火电企业数字化煤场建设方案

火电企业数字化煤场建设方案 Rev.1.0上海诺尚信息技术有限公司二一五年五月版 本 记 录日期版本号内容简述5/22/20151.0初始版本-联系方式上海诺尚信息技术有限公司,目录1.背景12.系统概述13.系统功能23.1.采购管理23.1.1.计划管理23.1.2.合同管理23.1.3.供应商管理23.1.4.调运管理23.2.入厂管理33.2.1.入场煤货单管理33.2.2.入厂煤量管理33.2.3.入厂煤质管理43.2.4.卸料管理43.3.煤场管理53.3.1.煤场综合信息展示53.3.2.日常管理83.3.3.堆煤管理103.3.4.取煤管理113.3.5.转运管理123.4.入炉管理123.4.1.负荷计划123.4.2.掺配参数133.4.3.实时煤仓信息143.4.4.掺烧历史153.4.5.掺配方案153.5.评价分析173.5.1.实时成本分析173.5.2.购煤建议173.6.统计报表183.6.1.进厂煤数量验收对比表183.6.2.运行日表183.6.3.煤耗对比表193.6.4.日上煤量及卸煤量193.6.5.月上煤量及卸煤量20图目录图 1入厂煤量对比3图 2入厂煤去向管理4图 3煤场三维存煤实况5图 4煤场平面存煤实况5图 5煤场截面存煤实况6图 6煤场日存煤情况-16图 7煤场日存煤情况-27图 8煤场日存煤情况-37图 9煤场存煤构成图8图 10煤量盘点三维模型图9图 11煤场盘点单列表9图 12盘点单明细9图 13盘点表10图 14煤场温度分区图10图 15建议堆放区域列表11图 16堆放方案明细11图 17负荷计划曲线图12图 18负荷计划掺配13图 19掺配因子列表14图 20实时煤仓信息14图 21掺烧历史15图 22掺配方案计算16图 23配仓明细16图 24掺配信息16图 25掺配明细17图 26统计报表-118图 27统计报表-218图 28统计报表-319图 29统计报表-419图 30统计报表-5201. 背景随着电力体制改革的不断深入，电力生产已经从计划经济逐步向市场经济转变，发电成本控制已经成为发电企业增强核心竞争力的关键因素。燃料是火电企业的主要生产原料，占发电企业总成本的70%左右，因此燃料管理水平的高低直接影响着发电企业的燃料成本控制和经营效益。但是目前不少电厂燃料管理现状还存在很多问题： （1）多数电厂的燃料入厂检质检斤管理仍停留在粗放式状态，缺乏必要的信息化辅助监管、决策平台，亏吨亏卡现象严重。（2）依赖人工管理燃料使用过程中的数据，存在大量的人为干预因素，无法保证数据的及时性和准确性，影响燃料管理和经济效益。（3）多数电厂燃料管理信息系统是整个电厂信息化系统中的信息孤岛，燃料信息的实施状况不能及时呈现。管理不闭环，问题难发现。所以我们需要一套火电厂燃料管理的解决方案，从业务上实现需求、计划、采购、合同、调运、入场、库存、入炉、结算、支付、成本核算等环节的全过程闭环管理，包括“量、质、价”三条线。从技术上尽可能实现对每个环节大部分数据的实时自动获取，覆盖燃料的“供、耗、存”和“采、制、化”管理的关键点。建立能够对燃煤在火电厂整个生命周期进行在线感知、统计分析、辅助决策的数字化煤场管理系统是燃料管理的大势所趋，是火电企业燃料管理的一次革新。2. 系统概述本系统包括采购管理、入厂管理、煤场管理、入炉管理、评价分析、统计报表等模块，以燃料结算自动化、煤场管理图形化为目标，为火力发电企业降低成本，提高企业竞争力提供助力。通过从“计划”到“评价”的闭环管理，打通上下游数据，消除燃料信息盲点，实现燃料管控，为领导决策提供准确的数据支持，实现燃煤采购优化，降低发电成本，提高电厂运行的经济性和安全性。3. 系统功能3.1. 采购管理3.1.1. 