大型电厂燃料管理“三大项目”的建设与应用 （下）
（二）燃料“三大项目”之二：数字化标准化验室
利用二维码技术隐蔽信息，并按照国标、行标要求，通过计算机程序控制制样、化验环节的时间、质量、温度、标定物质等参数，实现交接样、制样、化验、数据审核全过程管控的标准化、数字化，使煤质检测过程可控、结果准确。根据流程分两个模块。
图18 数字化标准化验室工作流程
模块一：制样部分
在收到采样机打包间运来的13mm煤样后，数字化标准化验室根据国标、行标的相关要求，对制样步骤、设备、时间、样重进行设定。若出现超出设定值的情况，系统自动报警，终止流程，并制出0.2mm的分析样品送化验室。且在0.2mm分析样品的过程中，全程记录时间、样品重量等关键参数，对工作区域采取24小时视频监控。同时煤样的制备和存储都通过扫描二维码来执行，隐蔽信息，全程保密，有效保护了煤炭供需双方的合法权益。
1.接样分区
接样过程如下：
（1）打包间运来的煤样袋上，每个都有一个煤样识别卡，隐蔽信息。
（2）扫描识别卡，对煤样进行称重，系统自动比对交、接时样品的重量偏差。
（3）若不出现超差报警的情况，系统自动识别样袋IC卡，按矿点分区堆放。
（4）若出现超差报警的情况，系统自动中断流程，记录原因，且解锁需要有权限。
（5）样袋信息LED大屏同步显示，便于倒查异常情况的原因。
图19 接样分区
2.核对打码
将不同矿点的样袋IC卡再次进行扫描核对，确保每个矿点的样袋准确，防止混样。确定无误后，进行二次转码，生成制样随机码，隐蔽信息，避免人为干预。
图20 核对打码
3.按方案制样
严格按照制样方案，制出三个煤样，即3mm煤样，6mm全水分样，6mm哈氏可磨指数煤样。在制样过程中，每个环节都要扫描相应设备的二维码，通过控制制样时间、步骤，规范每个制样环节，实现一样一制，按序进行。同时为供煤单位提供一份留存样，主动接受供煤单位的监督，体现公平、公正的质检精神。
图21制样过程
4.煤样送化验
将制成的煤样通过专用电梯送至化验室，送样过程实行电子化交接，由系统记录煤样的数量、种类、时间、人员信息等，确保煤样安全送达。
图22 煤样送化验样
5.存弃样管理
对存查样进行定置存放管理，即存样柜内位置二维码与煤样瓶上的存样码是一一对应的；定置管理还可以实现盲存盲取，到期系统自动提示，扫描煤样瓶上存样码弃样，以防弃错。同时存样间设有门禁，24小时视频监控。
图23 存弃样管理
6.复检管理
每天抽查一个3mm存样进行复检，系统自动分析复检结果，超过规定时间自动报警并进行程序闭锁。
图24 复检管理
模块二：化验部分
1.任务分配
数字化标准化验室自动分配验任务，各化验员在接到任务后，必须操作规定的实验仪器，当人员与任务分配不一致时报警，实现了定人定责管理，异常数据责任到人，同时便于统计化验人员的工作量，并根据工作量进行绩效考评、奖金分配，确保收入分配公平公正。
图25 任务分配
2.化验接样转码
通过扫描制样二维码，系统随机生成化验码和存样码，避免人为干预。
图26 化验接样转码
3.煤样分析
煤样编号只能扫描二维码，不能手动录入，防止了人为干预，煤样称重过程中，系统自动提取电子天平的煤样称量数据，确保了所有数据不落地，实时采集，自动上传，且同一分析项至少做两次测定，自动判断结果的重复性。
特点：
（1）煤样编号不能手动录入，只能扫描煤样化验简码，防止拿错煤样，确保煤样和数据一一对应；
（2）每个煤样同一分析项至少做两次实验，自动判断两次结果的重复性，若偏差超出标准范围，则重新进行测试，确保数据准确性。
（3）所有数据不能手填，不能修改。
（4）化验数据严格按照国标483规范进行数字修约。
（5）仪器编号、化验时间、化验室温湿度和化验员信息记录全，各项数据可溯源。
图27 煤样分析
4.数据审核
系统通过经验公式自动核查各项数据的准确性，同时还将各矿点数据与自身历史数据进行对比。若出现偏差较大的情况，则报警提示；若数据正常则顺利通过，若数据异常，则需要重新进行化验，确保结果准确、 权威 、公正。
图28 数据审核
5.设备校验
仪器状态会影响化验结果的准确性，关系到煤炭供需双方的利益，因此必须定期用高、中、低标煤进行校验，校验不合格的仪器，系统拒绝采集数据；超过校验周期没有校验，系统报警提示。校验后的结果在平台进行汇总，校验不合格的仪器数据系统拒绝采集，超过校验周期系统报警提示，确保仪器的性能状态、健康水平可控在控。
图29 设备校验
（三）燃料“三大项目”之三：数字化煤场
按照安全、经济、环保的配煤掺烧、煤场管理、采购供应需求，对不同煤场及同一煤场按煤种或煤质进行堆放区域划分，根据三维数字化方式实时动态展示各煤场、煤场各分区进、耗、存煤的量、质、价、时间等参数状态，自动提供最优的配煤掺烧方案、采购方案，实现企业效益最大化。
1.数字化煤沟
四条煤沟分六个卸煤区，分别接卸烟煤、贫煤和无烟煤。对煤沟实行数字化管控，实时显示各区来煤量和煤质。
图30 卸煤沟
2.分区存放
对不同煤种，按配煤掺烧的要求分区存放，通过准确计量和识址定位，确保来煤不会乱存乱放。
图31 分区存放管理系统
3.配煤参烧
阳城电厂8台机组全部采用多煤种配煤掺烧，依据“单机诊断，照方抓药”的多煤种掺配原则，针对每台机组“诊断”掺配方案，输煤专业根据掺配方案“照方抓药”。
4.精准取煤
根据配煤掺烧方案，通过准确计量和识址定位，实现精准分炉分仓输煤、计量、采样、化验。
图32 精准取煤示意图
5.智能采购
根据掺配需要和数字化煤场的存煤结构，制订燃料采购计划，实现精准采购、经济采购。
图33 智能采购平台
三、项目成果及创新点
（一）项目成果
[1] 黄从水. 煤质自动比重仪在燃料管理系统中的应用[J]. 煤质技术, 2017(06):61-63.
