈路將堆取料機控制PLC及直控點功能遠程移植到中控室，實現現場無人作業。中控室設置直線急停手動按鈕，用于網絡鏈路故障時，急停堆取料機作業。目前此技術相對成熟并被較為廣泛的應用。遠程自動控制（無人值守）遠程自動控制是在非現場中控室數字化煤場或數7、字燃料管控系統內設置堆取料機作業功能模塊，通過堆取指令協議直接下達作業指令，由現場智控終端完成指令解析、合成動作邏輯、控制機械動作，作業過程無需駕駛員干預即可完成堆取料作業。該技術對煤場的使用率（需小于70%）和煤種的多樣性（不適合煤種過多的煤場）要求高，而且目前只有一兩個試點項目在試運中。遠程智能操控系統（現場無人值守）在遠程集中控制的基礎上，我們設計了斗輪機遠程智能操控系統：以虛擬現實（VR）技術實現遠程操控斗輪機，通過智能分析優化提高斗輪機的運行效率，降低廠用電率。該系統不但可以解決遠程集中控制盲點較多的問題，還可以解決遠程自動控制（無人值守）適應性較低的問題（遠程智能操控系統可以適用于8、所有的煤場環境）。塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺 智能盤煤系統通過無人機盤煤儀、堆取料定位裝置和煤棚專用激光盤煤儀技術實時監控煤堆，將取料、堆料的每個過程引起的煤堆外形變化掃描并記錄，掃描結果實時出現在數字化煤場系統中，通過煤場分區的數字化管理指導相關煤種的先進先出，以不同顏色顯示不同煤種，為配煤摻燒提供了可靠的依據。（i）無人機盤煤儀無人機盤煤儀操作簡單（一鍵啟停，自動按照設定路線飛行）、盤煤效率高（一般的煤場十五分鐘內可以完成）、精確性高（其他的盤煤儀掃描后產生數千上萬的點云，無人機盤煤儀能夠產生幾百萬個點云，因此不但可以幾乎完全真實的成現出煤場的實際圖形，而且根據用戶的實際考評9、誤差控制在千分之五以內）。能生成各種不同圖形：三維網格圖形、俯視平面高程圖、分層剖面圖等。在分層剖面圖中，可以清楚的看到每次分層后煤場存煤的層次變化，每層的煤量等，為煤場分層提供前期準備。塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺無人機盤煤效果圖塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺 智能盤煤系統（續）（ii）煤棚內盤煤儀系統煤棚內盤煤儀系統可提供無任何死角完美盤煤方案，解決了堆取料機遠端（外側面）無法掃描和軌道限位以外的煤堆無法掃描的行業難題，也解決了便攜式激光盤煤儀人為可干擾因素過多的缺陷。（iii）煤堆密度利用無人機盤煤儀結合煤棚內激光盤煤儀技術，獲取煤堆外形、體積，并結合重量、計算煤堆10、平均密度，再根據歷史煤質-密度-重量關系，使生產過程統一到重量、體積、密度和外形四個標準下，而不再是孤立的方式來衡量：入廠驗收用稱量重量、煤場存煤用盤煤體積、入原煤倉用煤面感應、給料入爐用皮帶重量，保證了進存耗全程的協同性。智能盤煤系統融入無人機和激光盤煤測量技術后，通過建立的多點密度、密度-煤質智能關系庫，可用來對不同位置的煤炭重量、煤質變化作定性的分析，可對入廠的煤炭質、量異常進行預警，對傳統的通過計量工具測量出的量、質作對比判斷，加強了數據的準確性、安全性，并強化了數據的可追溯性。塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺2.智能采制化系統我們研發的智能采制樣管控系統完全用采用3D可視化技11、術展現所有硬件設備的生產流程，把增強現實（AR）技術用于所有設備的故障報警信號和關鍵功能鍵，起到了仿真、直觀、實時、防止誤操作。設備總圖設有各設備緊急停止按鈕，各分設備三維圖可實時顯示故障報警，并設有故障報警處理界面與人工工作票制度融合，同時也可通過圖表展示所有設備的故障報警情況。智能采制化系統硬件設備主要包括以下五個主要部分：自動采樣機汽車采樣機、火車采樣機、皮帶采樣機等 自動制樣機 樣品存樣柜 樣品輸送裝置機械式、皮帶式、氣力輸送 樣品化驗設備（標準化驗室系統）塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺燃料系統三維效果總圖塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺2.