数字化煤场建设方案武汉博晟样本.docx
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数字化煤场建设方案武汉博晟样本
数字化煤场
建设方案
武汉博晟信息科技有限公司
12月
1.1数字化煤场
1.1.1智能化煤场管理
智能化煤场管理以煤场信息实时掌握为目的，通过定位技术、无线射频技术、数据叠加等技术从斗轮机、皮带秤、原煤仓等设备直接或间接实时采集数据，以三维数字化煤场方式展示煤场进出煤状态，同步嵌入实时煤场视频监控画面，煤场管理人员、输煤运营人员、发电运营人员可以及时掌握煤场动态存贮状况，为配煤掺烧提供精确及时现场燃煤信息，锅炉燃烧人员可以提前掌握当前锅炉原煤仓中煤量、煤质，以便于及时依照机组负荷以及锅炉燃烧状况提前调节燃烧方式，从而达到安全、经济地燃烧，减少发电煤耗。
煤场导航如下：
1.1.1.1煤场信息
（1）煤场信息
通过本模块，顾客可以查看电厂煤场信息。
煤场信息涉及：
煤场编码、煤场名称、顺序号、备注、煤场类型、煤场长度、煤场宽度、煤场底部标高、煤场容量、存煤数量。
参照界面如下：
（2）煤场分区
依照工作需要将电厂既有煤场按照不同煤质划分为若干区域，作为煤场管理其她环节对煤场详细部位精准定位基本。
依照电厂煤场中实际煤分布状况，在系统中动态建立煤场和煤块，模仿实际煤场中燃煤进出状况，以便顾客查询记录以及动态显示煤场信息。
依照煤场中现煤指标，系统给出最优建议堆放意见，最大限度地减少燃煤在存储过程中损耗，从而减少燃料成本。
1.1.1.2数字化煤场管理
将煤场合有信息和过程数据用3D模型呈现出来，顾客可以通过系统实时和直观理解到煤场存煤状况，存煤煤种、煤质，煤场堆放状况，安全预警等。
同步可通过有关模块实现来煤登记，堆料安排，取料安排，取料记录，煤场修正等功能。
3D煤场进、出煤场燃煤量数据通过皮带秤采集并自动导入系统，煤场里面煤质信息通过接口由燃料管理系统获得，通过加权平均计算出煤场煤质综合信息。
系统将煤场各某些信息完整信息进行展示，动态显示各个煤场中各块、各层燃煤信息，其中涉及燃煤储存指标、煤质构成、燃煤在煤场中分布、煤场温度等状况，用图形直观表达出来，以便顾客随时理解燃煤使用状况，为燃煤采购提供采购根据。
重要内容涉及：
（1）燃煤储存指标
储煤场最小容量应满足所有机组最大负荷运营一定天数（可设定）天以上用煤量。
普通状况下，按机组满负荷运营测算，煤炭库存在预定天数以上用煤量为正常库存煤量，需用煤量为库存警戒线。
（2）储存管理
系统对于存取煤历史进行记录，实时呈现。
燃煤储存应按“烧旧存新、合理掺配”原则进行煤种分类分堆存储，依照机组生产状况、煤场设施、面积大小等在合理组织调配燃煤状况下，科学组织燃煤堆存或燃用。
（3）存煤构造
依照电厂需要，在每月月底进行煤场盘点，系统依照盘点状况记录盘点及收耗存记录分析进行煤种、发站、供煤单位分析，煤场煤质记录，并以图形形式直观展示出来。
（4）存煤图
存煤图则是依照系统数据采集成果实时跟踪变化，燃料管理人员更能清晰明了理解煤场存煤状况。
1.1.1.3堆取煤管理
系统取自输煤系统与斗轮机定位系统数据形成读堆取煤信息，获得数据重要涉及：
堆煤时间、堆煤量、取煤时间、取煤量、剩余煤量、入厂煤批次号、煤堆编码等。
数据及来源重要涉及：
序号
数据
备注
1
出煤场煤质
原则化验室系统
2
出煤场煤量
数量基于现场输煤系统
3
出入厂煤量
数量基于现场输煤系统
4
入筒仓煤量
数量基于现场输煤系统
5
堆取煤位置（斗轮机定位）
数量基于现场输煤系统
6
犁煤器
数量基于现场输煤系统
7
三通挡板
数量基于现场输煤系统
8
叶轮给煤机
数量基于现场输煤系统
9
环式给煤机
数量基于现场输煤系统
10
皮带给煤机
数量基于现场输煤系统
11
皮带采样机
数量基于现场输煤系统
12
皮带机
数量基于现场输煤系统
监控示意图：
1.1.1.4煤场测温记录
依照煤场分区，每月定期对煤场各区域进行实测煤堆温度，维护测温记录。
如果其她系统对煤场温度进行了测量，可以直接从有关系统读取数据，如巡点检系统中。
1.1.1.5煤场盘点记录
