燃料管理

国电汉川发电有限公司总装机容量332万千瓦，一、二期四台33万千瓦级机组，1998年建成投产，三期建设两台100万千瓦超超临界机组，分别于2012年12月和2016年8月建成投产，年耗煤量超过600万吨，燃煤存储、采样分布点多、面广、管理难度大，燃料验收采制化工作大量依靠人工完成，自动化水平低，工作环境恶劣，人员素质不高，廉政安全风险监管难度较大，燃料验收领域成为廉政安全事件的高发区和重灾区。 汉川公司建设了两套相互独立的输煤系统，共配置4台翻车机、2座卸煤码头，设置6个采样点、11台皮带采样机，相距最远的两个采样点距离2.5公里。燃料智能化管理系统采用项目组负责制，自主建设，分项分阶段的实施模式，主要由全自动制样系统，气动管道传输及智能存查样系统，远程煤样自动封装接卸分选系统，管控系统和数字化实验室等六个项目，八个子系统组成。根据企业实际情况，量身定制了煤样专用运输车、自动煤样分选归批、制样机自动给瓶、自动奔料、单节火车煤按单一批次自动采样等个性化功能，实现了燃料“计量、采样、制样、存样、运样、化验”全过程集中式自动化管理，有效贯彻了集团公司“人与煤样分离，人与数据隔离”的管理理 念，降低了廉政安全风险，提升了燃料管理水平。 燃料智能化管理已成为当前大型火电企业燃料工作的新趋势。电厂结合实际，将分散的计-采-制-化设备集成于智能化管控中心平台，实现操作智能化，数据实时化，管控集中化，管理信息化的“新四化”燃料管理目标。

在复杂煤种条件下，如何有效提火提升企业在燃煤购、配、烧各个环节的节能、环保潜力，实现全供应链主动式配煤参烧，获得电厂经济指标、安全指标和环保指标的协同优化，成为燃煤火电企业驱待解决的重大现实问题和重要技术难题。本项目从配煤煤种煤量、环保效益、经济效益和安全稳定性等综合考虑，依托于先进的计算机技术、信息技术，结合专业理论知识及工程应用经验，借助于大数据挖掘算法实现配煤接烧和燃煤采购综合决策优化，是火电企业节能减排的重要手段，对示范引领“两化融合”新业态具有重大意义。 本项目建立了燃煤电厂的购、配、烧等燃料全流程一体化决策体系，开发了配煤接烧智能决策系统，自动计算燃料采购最优计划、配煤接烧策略等生产策略，具有3个新突破，实现了燃料管理的创新，主要创新点如下：（1）以降低供电综合成本为参烧日标，基于BP神经网络算法搭建了混煤特性预测模型，对线性配煤结果混煤煤质特性和非线性配煤结果包括混煤着火特性、结渣特性、机组环保排放浓度、机组锅炉效率、机组供电煤耗等安全、环保、经济指标进行预测，实现了混煤特性预测的新突破；（2）以供电综合成本最低为寻优目标，基于遗传算法搭建了满足煤质约束、锅炉运行特性约束、设备约束、存煤结构约束及来煤约束等条件以及总发电量要求的参烧运行决策寻优模型和燃煤采购决策寻优模型，实现了配煤参烧智能决策的新突破：（3）通过集成数字化煤场和SIS数据，建立参配在线评价模型，从安全、经济、环保三个维度对参烧效果进行综合评价，实现了参烧效果全面评价的新突破。

