1、电厂级燃料智能化管控平台 燃料智能化管控平台的意义燃料占据火力发电厂运行成本的60%-70%，燃料价格、质量、数量的微小差别对电厂的盈亏产生巨大的影响，但相对于电厂的生产系统，燃料系统的自动化、信息化和智能化程度却最低。电厂级燃料智能化管控的意义和目的在于：作为电厂常规燃料管理信息系统（主要包括燃料计划、合同、调运、结算、统计、查询等管理功能）的后端管控平台，帮助电厂在从燃料入厂到入炉的全过程中，尽量杜绝一切人为干预或出错的因素和环节，同时通过智能设备、分析工具和智能专家、知识库法，使燃料管理变为给电厂带来可持续经济效益的有力工具。燃料智能化管控平台包括以下四大模块1.智能煤场系统2.智能采制2、化系统3.智能诊断系统4.智能掺配混烧系统塞壬智能塞壬智能塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台电厂大燃料全流程电厂大燃料全流程优化系统优化系统采购采购平台平台库存平台库存平台堆取平台堆取平台配煤平台配煤平台燃烧优化平台燃烧优化平台采购策略采购策略煤种品质分析煤种品质分析燃煤成本利润计算燃煤成本利润计算库存库存量量优化优化进煤进煤计划计划煤场煤场4D地图地图堆料决策堆料决策堆料记录堆料记录取料决策取料决策取料记录取料记录智能配煤决策智能配煤决策配煤知识库配煤知识库周配煤规划周配煤规划配煤人工决策配煤人工决策煤仓动态监视煤仓动态监视锅炉燃烧判别锅炉燃烧判别燃烧优化策略燃烧优化策略掺烧智能评价掺3、烧智能评价全程能耗评估全程能耗评估采购资源数据库采购资源数据库（煤种数据库煤种数据库）煤煤-炉耦合数据库炉耦合数据库（煤质数据库煤质数据库）掺配掺烧数据库掺配掺烧数据库（配煤知识库配煤知识库）在线寻优数据库在线寻优数据库（优化知识库优化知识库）成本分析平台成本分析平台单煤成本分析单煤成本分析混煤成本分析混煤成本分析成本总览成本总览电厂级燃料智能化管控（不含硬件设备）设计概念电厂级燃料智能化管控平台1.智能煤场系统智能煤场系统包括以下四个主要模块：数字化煤场智能堆取决策斗轮机远程智能操控系统智能盘煤系统数字化煤场数字化煤场模块能够用4D功能真实、实时、准确的显示显示煤场三维图、平面图和展开图，以4、及煤场存煤信息（包括存储位置、煤质、堆放时间、煤堆角度、煤堆密度、煤堆重量等信息），可描绘出煤场存煤每个分区、每个层面的煤炭重量、煤炭质量，而且通过时间轴增加了追溯功能，通过鼠标的移动可以追溯到某一煤种从入场到目前的所有情况以及同一位置之前所放的煤种的所有信息，为掺配煤的定点取煤提供基础支撑。塞壬智能塞壬智能技术特色4D煤场地图1.实时，随时掌握；2.4D，动态变化；3.缩放，自由展示；4.信息，完全整合；5.体验，无时延响应。塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台智能堆取决策首先，根据电厂实际情况和需要将煤场划分为若干区域，煤场的每个区域存放固定的一个矿或者几个矿的来煤。对于来煤单位多而煤5、场较小的单位，实施分区管理；然后，根据机组负荷和安全性、经济性、环保性需要，按煤种、煤质、来料时间、堆存时间等配煤掺烧和煤场管理的要求，提供最优堆、取煤方案。从而为最后的智能掺配混烧系统提供准确的依据。斗轮机远程智能操控系统目前堆取料作业分为三种方式，分别为：现场手动、远程集中控制和远程自动控制（无人值守）。电厂对斗轮机运行优化的需求主要是：一是让斗轮机的操作人员摆脱恶劣的工作环境，二是降低人为干扰因素，三是提高斗轮机的堆取料效率，以降低厂用电率。现场手动控制现场手动控制是所有堆取料机作业运行所具备的基本功能。通过驾驶员在现场驾驶室的控制面板上按钮切换进行堆取料机的行走、堆料、取料控制。在人工6、堆料过程中，由操作人员通过现场查看确定堆煤位置，并实施控制堆料机进行作业。在实际工作中经常由于操作人员的疲劳、注意力不集中或误操作造成堆料超高、堆放区域错误等问题，对煤场的生产管理造成了损失，甚至出现安全事故。塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台斗轮机远程智能操控系统（续）远程集中控制远程集中控制是在非现场中控室内设置堆取料机作业执行终端PC，通过网络链路将堆取料机控制PLC及直控点功能远程移植到中控室，实现现场无人作业。中控室设置直线急停手动按钮，用于网络链路故障时，急停堆取料机作业。