运用激光盘煤仪，迅速测量煤堆上特性三维数据，并自动记录其空间坐标，然后，将测量数据传到系统中，采用数字内插技术拟合煤堆表面形状，从而求出整个煤场存煤体积，计算燃煤吨数和人工盘煤相比，可以提高火电厂煤场储煤量检测精度，减少盘煤时间和费用，以便于电厂进行成本核算、经济效益评估和科学管理，为提高火电厂煤场管理水平、减少消耗提供技术保证。
1.1.1.6斗轮机运营监控系统
斗轮机运营监控系统以无线信号收发器、无线基站组和无线局域网为手段，基于斗轮机行走编码器、俯仰编码器、回转编码器及工作站信息对于斗轮机运营状况进行监控，涉及斗轮机运营轨迹、运营状态等都能远程纳入监控，实时地计算出某煤场存煤量并方反映堆取煤过程。
（1）斗轮机调度记录
对每值斗轮机调度记录进行维护，相应时间段内应取煤地理位置记录到系统中，可通过曲线监视斗轮机运营状况，对于未按调度记录进行运作时段系统用红色轨迹标记工作区间并给出提示，对于执行偏差进行示警，及时处置并调节。
（2）斗轮机运营曲线
系统以曲线图方式展示斗轮机在近来时间相应区域内运营轨迹，管理人员可查询每台斗轮机在特定期间段内取煤点曲线，可查询到曲线相应明细数据表。
（3）斗轮机运营分析
将每值规定上煤数量、质量与斗轮机运营取煤进行对比，以调度执行对比曲线图进行展示，每日形成斗轮机执行概况发值班管理人员，对于未按调度筹划执行得时段系统将红色轨迹显示，提示管理人员。
（4）斗轮机异常报警
系统自动比较斗轮机取煤量与取煤位置数据，偏差超过预设范畴，系统向值班人员及调度人员发送预警信息。
记录将自动汇总到异常报告模块，每天定期生成异常报表，通过腾讯通发送至指定人员。
1.1.1.7翻车运营记录
记录每值翻车机运营状况，翻车机运营记录以列表方式呈现，信息涉及翻车机系统检查（重车调车某些、翻车机本体、抑尘装置、牵车某些等）、翻车机系统值班登记表（涉及接班存重车数、本班到重车数、交班存重车数、接班存重车数、本班排空数、交班存空车数、当班记录明细等）。
1.1.1.8燃料运营管理
实现对燃料运营日记管理，涉及燃料运营日记、批次煤车压停日记、油区运营日记，详细如下：
（1）燃料运营日记：
记录燃料运营值班重要状况，涉及上煤状况、设备交班状况、与值班记事；
（2）批次煤车压停日记：
记录来煤煤车压停、交班、采样、卸车重要信息；
（3）油区运营日记：
实现油区运营状况记录，涉及燃油状况、运营记事；
（4）运营工作指令：
对运营某些下达燃料运营调度指令进行管理。
1.1.1.9设备工况监视
不同煤种进入到不同原煤仓后来，系统能对煤仓内煤种进行实时跟踪，当煤仓中存在各种煤种时，对煤种间分界面进行监测，在煤种发生变化时提示运营人员注意；同步，当煤位偏低或偏高时，提示燃料运营人员；系统时刻监视当前制粉系统运营状况和锅炉燃烧及排放状况，在预定优化目的下对制粉系统和燃烧器运营做出优化调节，保证锅炉处在最佳运营状态。
1.1.1.10实时筒仓监视
系统依照皮带秤与筒仓犁煤器、给煤机信号，将筒仓煤仓存煤状态实时反映到页面中，涉及各仓中每种上煤剩余煤量（上煤量-耗用煤量），煤仓中煤质（热值、挥发分、硫分）和单价状况，以及不同煤质煤在给煤机不同出力下可以耗用时间（小时）。
需要依照上煤和耗用量以及筒仓形状计算出每种煤相相应高度，在页面上画出来。
并在页面中同步将掺配方案中制定上煤方案用虚拟上煤方式呈现，涉及煤质和单价以及预测耗用时间。
1.1.2智能配煤掺烧管理
以锅炉设计参数、来煤信息、发电筹划、负荷分布、煤场库存、历史掺配评价、设备运营工况等因素为基本生成最经济、最环保、综合最优掺配方案。
1.1.2.1智能掺配管理
系统提供默认配煤特性目的，也可以由顾客依照锅炉燃烧特性，对配煤煤质特性，涉及发热量、挥发分、硫分、水分、灰分、灰熔融性、灰成分范畴以及配煤结渣特性、着火特性、燃尽特性和排放特性等进行设立。
顾客可以建立典型负荷配煤煤质特性需求表。
在需要进行配煤计算时，直接选取相应负荷，就能自动调用该负荷下煤质特性参数作为优化目的。
（1）负荷筹划管理
负荷筹划电量数据来源有两种：
1）通过Excel导入数据；
2）从网调数据采集接口获取数据。
每天采集网调下发筹划电量,并以接口方式导入到系统。
对电厂机组每日发电筹划进行登记，导入数据后生成日负荷曲线,指引配煤掺烧.