火电厂输煤系统检修、故障处理及设备备品备件等管理大都借助于表格或者采用自主开发的软件+数据库等方式，缺乏有效的科学手段实现设备定检提醒、设备运行状态在线分析及预警、设备故障自动诊断及分析等功能，输煤系统设备因检修及维护不及时、故障处理不及时造成的设备故障及损坏每年给电厂造成了一定的经济损失。 一、系统应用了大量自主设计的先进的控制策略及算法，以及部分自主设计并研发的设备国内首个实现基于三维激光成像技术并应用于圆形煤场的智能化煤场管控系统，针对圆形煤场研发了恒流量控制、V型区屏蔽、边界取料、定位保护等多个先进的控制策略及控制方案，设计并开发了刮板机链条少油润滑系统、多功能防碰撞保护开关等多个具有自主知识产权的设备。 二、系统功能强大，具有较强的可扩展性，对提升电厂输煤系统运行效率及燃料管理水平具有较大意义 智能化煤场管控系统采用标准的B/S架构，主体软件采用java语言进行开发，系统功能强大，主要分为堆取料机全自动无人值守、燃料数字化管控及分析、煤场环境在线监测、设备状况在线分析及预警、输煤生产智能化考核管理、混配橡烧智能化控制等六大模块，系统预留接口，具有较强的可扩展性，基本上解决了电厂燃料管理水平落后的问题。 三、系统投入运行大大提升了电厂输煤系统自动化水平通过采用总线控制、RFID、网络通讯、大数据分析及计算等大量先进技术的运行实现了电厂输煤系统设备上位机集中监控及智能化控制，彻底解决了电厂输煤系统自动化水平低的问题。

燃料成本占煤电企业总成本的70%左右，是发电企业成本控制的核心，煤价对煤电企业经营效益影响最为关键。国内现有的煤炭价格指数多反映产地或交易环节价格趋势，在指数设计规范、数据质量等方面存在不足，基本全部反映卖方和贸易商心理价格；煤电企业缺乏有行业影响力的电煤采购价格指数，市场话语权偏弱甚至丧失，给发电企业燃料采购和成本控制造非常不利的影响。因此，为真实反映电煤市场价格水平及趋势，2017年，应国家发改委领导要求，及各发电集团强烈呼吁，中电联牵头组织国内主要发电集团，组织开展了电煤采购价格指数体系研究及推广应用工作。 本课题在对国内外现行煤炭价格指数进行梳理的基础上，紧密结合电煤采购特点，聚焦管理创新和应用实际，研究形成了中国电煤采购价格指数（CECI）“四个方案”，构建指数“三个体系”，实现了“一个目标”。“四个方案”即形成了CECI沿海指数、采购经理人指数、进口指数、曹妃甸指数四个指数的编制方案。“三个体系”及覆盖国际国内两个市场、反映历史价格和价格预期两种维度、具有周指数和日指数两种表现方式的指数体系，CECI指数编制领导小组、工作小组和专家组、CECI指数编制办公室“三组一办”的指数建设管理体系，电厂数据报送人、集团数据审核人、CECI指数编制办数据编制人三级指数样本采样和审核体系。“一个目标”是CECI研究成果广泛应用、实现管理创新的价值目标。 本课题创建的CECI指数是国内外首个反映电煤发电侧价格的指数，具有很强的代表性，完善了国内煤炭价格指数构成。 本课题聚焦下水煤，以CECI沿海指数为核心，建立了包含采购经理人、进口指数和曹妃甸指数的覆盖国际国内两个市场、反映历史价格和价格预期两种维度、具有周指数和日指数两种表现方式的指数体系。形成的CECI指数体系完备，代表性强，参考意义大。 该课题在研究与应用过程中克服其他指数多包含询盘、报盘等尚未成交的单方报价信息的弊端，坚持基于电力企业真实成交的大数据样本，并在国内首次完全采用交易量数据构建量、价结合的指数计算模型，更科学编制CECI指数，能够更加真实准确反映市场价格整体水平，减少人为干扰操作空间。 该研究成果每周（日）定期发布，已经在政府、行业、企业各层面得到广泛推广应用，经济社会效益显著。CECI指数连续3年被国家发改委纳入年度电煤长协定价体系；神华、中煤等大型煤炭企业将CECI指数作为月度合同价格参考；发电企业也将CECI指数作为内部结算或招标采购的价格依据,以及市场跟踪、燃料管理的重要参考指标。