目前此技术相对成熟并被较为广泛的应用。远程自动控制（无人值守）远程自动控制是在非现场中控室数字化煤场或数7、字燃料管控系统内设置堆取料机作业功能模块，通过堆取指令协议直接下达作业指令，由现场智控终端完成指令解析、合成动作逻辑、控制机械动作，作业过程无需驾驶员干预即可完成堆取料作业。该技术对煤场的使用率（需小于70%）和煤种的多样性（不适合煤种过多的煤场）要求高，而且目前只有一两个试点项目在试运中。远程智能操控系统（现场无人值守）在远程集中控制的基础上，我们设计了斗轮机远程智能操控系统：以虚拟现实（VR）技术实现远程操控斗轮机，通过智能分析优化提高斗轮机的运行效率，降低厂用电率。该系统不但可以解决远程集中控制盲点较多的问题，还可以解决远程自动控制（无人值守）适应性较低的问题（远程智能操控系统可以适用于8、所有的煤场环境）。塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台 智能盘煤系统通过无人机盘煤仪、堆取料定位装置和煤棚专用激光盘煤仪技术实时监控煤堆，将取料、堆料的每个过程引起的煤堆外形变化扫描并记录，扫描结果实时出现在数字化煤场系统中，通过煤场分区的数字化管理指导相关煤种的先进先出，以不同颜色显示不同煤种，为配煤掺烧提供了可靠的依据。（i）无人机盘煤仪无人机盘煤仪操作简单（一键启停，自动按照设定路线飞行）、盘煤效率高（一般的煤场十五分钟内可以完成）、精确性高（其他的盘煤仪扫描后产生数千上万的点云，无人机盘煤仪能够产生几百万个点云，因此不但可以几乎完全真实的成现出煤场的实际图形，而且根据用户的实际考评9、误差控制在千分之五以内）。能生成各种不同图形：三维网格图形、俯视平面高程图、分层剖面图等。在分层剖面图中，可以清楚的看到每次分层后煤场存煤的层次变化，每层的煤量等，为煤场分层提供前期准备。塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台无人机盘煤效果图塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台 智能盘煤系统（续）（ii）煤棚内盘煤仪系统煤棚内盘煤仪系统可提供无任何死角完美盘煤方案，解决了堆取料机远端（外侧面）无法扫描和轨道限位以外的煤堆无法扫描的行业难题，也解决了便携式激光盘煤仪人为可干扰因素过多的缺陷。（iii）煤堆密度利用无人机盘煤仪结合煤棚内激光盘煤仪技术，获取煤堆外形、体积，并结合重量、计算煤堆10、平均密度，再根据历史煤质-密度-重量关系，使生产过程统一到重量、体积、密度和外形四个标准下，而不再是孤立的方式来衡量：入厂验收用称量重量、煤场存煤用盘煤体积、入原煤仓用煤面感应、给料入炉用皮带重量，保证了进存耗全程的协同性。智能盘煤系统融入无人机和激光盘煤测量技术后，通过建立的多点密度、密度-煤质智能关系库，可用来对不同位置的煤炭重量、煤质变化作定性的分析，可对入厂的煤炭质、量异常进行预警，对传统的通过计量工具测量出的量、质作对比判断，加强了数据的准确性、安全性，并强化了数据的可追溯性。塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台2.智能采制化系统我们研发的智能采制样管控系统完全用采用3D可视化技11、术展现所有硬件设备的生产流程，把增强现实（AR）技术用于所有设备的故障报警信号和关键功能键，起到了仿真、直观、实时、防止误操作。设备总图设有各设备紧急停止按钮，各分设备三维图可实时显示故障报警，并设有故障报警处理界面与人工工作票制度融合，同时也可通过图表展示所有设备的故障报警情况。智能采制化系统硬件设备主要包括以下五个主要部分：自动采样机汽车采样机、火车采样机、皮带采样机等 自动制样机 样品存样柜 样品输送装置机械式、皮带式、气力输送 样品化验设备（标准化验室系统）塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台燃料系统三维效果总图塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台2.智能采制化系统 自动采样机12、（汽车采样机、火车采样机、皮带采样机等）通过自动采样机，一是解决了电厂人工采样带来的劳动强度大、人员主观性误差和人为干预等问题；二是自动采样机随机采样的特性，基本杜绝了煤炭供应商在煤质上弄虚作假的可能；三是采样自动生成的编码与之后的制样、存样、化验阶段产生的编码一一对应，既规避了样品被调换的风险，又能够存档待查和被追溯。