计划管理系统建立周密、数字化的计划体系，实现未来对燃料采购的总体控制，避免临时性，计划管理重点对燃料计划编制过程及执行进行管理，以入厂煤优化模型为基础，综合考虑煤炭采购计划、资金计划、成本（费用）计划、发电计划、煤场库存、市场信息、燃料供应商信息、实际掺配入炉信息，为燃料计划编制者提供编制依据与不同的采购预案，实现燃料计划编制、审批、执行与分析管理。3.1.2. 合同管理实现燃料合同制定、审批、变更、结算、索赔、终止全过程管理，实现燃料合同的质量条款量化，合同执行分析自动化。根据合同执行对合同执行率、到货情况、质量情况、付款情况的统计、分析和评估，同时还要根据检斤检质、亏吨亏卡等数据的统计和分析，按管理要求生成合同统计及完成情况报表，同时根据预定格式生成合同执行报告Word文档，合同管理人员可调整后备案，也作为供应商评价与选择的依据。3.1.3. 供应商管理 提供对煤料供应商、供应矿点、发站、煤种数据等煤源信息的录入、编辑和查询功能。包括供应商的资质证照的导入，供应商的履约和信用评价，供应煤种和历史报价等信息。3.1.4. 调运管理对调运计划、来煤预报、入厂车辆、火车来煤、船运来煤的接卸管理，形成燃料调运台帐，按全厂的年、月燃料计划，落实铁路、公路、水路调运计划，形成分析图表，实现了从计划、装车、到站自上而下的统一管理，包括燃料调运计划、接卸预案、接卸时间、调运变更、调运情况分析管理。3.2. 入厂管理3.2.1. 入场煤货单管理来煤信息可通过手工录入或文件导入的方式录入系统中，以唯一煤炭编号标识。来煤信息主有：来煤矿发信息，运煤车到达的时间、运煤车牌号或火车、轮船班次，煤料的品种、煤炭编号、以及煤料的货单量和价格。录入系统后的数据即作为系统的原始数据，原始数据保存在系统数据库中，可根据实际情况对原始数据进行修正。对原始数据的操作，系统记录相应的操作日志，以备操作失误进行原始数据的跟踪查询。系统默认同一供应商、同一天、同一煤种的来煤为同一批次煤，实现从煤入场到出场的整个流程的管理，都可以通过该批次号进行检索，跟踪查询。3.2.2. 入厂煤量管理对船运来煤，需要录入水尺测量船的吃水深度；对于火车来煤，需要录入或自动获取翻车机电子轨道衡的数据确定火车运载的煤量；对于汽车来煤，需要录入或自动获取进出厂地磅称重数据，从而确定运输的煤量。这些数据与煤炭编号关联进入系统，与皮带秤读数以及货单量进行对比，确定煤量误差。图 1入厂煤量对比3.2.3. 入厂煤质管理数据操作人员根据煤质检验单，录入或扫描导入煤质化验数据，包括水分、灰分、挥发分、硫分、发热量、灰熔点、结焦性等测定指标，并将记录结果与煤炭编号关联存储下来。3.2.4. 卸料管理新煤入厂后，可进入储煤场、筒仓或原煤仓。系统将根据各煤炭存放地的存煤情况和新煤入厂数据，选择合适的卸料地点，并对选择的卸料地点进行记录。图 2入厂煤去向管理3.3. 煤场管理3.3.1. 煤场综合信息展示3.3.1.1. 煤场三维图 3煤场三维存煤实况3.3.1.2. 煤场平面图 4煤场平面存煤实况3.3.1.3. 煤场截面图 5煤场截面存煤实况3.3.1.4. 存煤量储煤场最小容量应满足全部机组最大负荷运行一定天数以上的用煤量。一般情况下，按机组满负荷运行测算，煤炭库存在7天以上用煤量为正常库存煤量，7天需用煤量为库存警戒线。图 6煤场日存煤情况-1图 7煤场日存煤情况-2图 8煤场日存煤情况-33.3.1.5. 存煤结构将煤场中存煤结构用图形方式展示，用户可查看相关详细信息。图 9煤场存煤构成图3.3.2. 日常管理3.3.2.1. 煤量盘点清查煤场存煤量，俗称煤场盘点，是火电厂煤场管理的组成部分。电厂会定期对煤场进行盘点，每月月底对煤场进行盘点，实测煤堆体积，维护盘点记录。通过实际盘煤过程，计算出燃煤吨数和软件库存吨数相比较，将盘盈或盘亏吨数同步到软件中。