新建坑口火电厂智慧燃料系统规划.docx

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新建坑口火电厂智慧燃料系统规划

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摘要

针对碳达峰、碳中和背景下智慧燃料生产、深度降低燃料成本，新建电厂必然推进燃料管理智能化、精益化、燃料监管信息化、制度化、燃料数字化是必由之路。新建机组输煤部分控制系统采用DCS总线控制、入厂煤全自动化采制化、煤场管理含（数字化煤场、斗轮机无人值守、煤场温度监测系统）、入炉煤煤质在线监测及自动计量、智能运维（智能巡检及安全定位），视频监控与门禁系统。共6个部分。

关键词：智慧燃料；输煤DCS总线控制；燃料数字化

一、选题背景

在刚刚结束的“共同构建人与自然生命共同体”习近平主席指出中国将碳达峰、碳中和、纳入生态文明建设整体布局、严控煤电项目“十四五”时期严格控煤碳消费增长“十五五”时期逐步减少，因此随着能源法物调整，电力体制改革环保税法分布实施，碳交易市场启动风电等新能源竞争，发电则将构成市场多元化竞争格局唯有高效、节能、绿色发展转型火电企业才可能在未来能源发展中占据一席之地，其中优化电厂配煤掺烧、实行燃料智能化管理尤其关键。

二、智慧燃料系统发展的外部条件

2.1智慧燃料系统发展的外部条件

2.1.1燃煤电厂智慧化建设的外部条件已经具备，理想和现实之间只差规划和建设。

2.1.2煤场全封闭随着国家环保政策趋严，要求煤场全封闭，进一步降尘，但内部的扬尘、火灾隐患加大，作业环境进一步恶化，寻求无人值守。

2.1.3煤炭掺配是生存之道火电上网电价进一步降低，煤炭掺配入炉燃烧的经济效益凸显，五大电力集团均开展以降低煤价为目的的煤炭掺烧工作，但锅炉燃烧失稳，环保超标、采购无序等问题凸显。

2.2控制系统差距大

2.2.1火电机组的控制系统经过20年的不断发展升级，主机已基本升级到智能集控；但燃料系统少数DCS控制，工业化、智能化水平不高，依然需要投入大量人力。

2.2.2基于区块链、空间定位、智能掺配和3D打印技术的智慧燃料系统是一种先进的火电厂燃料系统管理方案，满足新建电厂的建设要求。

三、新建坑口火电厂智慧系统方案设想

燃料智慧化运行管理系统融合燃料智慧设备及控制层、智慧运维及管理层、智慧经营及决策层，实现整个运煤系统的智能管理和控制。其体系结构如图所示：

燃料智慧化运行管理系统体系结构图

3.1智慧设备及控制层

智慧设备及控制层是构建燃料智慧化运行管理系统的基础。运煤系统中各个智慧化功能模块集成起来构建燃料智慧设备及控制层。主要包括入厂煤全自动采制样及自动计量，煤场智能盘煤、煤场机械全自动无人值守、煤场温度监测、入炉煤采制样及自动计量、标准化实验室、智能巡检及安全定位、视频监控与门禁系统。

3.2DCS控制系统

本工程采用现场总线技术实现数字化电厂控制方案对输煤工艺设备所需的所有就地电控箱（控制箱）应选用集就地配电功能、就地控制功能、现场总线接口功能、就地人机接口功能（键盘参数设置、LCD/LED显示）等于一体的电力线式现场总线智能就地控制箱系统。就地电控箱（控制箱）内的就地控制逻辑通过箱内的现场总线单元实现；就地电控箱（控制箱）与输煤程控系统之间的所有监控信息、故障诊断信息、参数设置信息的交换均通过现场总线接口实现，也可通过箱上的人机接口单元在就地箱体上直接设置、监视和查看。就地电控箱（控制箱）所选用的现场总线系统应具有总线电缆与强电回路线缆（含10kV高压电缆）、与强电设备紧靠敷设而不受干扰的能力；通过DCS分散控制系统，将给料机、输煤皮带、圆形堆取料机、犁煤器、除尘器、除铁器等设备的操作全部纳入燃料集控室统一控制。

3.3入厂煤全自动化采制样

智慧化采制样及自动计量系统可实现对燃料的入厂验收、计量、采样、接卸的管理。采样装置将智能控制系统、自动采样系统、破碎缩分系统、样品包装系统、读写卡必威体育官网网址系统等结合为一体，对入厂煤的采样、制样、化验、管理等整个质检进行自动控制和管理，完全隔离了操作人员与样品的接触，有效杜绝了人为干预因素，提高了管理自动化水平和效率，及时、准确、真实地反映原燃料质量。

3.4数字化煤场

数字煤场主要包括全自动盘煤、煤场三维模型、存煤信息动态管理、堆煤温度监控预警、抑尘防爆模块等。通过煤质信息，固定盘煤，三维建模等技术，指导圆形堆取料机3D打印堆煤，取煤按照断点续取。用户可以通过计算机直观了解到煤场的存煤情况，实现堆煤管理、取煤管理、智能掺烧、煤量监测，煤温监测、安全预警等功能。

3.5入炉煤管理

入炉管理以入炉煤采制样化验结果及自动计量所提供的数据为基础，实现对入炉燃料的自动采样与计量。同时系统根据电子皮带秤、电动犁式卸料器、料位计以及给煤机信号，将原煤仓的存煤状态实时的反应到页面中，包括各仓的剩余煤量和料位，煤仓中的煤质（热值、挥发分、硫分）和单价情况，可以耗用的时间等。

3.6