自动制样机自动制样机的使用，避免了人工制样过程中的不规范操作、无意间的失误、有意的人为干预、遗失等问题，制出的样品统一规范符合国标要求，可随时查询追溯。样品存样柜样品存样柜的使用能够对样品做到可控、可管、安全、可查、避免人员直接接触样品。样品输送装置（机械式、皮带式、气力输送等13、）样品输送装置主要是将制样机制成的样品输送至存样柜和化验室，主要是减少人工搬运的工作量，避免人工搬运时可能出现的各类问题。样品化验设备（标准化化验室）目前新一代的化验设备都自带PLC和上位机，可以将化验数据自动上传，避免了人工录入的工作和可能产生的各种差错和问题。塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台塞壬智能塞壬智能火车采样机皮带采样机电厂级燃料智能化管控平台采样报表塞壬智能塞壬智能采样信息人工录入电厂级燃料智能化管控平台塞壬智能塞壬智能制样报表制样机电厂级燃料智能化管控平台塞壬智能塞壬智能煤样信息查询一览表制样机故障报警一览表电厂级燃料智能化管控平台塞壬智能塞壬智能化验数据人工录入辅助功能14、化验结果一览表电厂级燃料智能化管控平台3.智能诊断系统通过大数据云平台和智能分析工具，对燃料系统内重要的设备如斗轮机、采制样机等进行智能化状态诊断，实现在线监测、智能维修维护和运行优化功能。4.智能掺配混烧系统电厂一直习惯于使用设计煤种或校核煤种，多年前随着煤炭价格的飙涨，部分电厂开始考虑掺配混烧高硫、低热值的劣质煤，甚至有的地方环保部门要求电厂掺烧煤泥甚至淤泥。这两年煤炭价格暴跌，已回到甚至低于涨价前的水平，煤炭市场重新回到买方市场，大部分电厂开始停止掺配混烧。然而，装机容量过剩，负荷和利用小时大幅减少，电价继续下调的趋势短期内难以扭转，导致煤炭价格下跌给电厂带来的利润空间已被吞噬一空，据相15、关专家预计，今年又将重现煤炭价格高启时火电厂大面积亏损的情况。相对于其他模块的投入大产出小或产生一次性利益的特点，掺配混烧是能让智能燃料管理给电厂带来可持续经济效益的重要手段。塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台智能诊断设备可拆解到每一个零件，突出故障，并提供故障处理建议智能诊断设备运行优化曲线塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台4.智能掺配混烧系统（续）掺配混烧一般有三种方式：煤场掺混、皮带掺混、分磨分仓炉内混烧。煤场掺混：优点是简单易行；缺点是无法充分混合，掺混方法只能依靠经验，忽视了煤炭和锅炉的燃烧特性。皮带掺混：优点是混合相对充分，混配时间、煤量等易于控制；缺点是原煤仓入煤和存16、煤煤种、煤质无法准确把握，同样忽略了煤炭和锅炉的燃烧特性。分磨分仓炉内混烧：优点是炉内混合充分均匀，准确掌握入炉煤质煤量，充分考虑了煤炭和锅炉的燃烧特性；缺点是必须熟悉所有煤种和锅炉的燃烧特性，需要大量的燃烧实验研究作为基础，系统必须拥有巨大的数据专家库和大量的经验值作为参考。塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台配煤掺烧的目标拓宽燃煤煤种、降低燃料成本、稳定锅炉燃烧、减小热值差、拓宽燃煤煤种、降低燃料成本、稳定锅炉燃烧、减小热值差、提高经济效益、保障排放达标提高经济效益、保障排放达标扩大入厂煤的经济性扩大入厂煤的经济性煤种分析，优化采购；煤种分析，优化采购；价值分析，利润最大；价值分析，利17、润最大；矿点分析；矿点分析；保障入炉煤的稳定性保障入炉煤的稳定性智能掺配、品质管理；智能掺配、品质管理；多元协同、综合最优；多元协同、综合最优；削峰填谷、平衡煤质；削峰填谷、平衡煤质；提升煤场管理科学性提升煤场管理科学性库存优化、兼顾安全；库存优化、兼顾安全；分类堆放、烧旧存新；分类堆放、烧旧存新；智能煤场。智能煤场。塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台技术思路构建电厂燃料管理和配煤掺烧工作进行全流程优化决策和管理的软硬件平台。