该科技创新的实践应用，实现了燃料日常工作规范化、数字化、自动化，降低了燃料人员劳动强度。确保了燃料量质价数据的真实性、可靠性、实时性、精准性，提升了火电企业整体燃料管控水平及集团化战略决策能力与集中管控能力。该管控流程通过规范燃料业务流程、改造燃料设备、采集原始数据、建设软件平台、加强过程控制等系列行之有效的管控措施，杜绝了关键环节人为干预，实现燃料业务过程全流程闭锁管控，有效解决了燃料管控难的问题，有效防御了燃料管理关键环节关键岗位的廉政风险。 该科技创新成果，提高了燃料质检的公平公正性，通过该重大项目建设，在全集团建立了公平公正燃料质检体系，电厂及供应商诚信度都得到了较大提升。实现了科学节能减排，通过数字化煤场建设，建立了精细化收耗存对应量质价管理，为配煤参烧及智能采购提供了科学依据，为科学节能减排做出了新的贡献。

物联网是继移动互联网后的一个最重大的经济活动，物联网时代创造管控模式，打造人与人、人与设备、设备与设备的互通互联，进而实现了组织重组，革了火电厂传统采制化等人员的命，使燃料管理又重新回归到生产领域范晴。 在设计与改造升级方面，“物联网+火电厂燃料”三化管控模式的成功探索与实践，颠覆了传统燃料管理模式，为新建电厂在燃料全过程集中管控设计首次提供了解决方案；为已建电厂在燃料智能化改造方面提供了借鉴，为未来智慧电厂的建设莫定了基础。在内部控制与经营管理方面，对于防范燃料效能监察，增强企业公信力，提高了燃料管理智能化、精益化管理水平。大数据对建模的作用，有助于科学、快速地决策。

本项目的实施是火电厂在燃料数字化管理上的创新实践，以煤炭资源、调运为主线，结合淄博公司现有信息化系统，建设燃料采购数字导航系统，对燃料管理资源进行整合、优化,探索降本增效新途径，全面提高燃料管理效能。 本项目创新点包括：一是建立全景煤炭资源导航电子地图，快速、高效锁定煤源。以全国电子地图为基础，提供国家发改委核准公布的 5000 多座大型煤矿的具体地理位置及生产煤种等相关信息；提供全国大约 400 多座大型火力发电企业等位置信息；提供主要 21 条跨区域煤炭运输线路，可以方便快捷的进行资源查询、成本测算，进行精准的业务谈判。二是全程调运导航精准、快捷，提高接卸效率。在资源电子地图中实时显示电煤请、批、装车数量、指标、车辆在途位置、预测行进状态及到厂时间，便于科学、超前指导厂内接卸、存储、掺配方案，实现燃料精准调运，效率显著提高。三是基于“大数据”支撑的智能分析决策，实现了煤价与库存的反向运行。建立煤炭资源信息数据库，进行煤炭、电力及社会经济运行资讯、信息的收集、汇总、分析，为燃料采购的智能分析决策提供有力支撑。四是到厂煤炭货票及数据自动采集，统计效率及准确率明显提升。完成入厂火车煤矿发总量、货票重量自动核对等工作，自动生成电子商务记录等功能，减少人工录入工作量，统计效率及准确率明显提高。五是燃料信息资源全流程优化整合，提高燃料管理效能。通过建立燃料采购数字导航系统，对燃料全过程管理中的信息资源进行优化、整合，打通各环节信息隔阂，实现信息的共享及可视化，解决了信息断层带来的效率低下的难题。 通过项目的实施应用，淄博公司燃料数字化管理水平、燃料降本增效、煤炭供应抗风险能力、机组安全经济性水平大幅提升。在山东、榆林、内蒙矿难频发及迎峰度夏、度冬的紧张时段，保证了稳定、均衡的供应。煤源结构性调整卓有成效，成为淄博市率先取消汽车煤的企业，淄博市委书记、市人大常委会主任周连华对淄博公司先进经验作出专门批示，要求将华电淄博经验在全市范围内进行推广；同时在 2019 年华电集团燃料工作会议上，我公司就数字导航系统在燃料资源整合管理中的应用进行了先进经验交流，在华电集团内部火电、煤矿企业进行了成果推广。

