数字化煤场综合信息管理系统
2021-06-23
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一、概述
数字化煤场是数字化电厂发展的一个重要环节，是在电厂现有安全高效的网络平台、数据库平台和先进控制系统基础上，利用Web技术、无线传输技术、智能传感集成、数据库和三维技术等IT技术并结合先进的管理思想对电厂煤场的运营和管理进行全面设计，使煤场管理人员、输煤运行人员、发电运行人员能够及时掌握煤场的动态存储情况，为配煤参烧提供准确及时的现场燃煤信息，锅炉燃烧人员能够提前掌握储煤场中的煤量、煤质，以便于及时根据机组负荷以及锅炉燃烧情况提前调整燃烧方式，从而达到安全、经济地燃烧及节能增效的作用。
二、功能结构图
三、网络拓扑图
四、系统介绍
4.1煤场信息管理系统
煤场信息化管理系统以实时掌握煤场信息为目标，直接或间接获取煤场管控所需的所有相关数据，并将相关数据有效关联，通过数据处理以三维数字化煤场方式实时展示料场各种物料的量、质、价等信息状态，完成对料场的全面精细化管理，为企业提供一个成熟的、先进的、完善的信息系统管理平台。
实现实时获取每批次来煤量的准确数据，包括矿点、供货商、质量、重量等。
实现数字煤场总览。对煤场所有的当前状态等全局信息，进行可视化动态展示，包括料场平面状况、进耗存量、质量信息、物料单价等。
实现煤场实时状态的管理。集成接入盘煤系统测量数据构建数字模型，将煤场状态进行实时图形展示。通过三维和二维图形结合的方式，直观展示煤场实时存煤情况，包括煤种类、煤存量、标单、堆存时间、堆放位置所有信息等。
4.2煤场配煤管理系统
能根据电厂煤场管理的实际需要，将煤场划分为若干区域，以此为基础实现按煤质、地域、矿点等多种类别或综合形式以三维动态方式展现煤场的不同区域堆、取、存的量、质数据和储存时间等信息。根据煤场实际存煤及煤场库存质量，通过智能化掺烧算法，计算出各煤种上煤的经济配比。系统能对每个已执行的掺配掺烧方案的实际煤质、煤量数据均可查询。不同类别、不同品质的煤经过筛选、破碎和按比例配合的过程动力配煤，实现煤质互补、优化产品结构、适应用户燃煤设备对煤质的要求，达到提高燃煤效率和减少污染物排放的目的。
4.3盘煤取料系统
4.3.1 固定激光盘煤系统
在煤棚顶部安装1套三维激光盘煤系统，对煤场做到无死角扫描，且能实现实时将数据供智能燃煤管控平台数据采集应用。实现远程实时扫描监控煤场信息，并通过与智能燃煤管控系统集成，自动生成煤场的三维立体图像，实时在线显示煤场图形实现远程实时扫描监控煤场信息，并能自动生成煤场的三维立体图像，实时在线显示煤场图形。
充分利用了激光扫描及三维成像技术，以及从三维图形成像中提取有效边界条件为自动化取料提供数据依据研究成果。
三维激光扫描仪安装在煤棚马道上方，便于检修维护。
堆取料机安装高精度定位系统、防撞系统、流量检测系统、监控系统、三维数据分析系统等，并为每台堆取料机安装一套高精度皮带秤。能够精确定位堆取料作业位置信息，实现对堆取料机的远程自动控制。通过人机界面及视频监控系统等对堆取料机实现远程自动控制，应能实现自动寻址、自动堆料、自动取料等功能，并在人机界面可以获取堆取料机各种运行状态指示以及故障信息。在集控室，除紧急按钮外，实现对堆取料机的软、硬直接操控，并配以现场监控图像。系统具备就地手动、就地全自动、远程手动、远程全自动等操作模式，各种模式间实现双向手自动无扰切换，提高作业效率和系统安全性。
堆取料机无人值守控制具有以下基本功能：
自动寻址: 系统具有自动寻址功能，实现全自动启动相关设备，根据作业模式及远程操作员站的煤堆一键选择（煤堆编号和煤层），系统自动计算定位作业点并自动定位。
自动堆料:自动堆料可选择大车行走定点堆料或移动皮带机定点堆料方式，堆料高度采用料高检测装置实时检测。堆料高度及宽度应可自行设定，系统自动调节移动皮带机移动速度和大车前进（后退）速度，全过程无需人工干预。
自动取料:堆取料机按工艺流程自动启动相关设备后自动开始取料（取煤量可根据需要进行设定）。控制系统自动控制取料步进及活动梁升降，直至完成取料流程。堆取料机控制系统根据取煤量设定值自动调节，保持恒流取料，全过程无需人工干预。
实时煤堆测量：在堆取料机作业期间（包括手动模式、自动模式），对煤进行实时测量，后台软件实时建立煤堆三维模型，作为无人值守控制的基础数据，建模频率1Hz。煤堆数据在堆取料机远程操作员站实时更新，同时在堆取料机远程操作员站可进行煤堆数据（图形）手动删除、误删一键恢复，在图形服务器进行煤堆数据（图形）历史回放。
实现防碰预警及控制：通过采用集控系统及系统软件计算、激光防碰撞检测和微波雷达防碰撞检测3种软硬结合的方式对单机进行实时防碰撞监控，对单机采用一级报警提示，二级报警停车的两重防护，确保大机的安全作业。
生产作业远程视频监视：在堆取料机上关键视角和部位安装数字网络摄像头，并通过工业电视网络，视频信号接入集控IP网络视频监控系统，实时监视料场工况以及大车位置和设备状态信息，确保堆、取料机自动化作业的安全性、可靠性。
4.4煤场安全监测系统
4.4.1煤场安全监测的必要性
煤与空气长期接触会发生氧化反应，释放热量。煤堆外层的热量虽然能够得到散发，但由于煤堆内部空气流动缓慢、通风差、造成内部热量的积累，煤堆内部的温度越来越高，当温度超过煤的自燃点时，就会产生自燃，对人员、设备造成极大的损害。同时，伴随煤的自燃也会产生一氧化碳、甲烷等有毒有害气体，在目前国家大力实施环境治理的形式下，对煤堆温度进行实时有效的监测具有巨大的社会效益与经济效益，是实施“数字化煤场”的重要组成部分，具有非常大的必要性。
4.4.2煤场安全监测系统示意图
红外测温系统，利用红外热像仪非接触式测温和空间测温的特点，实现对煤堆各个位置的实时温度监控，预防火情的发生。红外热成像在线监控防火预警系统可把整个煤场根据现场情况分成多个子区域，并对每个区域设置温度报警值和异常温升条件，热成像监测装置按照预先设置的预置位进行日常巡航采集温度分布数据，当发现对应区域温度超出报警值或是满足了异常温升条件及触发报警装置，提示后台运维人员进行核实处理。同时系统也可以和现场消防设施建立联动机制，报警信号可以直接给到消防报警装置，触发消防水炮等消防设施动作，自动进行降温处理。实现集中火灾报警，消防炮就地手动、和远方控制室可视操作手动三种控制方式，采用自寻踪全自动探测灭火控制方式。
4.4.4有害气体及粉尘浓度监测
可燃气体及粉尘浓度检测：可燃气体探测器及可燃气体控制器(在堆煤场上方安装气体探测器探测甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）等气体的浓度变化)主要用于封闭煤场火灾、可燃气体浓度高报警，并硬接线联动相关的通风设备。
4.4.5输送皮带在线监测系统（皮带明火煤监测系统）
