输煤系统

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。

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。

该系统在华能营口热电有限责任公司输煤系统已经实际应用1年以上，该系统采用UWB高精度定位技术、二维码识别、智能终端、流媒体、局域网数据通讯等先进技术，实现了移动巡检、IM即时通讯、高精度人员定位、电子围栏、生产现场人员管理、设备寿命管理、安全生产管理等多项功能，打造出火电厂输煤系统生产现场智能化巡检管理、安全管理、设备管理、通讯交互为一体的新型火电厂输煤智能安全定位及设备检修巡检管理系统，可在行业内进行全面推广。 该系统采用模块化设计，适用场所广泛，可在电厂其他生产区域进行部分推广。 该系统定位精度高、功能先进，可在电力行业除发电厂之外的单位进行局部推广。

本项目通过本次QC活动，小组成功的提高了三期输煤系统堵煤保护的正确动作率，使输煤过程中皮带漫煤发生时，堵煤保护动作可靠性大大提高，减少了运行人员清理工作量，达到了预期目标，本次QC活动也增强了小组成员运用QC工具解决生产中遇到问题的积极性,小组下一个课题《减少三期输煤系统冲击式除尘器故障次数》。

针对输煤系统不能有效检测皮带机上异物、堵塞、跑偏、撕裂而导致的设备安全问题，针对堵煤时背景变化小难以检测的问题，利用一段时间内的视频图像序列积累初始背景，对视频序列中新一帧图像，利用单高斯背景减法检测变化区域，获得前景图像并更新背景；对前景图像采用形态学闭运算处理，得到完整的堵煤区域目标，当发生堵煤发出停机指令。同时提出一种自适应背景建模与更新方法构建鲁棒的背景模型和基于背景差分、帧间差分和空间领域的合成信息前景检测算法，解决皮带异物检测易受皮带上物料状态及运行抖动等影响。检测皮带两侧边缘的相对位置，采用边缘检测算法，对像素间差异检测出的皮带轮廓边界像素，通过图像形态学或阀值化组装成轮廓。若连续多帧检测到皮带越过提前设定的检测区域则判断皮带跑偏；若检测到轮廓边界发生形变，通过智能算法判断皮带为撕裂。采用计算机视觉检测技术，将检测到的输煤系统堵煤、皮带异物、跑偏、撕裂故障信息，传输至现有输煤程控系统，实现输煤现场设备智能检测与保护。本项目已获授权专利4项；发表论文3篇。我国有上千家火电企业，输煤系统自动化巡检需求庞大，由此带来的经济效益十分可观。

目前华电国际邹县发电厂现场使用的缓冲托辊组主要有两种，一种是采用三联胶环托辊的缓冲托辊组，该型托辊主要用于落煤管下方，主要靠托辊架支持杠的弹簧吸收缓解冲击力。一种是带缓冲床的缓冲托辊，托辊为单个的托辊，至于缓冲床的卡槽中，缓冲床带弹寶，吸收和缓解冲击力。本项目只要针对第- - 种缓冲托辊组存在以下问题进行改进。 本项目针对该缺陷进行改进，采用固定式支架、可调式上下分体结构、垂直及轴向四组缓冲器模式、分体缓冲托辊组穿孔螺栓固定模式，设计制造的“可调式垂直受力分体缓冲托辊组”，在国内尚属首次使用，已在华电国际邹县发电厂335MW#4胶带输送机落煤管上及华电邹县发电有限公司1000MW#1、#2斗轮机溜槽下方及尾车处使用，使用至今己超过2年，其原有存在的缺陷及隐患未再次出现，使用效果良好，并于2017年11月30日申请国家专利，7月份专利获得通过（专利号：ZL201721640936.6）。新式缓冲托辊的的设计与应用解决了旧式缓冲托辊组存在的弊端。避免了其存在的隐患或可能导致的问题，其高度及角度可调保证了其在输煤系统具有良好的通用性，可在输煤系统内进行大规模的推广与应用。