（2）模仿掺配计算
系统提供两种优化算法供选取：
线性关系和非线性关系。
顾客可以选取任意一种进行计算，也可以同步选取两种进行比对计算。
通过掺烧经验所得，热值、挥发分、硫分基本成线性关系，可采用线性计算。
灰熔点不存在线性有关性，采用模糊数学或人工神经网络法求解。
（3）掺配操作指引
可以通过设定目的值，自动在煤场中寻找掺配列表。
可以通过指定掺配单燃煤，系统协助分析，掺配混煤指标。
（4）经济掺配计算
系统提供神经网络算法等各种最优方案求解算法模型，重要有：
最经济方案、最环保方案、综合最优方案。
以设定目的为优化方向，在保证锅炉稳定燃烧前提下，进行配比计算。
对求解得到优化掺配成果，按原则（成本、环保、综合）进行排序。
顾客可以在自动计算所得到原始配方基本上，自动执行5%调节（也可以设定为其他调节比例）。
顾客可以手工调节原始配方或执行5%调节后得到各煤种掺配数量，重新进行计算与比较，得到实用配方。
模仿掺配计算:
线性算法如下图
依照配煤方案从煤场中选取燃煤如下图：
可以通过指定掺配单燃煤，系统协助分析，掺配混煤指标，并且形成上煤指令单
（5）掺烧方案分析
拟定配煤比例后，可以自动对配比煤各种参数进行计算，并运用系统提供模型，对锅炉燃料稳定性影响、对各煤种可烧时间等进行分析。
顾客也可以手工输入各种掺配方案，计算出配比煤煤质参数及其可烧时间分析。
（6）掺烧经验表
运用系统提供优化配比算法，计算出各典型工况下掺配比例，从而建立机组在各个典型工况下单煤典型配比表。
公司在进行配煤作业时，可以依照电厂存煤实际状况和预期工况，直接选取相应配比表中配比喻案进行掺配。
（7）掺烧历史记录
系统会自动通过跟踪燃煤掺配前单煤各项指标，掺配后混煤指标，以及锅炉运营状况，系统分析数据，建立掺配模型和燃煤掺配历史数据库，依照掺配历史数据优化神经网络模型，更加精准指引起电公司燃料掺配，从而为后续掺配方案提供参照。
可以与燃料管理系统实现接口。
（8）值长试烧记录
值长试烧记录，重要对新矿来煤，新煤种，或者是新配比例煤种，入炉燃烧状况电子记录台帐。
把新煤种进行试烧后，记录制粉系统、火焰稳定性，与否结焦状况等状况，本台帐既是一种燃料管理部门和发电部之间信息沟通工具，也可作为配煤掺烧很重要技术参照和分析资料。
1.1.2.2煤场堆取料方案管理
（1）配煤方案管理
当操作站发出配煤指令时，系统服务器能启动系统软件进行优化配比计算，软件从系统数据库里调用所需数据进行计算，同步，系统数据库通过数据采集接口从SIS系统获得实时数据，通过计算后将优化配煤成果分别以数据、图表等形式显示在界面上。
在煤场当前存煤煤质差别不大时，系统将一方面提示进行煤场配煤，依照存煤位置选取适当煤种，给出配煤比例，及给煤机转速比，并向煤场运营人员发出配煤指令及上煤指令；当煤场当前存煤煤质差别较大时，系统将建议进行煤仓配煤，即分磨掺烧，系统智能计算给出配煤比例，及每个仓上煤煤种，并向煤场运营人员发出上煤指令。
此外，配煤人员可人工设定配煤模式，即选取煤场配煤（叶轮给煤机配煤）或者煤仓配煤（分磨掺烧）。
（2）取料方案管理