包括了科学堆煤、智能配煤、优化燃烧、优化采购、库存优化、存煤实时监控、煤种实时监控、掺烧案例积累、掺烧知识自学习、运行优化数据挖掘等功能。煤场煤场煤仓煤仓制粉系统制18、粉系统配煤决策上仓决策煤仓煤种分层监视燃烧优化效果评价燃烧情况排放数据煤仓数据堆取料决策购煤决策人机人机对话对话运行人员运行人员数据共享数据共享其它服务器其它服务器燃料管理人员燃料管理人员入厂数据、煤场数据、煤质化验数据塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台技术思路采购资源数据库（煤种数据库）煤-炉耦合数据库（煤质数据库）掺配掺烧数据库（配煤知识库）在线寻优数据库（优化知识库）800多条煤种数据全国各地矿点资源数据印尼、俄罗斯等煤矿资源数据1000多条实验/试验结果数据针对性的实验及试验研究结论电厂锅炉和煤种的关系曲线400多条配比知识多个电厂应用的上仓规则1440条/天，数据在线自学习不断19、丰富的案例库离线挖掘得到的规则库需求菜单采购菜单配煤菜单塞壬智能塞壬智能智能掺配混烧方案的精准性取决于上面四大库的内容，而四大库内容的准确性一是依靠大量实验室对煤质和锅炉燃烧的实验数据，二是凭借大量实施案例经验值的积累。因此，简单依靠软件的计算和煤质参数加权平均计算出来的线性变化结果，电厂实际运用时将会对安全生产造成较大的风险。电厂级燃料智能化管控平台掺烧成本精细计算模型技术特色3000燃料成本（元/吨）400500600原煤热值（kcal/kg）400050006000耗电磨损脱硫与煤质关系曲线电耗磨损脱硫等成本（元/吨）302010平衡点入厂煤成本入厂煤成本与煤质关系曲线与煤质关系曲线配煤20、掺烧是一把“双刃剑”。精细化配烧需要确定燃煤采购成本和机组运行经济性之间的数量关系，寻求燃料价格成本与运行成本的的平衡点，将定性分析转为了定量分析，得出单位燃料成本与入厂煤热值的关系，实现电厂单位电力输出成本的价值最优化。塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台塞壬智能塞壬智能发电成本变动入库综合煤价热值损耗（场损）到厂煤价环保成本煤耗锅炉效率制粉、风机电耗副产品环保排污环保电耗 热值Qnet 灰分Aad 可磨性系数HGI 硫分St 水分Mar 挥发分掺烧成本精细计算模型（续）电厂级燃料智能化管控平台技术特色塞壬智能塞壬智能实时煤场存煤单煤选择单煤权重赋值规则配煤解空间计算混煤约束条件决策域生21、成配煤方案寻优混煤权重合成方法优化方案解集上煤方案计算配煤及上煤方案输出掺烧效果反馈案例提取和知识发现配煤知识库磨煤机组合优化基于知识权重修正目标函数构建模型煤仓监测机组状态基于经验权重修正实验室研究结论现场试验结论混煤特性ANN模型GA寻优算法1.基于煤种数据库、配煤知识库；2.独创二级智能配煤策略；3.方案具体到上仓和取料；4.多目标权重自动寻优。智能配煤决策技术特色电厂级燃料智能化管控平台塞壬智能塞壬智能电厂级燃料智能化管控平台技术特色塞壬智能塞壬智能1.动态图形展示煤仓；2.实现内部“可视化”；3.煤种变更提醒；4.可用时间实时计算。原煤仓动态技术特色电厂级燃料智能化管控平台塞壬智能塞22、壬智能1.高效低NOx的氧量优化策略；2.多种控制策略并行；3.提高锅炉效率0.3%以上；4.降低NOx排放10%以上。燃烧优化策略电厂级燃料智能化管控平台技术特色塞壬智能塞壬智能1.系统自动评价掺烧效果；2.新煤种快速品质分析；3.全过程能耗分析；智能评价与分析电厂级燃料智能化管控平台技术特色塞壬智能塞壬智能华华能能海海门门电电厂厂应用业绩电厂级燃料智能化管控平台塞壬智能塞壬智能应用业绩国国电电泰泰州州电电厂厂电厂级燃料智能化管控平台塞壬智能塞壬智能应用业绩电厂级燃料智能化管控平台国国电电泰泰州州电电厂厂智智能能掺掺配配塞壬智能塞壬智能应用业绩国国电电泰泰州州电电厂厂成成本本分分析析电厂级燃料智能化管控平台煤种数由8种拓宽到23种；最低热值由5100大卡拓宽到3200大卡；最高硫份由0.7%拓宽到2.3%；掺烧非设计煤种1340万吨；锅炉效率提高0.7%；煤耗降低约3.3g/kWh。塞壬智能塞壬智能应用业绩粤电红海湾发电公司粤电红海湾发电公司电厂级燃料智能化管控平台广东平海电厂广东平海电厂合理掺烧高硫煤、减少SO2排放4000吨/年；锅炉效率提高0.45%；煤场实际可堆容量显著提高。塞壬智能塞壬智能应用业绩电厂级燃料智能化管控平台