本技术在锅炉构架与侧煤仓间联合设计可行性研究的基础上，根据煤质资料及当地气象数据对锅炉烟风制粉系统和热力系统进行优化分析，在考虑多种因素的条件下提出最优燃烧制粉系统、热力系统方案及主要辅机性能参数，提出了典型锅炉岛紧凌布置设计技术工艺系统。根据主机和辅机设备的结构特点、安装及检修要求，并结合具体的工艺系统流程，制定了先进的锅炉岛紧凌布置设计技术方案，完成了工艺管道设计及布置，并完成锅炉钢架与煤仓间范围内细部荷载计算，并对侧煤仓与锅炉本体钢结构进行联合设计，将除氧器和部分高压加热器纳入锅炉岛布置范围，在钢构架设计上统一考虑，通过优化系统结构、设计流程、辅助车间及设备布置，使空间利用更加节省，系统更趋合理。 本项目解决了发电机组主厂房优化设计，强化建筑结构功能性，实现节能建筑，提高系统经济性，降低电力工程造价的根本问题。 1.首次提出电站锅炉及侧煤仓间联合结构系统，实现“锅炉岛”模块化设计，优化了烟风、制粉、汽水、储煤及输煤系统，提高了机组经济性。 2.研发了锅炉构架及侧煤仓全钢架一体化设计方法，纳入同一模型，一次性完成计算分析，增强了煤仓间整体刚度，提高了除氧器安装结构稳定性，强化了整体抗震能力。 3.建立了锅炉岛紧溪布置模式，实现煤仓间钢架与锅炉本体钢架连接，提高了主厂房区域空间利用率，节省了建设初期投资，达到国内领先水平。 本项目现已获得发明专利授权一项，实用新型专利授权两项，已发表中文核心期刊论文两篇。

随着我国经济速度不断加快，电力行业发展迅速，随之而来的环境污染也成为当前人们最关心的热点问题。我国电力能源结构仍然以燃煤发电为主，燃煤电厂中的粉尘污染已成为环境污染中重要问题之-一，直接影响到电厂的安全生产及现场工作人员的身心健康。 目前，我国的燃煤电厂锅炉机组和规模容量逐渐向高参数、大容量发展，为确保电厂的安全运行，要求电厂贮煤量也越来越大。输煤系统在运转过程中产生的粉尘，严重污染工作场所和周围环境，并且使电气设备绝缘水平下降，影响设备的安全运行，同时造成煤炭资源的浪费。随着国家环保要求和企业节能降耗标准不断提高，对火电厂输煤制粉系统粉尘进行有效治理已成为燃煤电厂:急需解决的重要问题。 湛江电力有限公司输煤制粉系统3台环式给煤机由于设计和制造、安装存在缺陷，实际出力与额定出力相差甚远，设备故障频发，撒煤、漏煤严重，已无法适应运行配煤要求。带式输送机导料槽腐蚀严重,槽密封不好，加上带式输送机布袋式除尘器早在已失效，使现场到处粉尘飞扬。另外，导料槽设计不合理，煤流调节装置常因腐蚀卡死失效，无法调节皮带落煤流的落点，常导致落煤点不正引起皮带跑偏，缩短皮带使用寿命，增加设备维护费用。

基于自主无线充电及仿生功能的火电厂输煤系统智能 机器人，包括无线智能充电、S 型定位轨道设计、360。双光 云台、环境气体和局放传感器等 NDT 设备对巡检区域进行多 维度的数据采集，通过热成像分析和 AI 智能识别算法,具有 远程监控、故障缺陷预警、智能巡检信息导出等功能，实现 输煤系统高温、高粉尘、嘈杂、潮湿等恶劣环境下对输煤栈 桥全方位、无死角巡检，实时发现存在的设备缺陷。 具有自主无线充电的智能机器人，可有效避免电缆缠绕 问题，以及传统插拔电能传输方式由于金属接插件在输煤系 统积煤、积粉、高湿等特殊作业环境下因接触不良引起的火 花、漏电等安全隐患，提高了传输的安全性。