系统发现新上煤指令后来，系统依照实时存煤状况，计算出合理取料方案，取料方案将详细到采用何种取料设备（涉及斗轮机和给煤机）、煤种详细取料位置（存储煤场，多少米到多少米）.系统将取料方案提交给燃料运营人员，燃料运营依照系统自动取料决策或人工设定取料决策进行上煤。
（3）购煤建议
综合煤场存煤状况和煤种掺烧状况，给出购煤建议，重要关注燃煤存储时间、硫分、发热量、挥发分和成本。
1.1.2.3原煤仓动态监控
通过读取煤位、上煤煤种、给煤机给煤量、犁煤器状态等信息，实时跟踪监测进入煤仓煤种，对煤质、煤位等信息，在线计算煤仓中当前煤种煤量可以维持燃烧时间，在更换煤种或者仓烧空之前给出提示，并为给煤机优化提供基本。
（1）实时煤仓信息
将各原煤仓存煤状态实时反映到页面中，涉及各原煤仓中每种上煤剩余煤量（上煤量-耗用煤量），煤仓中煤质（热值、挥发分、硫分）和单价状况，以及不同煤质煤在给煤机特定功率下可以耗用时间（小时）。
需要依照上煤和耗用量以及原煤仓形状计算出每种煤相相应高度，在页面上画出来。
并在页面中同步将掺配方案中制定上煤方案用虚拟上煤方式呈现，涉及煤质和单价以及预测耗用时间。
（2）煤种变化提示
不同煤种进入到不同原煤仓后来，系统能对煤仓内煤种进行实时跟踪，当煤仓中存在各种煤种时，对煤种间分界面进行监测，在煤种发生变化时提示运营人员注意。
（3）入炉煤按日煤质波动图
依照每日消耗煤量、煤质，生成煤量、煤质波动曲线图，该图可以和发电量对比，即可得出正平衡原则煤耗率波动曲线。
（4）入厂入炉热值差分析
每月出具入厂、入炉热值差水分差对比分析月报，分析月报以折线图与数据表相结合方式呈现，系统每月定期生成热值分析报表。
（5）入炉煤价
依照耗煤记录对于入炉煤价进行记录与分析：
2系统接口
必选设备及施工
序号
项目
规格
备注
1
硬件服务器
1.1
服务器
IBM3850
1.2
数据库
Oracle10G
1.3
操作系统
WinServer
2
温湿测量装置
2.1
温度测量装置
温度测量
2.2
湿度测量装置
湿度测量
10
2.3
施工及辅材
3
斗轮机定位装置
3.1
斗轮机实时动态方案一
取编码器数值
3.1.1
斗轮机位移编码器
编码器数据若精确，可以直接接口读取
3.1.2
斗轮机回转编码器
编码器数据若精确，可以直接接口读取
3.1.3
斗轮机府仰编码器
编码器数据若精确，可以直接接口读取
3.1.4
斗轮机工控机
研华工控机
3.1.5
状态监控程序
驻留工控机
3.1.6
接口
3.1.7
施工及辅材
3.2
斗轮机实时动态方案二
改造编码器
3.2.1
斗轮机位移编码器
接近开关2+轴承2+信号线2
3.2.2
斗轮机回转编码器
接近开关2+限位开关4+信号线
3.2.3
斗轮机府仰编码器
超声波传感器2+进口IKO杆端关节轴承PHS16LA2
3.2.4
三编码器信号取值
MOXAI/OE1242MOXAI/OE1210
3.2.5
斗轮机工控机
研华工控机
3.2.6
状态监控程序
驻留工控机
3.2.7
接口
3.2.8
施工及辅材
4
无线网络
4.1
斗轮机A无线客户端（发送端）
AWK-4121-EU-T
4.2
厂网接受端
无线APAWK-4121-EU-T
4.3
施工及辅材
升级会员 