系统提供了库存预警功能，当煤场存煤低于设定值后，系统向用户发送存煤预警信息。图 10煤量盘点三维模型图图 11煤场盘点单列表图 12盘点单明细图 13盘点表3.3.2.2. 温度监测（本项目不涉及）根据煤场分区，每月定时对煤场各区域进行实测煤堆温度，维护测温记录。如果其他系统对煤场温度进行了测量，可以直接从相关系统读取数据。图 14煤场温度分区图3.3.3. 堆煤管理当有新来燃煤需要堆放时，根据新来燃煤的种类、煤量结合原煤场内各区煤的堆放时间和煤质煤量给出堆放建议，用户也可舍弃系统提供的堆放建议，自定义堆放区域。图 15建议堆放区域列表图 16堆放方案明细3.3.4. 取煤管理系统发现新的上煤指令以后，系统根据实时存煤情况，计算出合理的取料方案，取料方案将具体到采用何种取料设备（包括斗轮机和给煤机）、煤种的详细取料位置（存放煤场，多少米到多少米）.系统将取料方案提交给燃料运行人员，燃料运行根据系统自动取料决策或人工设定的取料决策进行上煤。3.3.5. 转运管理将厂内转运车辆计量的汽车衡系统数据纳入管理，用于统计厂内各分区煤场的存煤量变化，为厂内转运费结算提供依据。3.4. 入炉管理3.4.1. 负荷计划对电厂机组每日的发电计划进行登记，导入数据后生成日负荷曲线,指导配煤掺烧。图 17负荷计划曲线图图 18负荷计划掺配3.4.2. 掺配参数系统提供默认的配煤特性目标，也可以由用户根据锅炉燃烧特性，对配煤的煤质特性，包括发热量、挥发分、硫分、水分、灰分、灰熔融性、灰成分的范围以及配煤结渣特性、着火特性、燃尽特性和排放特性等进行设置。用户可以建立典型负荷的配煤煤质特性需求表。在需要进行配煤计算时，直接选择相应的负荷，就能自动调用该负荷下的煤质特性参数作为优化目标。图 19掺配因子列表3.4.3. 实时煤仓信息显示各仓中每种上煤的剩余煤量（上煤量-耗用煤量），煤仓中的煤质（热值、挥发分、硫分）和单价情况，以及不同煤质的煤在给煤机不同出力下可以耗用的时间（小时）。需要根据上煤和耗用量计算出每种煤相对应的高度，在页面上画出来。并在页面中同时将掺配方案中制定的上煤方案用虚拟上煤的方式展现，包括煤质和单价以及预计耗用时间。图 20实时煤仓信息3.4.4. 掺烧历史系统会自动通过跟踪燃煤掺配前单煤的各项指标，掺配后混煤的指标，以及锅炉运行情况，系统分析数据，建立掺配模型和燃煤掺配历史数据库，根据掺配历史数据优化神经网络模型，更加精确指导发电企业燃料掺配，从而为后续掺配方案提供参考。图 21掺烧历史3.4.5. 掺配方案系统提供神经网络算法等多种最优方案求解的算法模型，主要有：最经济方案、最环保方案、综合最优方案。以设定的目标为优化方向，在保证锅炉稳定燃烧的前提下，进行配比计算。对求解得到的优化掺配结果，按原则（成本、环保、综合）进行排序。用户可以在自动计算所得到的原始配方的基础上，自动执行5%调整（也可以设定为其它的调整比例）。用户可以手工调整原始配方或执行5%调整后得到的各煤种的掺配数量，重新进行计算与比较，得到实用配方。基于特定负荷下的热值要求，根据负荷要求，系统自动形成分机组智能化掺配方案。1.热值匹配（入炉），2.硫份匹配（环保）3.灰熔点匹配（安全生产）4.入炉煤经济效益（采购效益）；按输入要求计算匹配。图 22掺配方案计算图 23配仓明细图 24掺配信息图 25掺配明细3.5. 评价分析3.5.1. 实时成本分析实现燃料每月入厂煤价格曲线、入炉煤价格曲线，两曲线显示在同一图中，对耗用成本计算与分析，用户可通过曲线查看该月每天的明细数据。通过煤场管理、配煤掺烧以及入炉煤的管理，特别是通过跟踪每个原煤仓的耗煤，可以计算出实时的发电度电燃料成本，并根据上网电量的电价计算出实时的发电效益，从而指导生产。系统实时计算出各个机组发电成