入厂煤样智能化管理设备在火力发电厂的运用研究

张彬

（国家电投集团协鑫滨海发电有限公司，江苏 盐城 224500）

近年来，随着信息化和数据化技术的快速发展，电厂的入厂煤样检测工作也从传统的手工检测迈入自动化、智能化检测的发展进程，大大降低了人为误差，提高了煤样管理工作的时效性和准确性。在煤样现代化管理模式中，智能化管理技术正处于摸索和积累经验的阶段，因此，有必要针对煤样智能化管理设备、工艺以及技术实际应用的问题进行分析和研究，旨在推动火电厂煤样智能化管理水平的提升，推动火电厂提质增效发展目标的加快实现。

1 煤样智能化管理意义

1.1 减少人力成本投入

常规的燃料管理采样作业，不仅要投入大量的人力，往往要由多名员工共同努力，而且作业条件十分苛刻，给操作人员带来了极大的困难。入厂煤样智能化管理设备在火力发电厂的运用，在不增加人工的情况下，既能有效地提高工作效率，又能极大地降低工人的费用，增加企业的经济效益。

1.2 有效提高工作效率

入厂煤样智能化管理设备的应用，通过气动输送或输送带输送，极大地提高了煤炭的输送速率，节省了大量的时间和费用；用智能化的燃料管理代替人工作业，使用自动化的采样机，有效地减少了采样量；同时，入厂煤样智能化管理设备的应用，大大提高了入厂煤采集和传输信息的速度，使传统的手工记录方法变为快捷的电子记录，入厂煤样管理技术得到了跨越式发展，提高了生产效率。

1.3 减少人为误差

传统的燃油管理方式，由于采用人工方式，难以避免外部环境的影响，在运行过程中会产生误差，影响煤炭数据的可信度，甚至会引起事故，导致设备的失效，对企业造成经济上的损失。入厂煤样智能化管理设备在火力发电厂的运用则可以有效避免这种事故的发生，通过智能化燃料管理手段实现采制样的自动化。

2 煤样智能化管理概述

煤样智能化管理是煤样传统化管理模式的革新升级，通过对煤样管理工作的实际需求进行分析，然后围绕需求来设计符合需求功能的煤样智能化管理系统。一般来说，煤样智能化管理系统具备以下功能：（1）能够实现浏览器系统界面的兼容属性；（2）能够对不同的用户进行权限设置，不同的权限下对应的用户拥有不同的功能；（3）对煤样管理工作中的各个环节，包括采样、制样、化验等进行信息的适当隔离，避免煤样管理工作出现作弊，确保煤样管理流程各个环节的数据更具真实性和可靠性；（4）具有信息提示、信息收发传送的功能，各岗位人员能够及时获知工作任务，按时按岗完成工作；（5）实现数据自动校验，自动生产单据表格的功能，减少人员制表的时间，节省工作效率；（6）具备数据信息的安全性，确保管理系统数据和用户信息的安全。

除了煤样智能化管理系统外，煤样智能化管理还包括不可或缺的硬件设备设施。通过将煤样管理工作各个流程相关设备与智能化管理系统相结合，实现火电厂煤样智能化管理目标。硬件设备和设施包括来煤的运输车辆、卸煤车、煤炭输送机、自动制样设备、自动封装设备、自动输送设备、自动取样设备、自动存储设备等等。以上设备与煤样智能化管理系统的煤样分类、筛分、混样、嗦粉、破碎、烘干、制粉等流程模块融合在一起，实现硬件设备设施与智能化管理系统的无缝连接。

3 入厂煤样智能化管理应注意的问题

入厂煤样智能化管理设备需要关注入厂煤信息与管控，入厂煤信息与管控包括煤入厂的矿别、煤种等信息的录入和管控，需要根据实际情况制订针对性的管理流程制度。同时，入厂煤样智能化管理设备，在系统的支持下，可实现天平称量数据的自动分析处理和上传，而且也可借助系统的优势自动地将数据传送到化验设备中，因此需要尽可能地缩短火力发电厂入场煤样智能化管理设备与实验室之间的距离。

4 入厂煤样智能化管理工艺

入厂煤样智能化管理工艺主要包括一级破碎机、二级破碎机、制粉机、缩分器、除铁设备、气动传输装置。

一级破碎机的转速控制在950r/min 以下，保障煤样破碎出料粒度低于6mm 且水分损失率控制在0.5%以内。设备运行过程中，破碎机的内腔黏附问题得到较好的解决。当煤样中的水分含量较高时，一旦设备运行出现堵塞，也能够较容易地进行处理，打开机壳进行清扫疏通即可，或设备自带清扫疏通功能，不需要人为进行清扫，启动设备的自动清扫功能就可以对内部进行清扫，降低煤粉黏附现象，提高破碎机运行疏通度，同时，通过及时清扫，还可以避免不同煤样污染，提高煤样检测结果的准确性。另外，设备中设置过筛装置，确保煤样破碎后100%的过筛率，为煤样检测水分含量结果提供良好的前提条件。

二级破碎机保障煤样破碎出料粒度低于3mm 且水分损失率控制在0.5%以内。同样可设置自动清扫疏通功能，定期启动该功能模块对破碎机中的堵塞物或杂质进行清理，降低煤样污染，提高煤样检测结果的准确性。