智能采制化系統 自動采樣機12、（汽車采樣機、火車采樣機、皮帶采樣機等）通過自動采樣機，一是解決了電廠人工采樣帶來的勞動強度大、人員主觀性誤差和人為干預等問題；二是自動采樣機隨機采樣的特性，基本杜絕了煤炭供應商在煤質上弄虛作假的可能；三是采樣自動生成的編碼與之后的制樣、存樣、化驗階段產生的編碼一一對應，既規避了樣品被調換的風險，又能夠存檔待查和被追溯。自動制樣機自動制樣機的使用，避免了人工制樣過程中的不規范操作、無意間的失誤、有意的人為干預、遺失等問題，制出的樣品統一規范符合國標要求，可隨時查詢追溯。樣品存樣柜樣品存樣柜的使用能夠對樣品做到可控、可管、安全、可查、避免人員直接接觸樣品。樣品輸送裝置（機械式、皮帶式、氣力輸送等13、）樣品輸送裝置主要是將制樣機制成的樣品輸送至存樣柜和化驗室，主要是減少人工搬運的工作量，避免人工搬運時可能出現的各類問題。樣品化驗設備（標準化化驗室）目前新一代的化驗設備都自帶PLC和上位機，可以將化驗數據自動上傳，避免了人工錄入的工作和可能產生的各種差錯和問題。塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺塞壬智能塞壬智能火車采樣機皮帶采樣機電廠級燃料智能化管控平臺采樣報表塞壬智能塞壬智能采樣信息人工錄入電廠級燃料智能化管控平臺塞壬智能塞壬智能制樣報表制樣機電廠級燃料智能化管控平臺塞壬智能塞壬智能煤樣信息查詢一覽表制樣機故障報警一覽表電廠級燃料智能化管控平臺塞壬智能塞壬智能化驗數據人工錄入輔助功能14、化驗結果一覽表電廠級燃料智能化管控平臺3.智能診斷系統通過大數據云平臺和智能分析工具，對燃料系統內重要的設備如斗輪機、采制樣機等進行智能化狀態診斷，實現在線監測、智能維修維護和運行優化功能。4.智能摻配混燒系統電廠一直習慣于使用設計煤種或校核煤種，多年前隨著煤炭價格的飆漲，部分電廠開始考慮摻配混燒高硫、低熱值的劣質煤，甚至有的地方環保部門要求電廠摻燒煤泥甚至淤泥。這兩年煤炭價格暴跌，已回到甚至低于漲價前的水平，煤炭市場重新回到買方市場，大部分電廠開始停止摻配混燒。然而，裝機容量過剩，負荷和利用小時大幅減少，電價繼續下調的趨勢短期內難以扭轉，導致煤炭價格下跌給電廠帶來的利潤空間已被吞噬一空，據相15、關專家預計，今年又將重現煤炭價格高啟時火電廠大面積虧損的情況。相對于其他模塊的投入大產出小或產生一次性利益的特點，摻配混燒是能讓智能燃料管理給電廠帶來可持續經濟效益的重要手段。塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺智能診斷設備可拆解到每一個零件，突出故障，并提供故障處理建議智能診斷設備運行優化曲線塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺4.智能摻配混燒系統（續）摻配混燒一般有三種方式：煤場摻混、皮帶摻混、分磨分倉爐內混燒。煤場摻混：優點是簡單易行；缺點是無法充分混合，摻混方法只能依靠經驗，忽視了煤炭和鍋爐的燃燒特性。皮帶摻混：優點是混合相對充分，混配時間、煤量等易于控制；缺點是原煤倉入煤和存16、煤煤種、煤質無法準確把握，同樣忽略了煤炭和鍋爐的燃燒特性。分磨分倉爐內混燒：優點是爐內混合充分均勻，準確掌握入爐煤質煤量，充分考慮了煤炭和鍋爐的燃燒特性；缺點是必須熟悉所有煤種和鍋爐的燃燒特性，需要大量的燃燒實驗研究作為基礎，系統必須擁有巨大的數據專家庫和大量的經驗值作為參考。塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺配煤摻燒的目標拓寬燃煤煤種、降低燃料成本、穩定鍋爐燃燒、減小熱值差、拓寬燃煤煤種、降低燃料成本、穩定鍋爐燃燒、減小熱值差、提高經濟效益、保障排放達標提高經濟效益、保障排放達標擴大入廠煤的經濟性擴大入廠煤的經濟性煤種分析，優化采購；煤種分析，優化采購；價值分析，利潤最大；價值分析，利17、潤最大；礦點分析；礦點分析；保障入爐煤的穩定性保障入爐煤的穩定性智能摻配、品質管理；智能摻配、品質管理；多元協同、綜合最優；多元協同、綜合最優；削峰填谷、平衡煤質；削峰填谷、平衡煤質；提升煤場管理科學性提升煤場管理科學性庫存優化、兼顧安全；庫存優化、兼顧安全；分類堆放、燒舊存新；分類堆放、燒舊存新；智能煤場。智能煤場。塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺技術思路構建電廠燃料管理和配煤摻燒工作進行全流程優化決策和管理的軟硬件平臺。