2012年，中国国电集团公司经过对燃料管理现状的深入研究分析，决定将智能化、标准化、精益化等现代管理理念引入燃料管理，实施燃料智能化、标准化、精益化建设，明确由国电南京煤炭质量监督检验中心负责牵头，制定各单位实施方案，希望各基层单位大胆创新、积极试点。国电常州发电有限公司抓住机遇，积极进行燃料管理创新，从2012年12月开始了前期的研究以及人员部署，积极构建燃料智能化、标准化与精益化管理体系（或称燃料管理体系），有效提升了公司燃料管理水平，成为中国国电集团公司燃料管理创新与实践的优秀示范工程。 在市场经营压力大、燃料管理相对落后以及廉洁风险难以防范的背景下，常州公司积极进行燃料管理创新，构建燃煤智能化、标准化、精益化管理体系（或称燃料管理体系），有效提升了公司燃料管理水平。

项目以火力发电企业燃料管控为研究对象，基于计算机信息理论、物联网及人工智能技术，多维领域开展火电厂燃料全过程数字化管理及厂级燃料煤-炉耦合智能化决策大数据专家库等关键技术研究，构建一套覆盖沿海、内陆的发电企业燃料全过程智能化管控的技术体系，通过定性和定量相结合的方法，开发适用于不同火力发电企业的燃料全过程数字管理系统平台。同时建立“煤炭智能接烧评价系统”，预测最佳的配煤比例与设备性能，实现厂内燃料管控的智能化，大幅降低人工及燃料成本，全面降低火电企业燃料管理成本，提高燃料利用率，实现燃煤火力发电厂的节能减排，为发电集团寻求节能系统技术及新的效益增长点的同时，为国家环保事业做出贡献，为建立能源领域的高新技术产业提供技术储备与支持，力求达到较高的经济效益、环境效益和社会效益。

中国华能集团有限公司（下称华能集团）是全球最大的煤炭采购用户，年采购煤炭超过2.7亿吨，拥有煤电路港运全供应链的独特优势。华能集团通过开展燃料供应链管理创新，降低煤炭采购成本，提高采购质量效率，既是顺应大宗商品“数字化、科技化、金融化”等新时代发展要求的需要，是贯彻落实国家有关发展战略的具体举措，也是华能集团降低燃料成本、提升经营效益的必然选择。华能集团燃料供应链管理创新是基于华能下水煤集中统一管理基础，依托华能燃料煤电路港运全供应链要素优势，进一步延伸整合上游资源，搭配“信息赋能”“金融赋能”，实现各环节纵向优化和各模块的横向优化，从而实现全供应链的增值。2018年起，华能集团在既有管理体系基础上，以华能供应链平台科技有限公司为抓手（以下简称供应链公司），对燃料全供应链各环节、模块进行梳理优化，开展了一系列管理创新，取得了显著成效。 华能供应链公司的成立，创造了由大型煤炭企业联合民营市场化企业向大型电力企业开展直供，发挥了上游煤矿的资源优势、中游民营企业的市场化运作优势和下游电企的供应链要素优势，建立起了大型国有电力企业、大型国有煤炭企业与市场化贸易企业覆盖上下游各个环节的一体化供应链条的新商业模式。华能供应链公司对接上游供应商，联合各类金融机构，以多种组合形式开展供应链金融业务，实现供应链金融增值，共计取得综合效益逾200万元，2019年，供应链公司全年累计煤炭销售量3276万吨，内贸下水煤综合平仓价较全年市场基准值低11.04元/吨；进口煤综合到厂价较全年市场基准值低36.07元/吨，为华能集团所属电厂节约煤炭采购成本约21亿元。华能供应链公司积极支持海南社会经济发展，2019年全年营业收入达到116亿元，实现了华能集团与海南省政府的战略合作承诺，组织国内部分主要煤炭采购用户联合对外谈判，共同争取国际电煤定价权，2019年实现进口煤采购单价较预期目标降低36.07元/吨，为国内企业在国际煤炭贸易中争取定价主动权发挥了重要作用。