制粉机保障煤样磨粉出料粒度低于0.3mm，设备材质要求较高，应具备耐磨性、耐腐蚀性以及耐高温性能，通常采用高碳钢材料制备，以保障设备材料与煤粉接触的过程中不发生化学反应，不发生黏附、不沉积粉料、不漏粉料的生产需求。制粉机运行过程中，内部温度控制在40℃以下，阻碍煤粉在高温条件下的氧化进程，保障煤样磨粉的品质稳定。制粉机的运行主要分两步，第一步，煤样破碎至3mm 粒径，然后进入干燥装置；第二步，干燥后的煤粉进入磨粉装置进行煤样粉碎，至0.2mm 粒径。为了确保煤样检测结果的真实可靠，制粉环节设置冲洗装置和清扫装置，尽可能将煤粉全部收集。干燥后煤粉中部分不合格的粉料被输送到废料机构，合格的粉料被输送到包装机进行打包。

缩分器保障煤样完全通过，切割处的开口大小不能少于煤粒径的三倍，确保煤样分离输送的过程中没有损失，不出现堵塞的情况。

除铁设备设置在入厂煤样智能化系统的入口位置，是为了消除煤样中的铁磁性物质对煤样智能化系统造成干扰，确保煤样智能化管理系统运行的安全性和可靠性。

气动传输装置采用一用一备，以备运行过程中出现故障可以立即启动另一台备用装置。气动传输装置贯穿煤样管理的全过程，从自动制样环节到最终的煤样检验环节，全过程自动化封闭传输，避免人为干预，减少煤样污染，提高煤样检验数据的准确性。

5 煤样智能化管理系统

5.1 智能化气动传输系统

智能化气动传输系统主要由中央控制装置、转向器、传输管道、动力单元以及煤样收发站、煤样化验站组成。其中，中央控制装置对整个煤样智能化气动传输系统进行运行情况的实时监控，显示整个系统中的各个节点煤样的状态，通过数据信息的方式传输并保存在中央控制装置的数据库中，便于数据信息的分析研究，能够实现信息的存储和打印，尤其是对系统的故障信息进行收集，给予警示，便于分析系统运行中的故障成因，科学处置和解决。转向器作为重要的通道关卡，能够将统一的主通道转变为多个分支通道，为中央控制装置全面控制各个通道及相关工作流程奠定基础保障。传输管道保证煤样在密闭且畅通的通道内进行传输，通过传感器的感应和信息采集，将传送通道内的煤样信息及时传输到中央控制装置，确保在通道发生故障时能够查阅到历史信息。动力单元采用一用一备的方式，根据煤样管理工作的具体流程和工艺特征设置具体的气动力路径和大小，推动煤样在管理系统内持续均匀的传输。煤样收发站自动存取收发传送来的煤样，根据生产任务和指标，将煤样发送到制定的站点。煤样化验站支持远程存取样功能，对于距离较远传送来的煤样也适用。根据智能化管理系统中显示的取样任务对煤样存储装置的身份标签进行识别，同时煤样身份识别与工作人员的身份信息进行关联，一一对应后获取到煤样存储装置的自动码，根据自动码信息将煤样存放到样品仓，样品仓采取智能控制锁，对操作人员、煤样标签和条码进行识别，一一对应后加锁，供煤样技术人员进行后续的煤样化验检测工作，并将煤样管理信息上传到中央控制数据库保存。

5.2 智能化存储系统

采用智能电子柜对煤样进行存储，根据煤样的类别、时间、顺序以及其他特征分别存储在不同区域的电子柜中，在存储的过程中系统能够自动收集煤样、操作人员信息，自动记录存储日期和时间和电子柜号码。智能化存储系统定期提示工作人员对存储时间超过一定期限的煤样进行清理，避免人为遗忘或遗漏。

5.3 弃煤设备及弃样管理

首先，在入厂煤样智能化管理设备制样过程中会出现弃样，制样过程中的废弃样品通过密封皮带输送机经螺旋进料机到斗式升运机，再通过斗式升运机将其提升到地面，最后由地面皮带传送到室外堆料车。然后，废弃样品的在弃样口下可放置废弃样品收集小车，将废弃样品车推入废弃样品管理站，弃样管理系统可以实现确认、开盖、弃样、弃瓶等操作，取代人工操作。

6 结语

近年来，入厂煤样智能化管理设备，大部分都被安装在已经投入运行的电厂后期的改造环节中。此时，由于煤炭输送系统的土建施工和设备已经完成或已被安装，所以入厂煤样智能化管理设备受到场地、设备等因素的影响，会有一定的先天缺陷。煤样智能化管理设备应当从设计之初，就要充分考虑设备装置的布局，将入场煤取样装置、入场煤样智能化管理装置、煤样化验室等集中设置，实现火力发电厂入场煤样智能化管理设备与实验室之间的最小间距，这样，既节约了设备投资及施工成本，也降低设备发生意外的概率，同时，在火电厂日常管理工作中，借助智能化管理设备和管理系统，提高煤样管理的准确性、可靠性，从而确保火电厂日常生产的安全和稳定，推动火电厂生产效益指标的顺利实现。随着各发电企业对入厂煤燃料的管理日益重视，进入厂用煤样智能化管理系统必将在各电厂中得到了广泛的应用。