包括了科學堆煤、智能配煤、優化燃燒、優化采購、庫存優化、存煤實時監控、煤種實時監控、摻燒案例積累、摻燒知識自學習、運行優化數據挖掘等功能。煤場煤場煤倉煤倉制粉系統制18、粉系統配煤決策上倉決策煤倉煤種分層監視燃燒優化效果評價燃燒情況排放數據煤倉數據堆取料決策購煤決策人機人機對話對話運行人員運行人員數據共享數據共享其它服務器其它服務器燃料管理人員燃料管理人員入廠數據、煤場數據、煤質化驗數據塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺技術思路采購資源數據庫（煤種數據庫）煤-爐耦合數據庫（煤質數據庫）摻配摻燒數據庫（配煤知識庫）在線尋優數據庫（優化知識庫）800多條煤種數據全國各地礦點資源數據印尼、俄羅斯等煤礦資源數據1000多條實驗/試驗結果數據針對性的實驗及試驗研究結論電廠鍋爐和煤種的關系曲線400多條配比知識多個電廠應用的上倉規則1440條/天，數據在線自學習不斷19、豐富的案例庫離線挖掘得到的規則庫需求菜單采購菜單配煤菜單塞壬智能塞壬智能智能摻配混燒方案的精準性取決于上面四大庫的內容，而四大庫內容的準確性一是依靠大量實驗室對煤質和鍋爐燃燒的實驗數據，二是憑借大量實施案例經驗值的積累。因此，簡單依靠軟件的計算和煤質參數加權平均計算出來的線性變化結果，電廠實際運用時將會對安全生產造成較大的風險。電廠級燃料智能化管控平臺摻燒成本精細計算模型技術特色3000燃料成本（元/噸）400500600原煤熱值（kcal/kg）400050006000耗電磨損脫硫與煤質關系曲線電耗磨損脫硫等成本（元/噸）302010平衡點入廠煤成本入廠煤成本與煤質關系曲線與煤質關系曲線配煤20、摻燒是一把“雙刃劍”。精細化配燒需要確定燃煤采購成本和機組運行經濟性之間的數量關系，尋求燃料價格成本與運行成本的的平衡點，將定性分析轉為了定量分析，得出單位燃料成本與入廠煤熱值的關系，實現電廠單位電力輸出成本的價值最優化。塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺塞壬智能塞壬智能發電成本變動入庫綜合煤價熱值損耗（場損）到廠煤價環保成本煤耗鍋爐效率制粉、風機電耗副產品環保排污環保電耗 熱值Qnet 灰分Aad 可磨性系數HGI 硫分St 水分Mar 揮發分摻燒成本精細計算模型（續）電廠級燃料智能化管控平臺技術特色塞壬智能塞壬智能實時煤場存煤單煤選擇單煤權重賦值規則配煤解空間計算混煤約束條件決策域生21、成配煤方案尋優混煤權重合成方法優化方案解集上煤方案計算配煤及上煤方案輸出摻燒效果反饋案例提取和知識發現配煤知識庫磨煤機組合優化基于知識權重修正目標函數構建模型煤倉監測機組狀態基于經驗權重修正實驗室研究結論現場試驗結論混煤特性ANN模型GA尋優算法1.基于煤種數據庫、配煤知識庫；2.獨創二級智能配煤策略；3.方案具體到上倉和取料；4.多目標權重自動尋優。智能配煤決策技術特色電廠級燃料智能化管控平臺塞壬智能塞壬智能電廠級燃料智能化管控平臺技術特色塞壬智能塞壬智能1.動態圖形展示煤倉；2.實現內部“可視化”；3.煤種變更提醒；4.可用時間實時計算。原煤倉動態技術特色電廠級燃料智能化管控平臺塞壬智能塞22、壬智能1.高效低NOx的氧量優化策略；2.多種控制策略并行；3.提高鍋爐效率0.3%以上；4.降低NOx排放10%以上。燃燒優化策略電廠級燃料智能化管控平臺技術特色塞壬智能塞壬智能1.系統自動評價摻燒效果；2.新煤種快速品質分析；3.全過程能耗分析；智能評價與分析電廠級燃料智能化管控平臺技術特色塞壬智能塞壬智能華華能能海海門門電電廠廠應用業績電廠級燃料智能化管控平臺塞壬智能塞壬智能應用業績國國電電泰泰州州電電廠廠電廠級燃料智能化管控平臺塞壬智能塞壬智能應用業績電廠級燃料智能化管控平臺國國電電泰泰州州電電廠廠智智能能摻摻配配塞壬智能塞壬智能應用業績國國電電泰泰州州電電廠廠成成本本分分析析電廠級燃料智能化管控平臺煤種數由8種拓寬到23種；最低熱值由5100大卡拓寬到3200大卡；最高硫份由0.7%拓寬到2.3%；摻燒非設計煤種1340萬噸；鍋爐效率提高0.7%；煤耗降低約3.3g/kWh。塞壬智能塞壬智能應用業績粵電紅海灣發電公司粵電紅海灣發電公司電廠級燃料智能化管控平臺廣東平海電廠廣東平海電廠合理摻燒高硫煤、減少SO2排放4000噸/年；鍋爐效率提高0.45%；煤場實際可堆容量顯著提高。塞壬智能塞壬智能應用業績電廠級燃料智能化管控平臺