[2] 黄从水. 无人值守称重系统改造成无人智能称重系统方案探讨[J]. 工业计量, 2018, 28(2):5-6.
（二）创新点
煤质自动比重仪的应用
煤质比重仪可以快速、便捷检测煤质稳定性，切实提高了配煤掺烧工作质量，确保锅炉能够经济稳定运行。煤质自动比重仪系统在该公司运用7年来，工作人员共做比重74684次，其中送抽查样化验8576次，查处人为作假308车次，整车罚没382车次，基础扣吨约3万吨，结算扣吨约6万吨，避免直接经济损失约3000万元。
煤质比重检测系统应用以来，共有大唐托克托电厂等20家兄弟单位，集团、中电联、质检总局及分子公司领导，燃料方面的专家实地参观了解后，给予很高的评价。尤其是2018年1月湖北电科院张太平专家参观后给予中肯建议，也为该系统全面推广应用指明了规范标准。2017年大唐集团公司提出在5家燃料“三大项目”标杆示范电厂全面推广应用。目前，大唐三门峡电厂已投入使用，达到了预期效果，产生了巨大的效益。
煤质比重仪应用领域广，除火电厂外，还可以广泛用于煤化工厂、煤矿等涉煤企业，用于煤质检测。煤质自动比重仪的使用是燃料管理方式的转变，实现了由人防向技防转变；减少了煤质监督和管理人员的劳动强度；提高人员廉洁从业水平，确保了煤质稳定。
四、项目实施效果
以科技创新促管理，以流程再造增效益。燃料“三大项目”的建设和应用，不仅推动了该公司燃料管理的自动化、数字化和规范化，更降低了经营成本，防范了经营风险，大幅提升了该公司科学决策、精益管控和依法治企水平。
（一）过程管控堵漏洞
过程全控制、数据不落地、监控无死角、流程更规范、标准更严格、结果更精确，所有这些不仅从根本上保证了煤样的真实性、代表性和及时性，也进一步堵塞了管理漏洞，最大限度减少了人为干预，营造出了公平、公正的燃管环境，为大唐企业树立了良好的外部形象，也为吸引更多的供煤商创造了有利条件。
（二）资源整合提效率
燃料“三大项目”充分整合现有资源，设备利用率和系统自动化程度大幅提升。无论是汽车衡无人值守，还是化验数据自动获取，再或者是报表自动生成，许多环节不仅节省了配员投入，更大大降低了工作人员的劳动强度。
（三）指导生产增效益
指导采购方面：通过设定安全、环保约束性边界条件，采取精准混配掺烧，并根据不同掺配需求，有的放矢地制订燃煤采购计划，开创了“量体裁衣”式的精准采购新格局。
安全经济方面：由于入炉煤与入厂煤的热值差可控在控，锅炉安全性、经济性和稳定性明显提高。2015年，该公司热值差同比降低170千焦/千克，仅此一项就创效1400多万元；同时助燃用油和灰渣含碳量大幅下降，锅炉效率优于设计值，供电煤耗达到同期最好水平，这三项累计增收4000余万元。
推动经营方面：随着飞灰含碳量的降低，粉煤灰销售量也逐步提升。2015年该公司灰渣综合利用率高达75%，年节约费用约6600万元。
（四）指标优化助减排
以数字化煤场的精准数据为依托，该公司创造性地开展烟煤、无烟煤、贫煤等不同煤种混配掺烧和全烟煤启动试验，降低了氮氧化物生成量。氮氧化物生成浓度由原来的每标立方米1500毫克下降到679毫克，同时硫化物和烟尘均达标排放，使企业在满足新环保排放标准的同时有效降低了运行成本。
参考文献
[1] 薛青林. 火力发电企业”燃料三大项目”管控浅析[J]. 现代国企研究, 2016(20):53-54.
[2]张鹏程. 发电企业燃料成本管理控制实践与思考[J]. 当代经济, 2015(36).
[3] 黄鹤. 论火力发电厂数字化煤场的构建[J]. 现代商贸工业, 2016(15):178-179.
[4]汪传明, 梁洁. 火电厂入厂汽车煤机械采样与采样智能IC卡管理的应用[J]. 贵州电力技术, 2013, 16(3):42-44.
本成果为中国企业改革发展优秀成果2019（第三届）
成果创造人：张文龙、喻 军、黄从水（阳城国际发电有限公司）