激光盘煤仪技术在火力发电厂燃料管理中的应用

激光盘煤技术在火力发电厂燃料管理中的应用2011年8月10日北京海顿新科技术股份有限公司前言（一）目前，国内的火力发电厂在面对燃煤时，都有着几乎同样的困局；国际、国内能源紧张。电煤价格一路攀升，电煤库存频频告急，亏损面在往广、深发展……；破解这个大困局，需要在正确分析当前形势，深入研究造成当前困局的主要因素，科学预测整个市场未来的发展趋势的基础上，在多个层面上积极应对，提高对燃料的系统管理水平和能力；电厂燃煤的库存盘点，作为整个燃料管理系统中的一个环节，有着举足轻重的重要性；五大发电集团中，都要求或建议电厂积极采用更先进、更准确的方法对煤场进行定期盘点，并严格按格式提交盘点报告；前言（二）据查，激光盘煤仪最早被大家认识和接触是在大约二十年前；在此之前还曾经有超声波盘煤仪出现。盘煤仪开始被广泛使用是在上个世纪末，也就是十几年前。目前，有相当数量的火力发电厂正在使用激光盘煤仪、或者曾经使用过激光盘煤仪，有的电厂还有多套激光盘煤仪，几乎所有电厂燃料管理部门都知道甚至了解激光盘煤仪。某些发电集团的燃料管理规范里面，也都明确要求使用激光盘煤仪来进行煤的库存量的盘点。所以，激光盘煤仪并不是一个新鲜事物；但是，到目前为止，还没有任何一个关于激光盘煤仪的国家标准，或者电力行业的技术标准。到目前为止，也还没有任何一个组织对这个在中国出现了二十年、大范围广泛使用了十几年、现在仍然继续大力推广使用的激光盘煤仪的使用情况做过系统的调研和总结；前言（三）本报告中的结论和数据，都是基于这几年我们从工作中获取的信息和数据作出的。由于我们接触过的电厂(包括交流过、拜访过、用户)数量有限，信息和数据有一定的片面性和局限性，故报告中的不当之处，甚至错误之处在所难免。在此先请大家多多指正；我们的结论是：目前，激光盘煤仪在火力发电厂燃料管理中的应用情况是不理想的。具体表现是：1，短期内先后买两套甚至多套不同类型或者型号的盘煤仪（期望下一个比上一个更让人满意）；2，激光盘煤和人工盘煤同时进行（对激光盘煤仪不能完全信服）；3，买了盘煤仪不用、或者降低功能使用（后悔了）；当然还有其他表现；是什么原因导致了目前这种“听起来、看起来”很美，实际使用效果又不理想的现状呢？本报告尝试给出原因分析和问题的解决之道；同样，不当之处，叩请大家多多指教！初探一：国内的盘煤方法电厂盘煤的方法多种多样，据不完全统计，有以下多种盘煤方法---标准模型法：把煤堆整形成近似棱台体，测量出各个尺寸要素后，计算出体积；测量尺寸的手段多种多样，拉皮尺或者钢卷尺，激光测距仪等；（一度非常流行的方法）几何分割法：把煤堆分割成多个近似标准几何体，然和套用标准模型法分求各个体积，然后求和得到总体积；（宝钢有人写论文详细探讨过该方法）；摄影测量法（立体视觉建模法）：采用摄影测量技术，建立煤堆的近似立体模型，通过计算求出煤堆体积；超声波测量盘煤：早期激光测距仪还没有广泛应用时，有人开发了超声波测距盘煤设备；激光盘煤、激光盘煤仪：以激光测距配以角度测量完成煤堆表面有限点的空间位置数据的测量，用一定方法建模后，计算出煤堆的体积；激光盘煤仪由于具体的硬件形态和原理不同，又细分出几大类、十几个具体型号。比如：便携式，万能式，全自动，固定式等。具体型号就非常多，不同公司分别开发出不同型号的产品；GPS测量法：用GPS测量煤堆表面的特征点，然后再利用专业测绘软件计算体积；比如南方测绘的CASS软件等。初探二：目前国内的激光盘煤技术激光盘煤：以激光测距配以角度测量完成煤堆表面有限点的空间位置坐标的测量，用一定方法建模后，计算出煤堆的体积；激光盘煤仪由于具体的硬件形态和原理不同，又细分出几大类、十几个具体型号。比如：便携式，全自动，斗轮机式(固定式)，多功能式等。基本方法原理：利用激光盘煤仪测量煤堆表面上的有限特征点的空间位置信息（X，Y，Z坐标），利用这些点建立煤堆的立体模型，计算模型的体积，并认可其为煤堆的体积，进而求算出煤的重量(质量)；从以上描述中我们可以看出，影响最后结果精度的因素有四个：测量点的精度，建立模型的精度，计算体积的精度，密度测量的精度。前三点是我们评价一款盘煤仪好坏的主要依据。当然，设备的可靠稳定性，使用的便捷性，工作效率的高低等也必须事先考虑到。初探二：目前国内的激光盘煤技术国内主要激光盘煤仪设备类型介绍如右图所示，这是国内第一代便携式激光盘煤仪。设备包括：激光测距仪，角度编码器，三脚架数据线，电脑或者PDA盘煤工作流程：在煤场周围设固定控制点，把仪器放在控制点上测量优点：测距仪的测距精度较好，角度编码器角度测量精度较好；不足：结构复杂，灵活性差，环境依赖性大在煤堆不整形的情况下结果精度较差可靠性不好，低温性能不好激光测距仪角度编码器数据线三脚架电脑初探二：目前国内的激光盘煤技术国内主要激光盘煤仪设备类型介绍如右图所示，这是国内第二代便携式激光盘煤仪。设备包括：三维激光测距仪，PDA盘煤工作流程：在煤场周围设固定控制点，把仪器放在控制点上测量优点：轻便；可靠性好；不足：环境依赖性大，在煤堆不整形的情况下结果精度较差初探二：目前国内的激光盘煤技术国内主要激光盘煤仪设备类型介绍如右图所示，这是国内第三代便携式激光盘煤仪。设备包括：三维激光测距仪，三脚架（可选）电脑，GPS卫星定位系统(可选)盘煤工作流程：无需在煤场周围设固定控制点，仪器可在任何位置上测量优点：轻便，可靠性好，无需整形即可得到较好精度；灵活性高不足：精度没有办法达到特别好，如果使用三脚架略显笨重；激光测距仪三脚架卫星定位系统初探二：目前国内的激光盘煤技术国内主要激光盘煤仪设备类型介绍如右图所示，这是国内固定式激光盘煤仪。设备包括：二维激光扫描仪，支架，电源线；电脑，数据线等盘煤工作流程：把二维激光扫描仪安放在斗轮机大臂上，通过斗轮机的行进对煤堆进行扫描优点：省人工，速度快，无需整形；不足：占用斗轮机资源，有盲区，灵活性差，故障率初探二：目前国内的激光盘煤技术国内主要激光盘煤仪设备类型介绍如右图所示，这是国内全自动激光盘煤仪。设备包括：三维激光扫描仪，三角架，电源；盘煤工作流程：把自动激光盘煤仪放置在煤堆四周，由设备自动扫描盘煤；优点：省人工，速度快，无需整形；精度高不足：设备比较笨重，低温性能较差初探三：激光盘煤仪使用中的主要问题目前，大部分电厂的激光盘煤仪在使用中出现的问题，主要集中在以下几个方面：1，精度不够：很多电厂发现，激光盘煤仪买回来之后，发现实际盘点结果的精度远远达不到某些厂家标称的精度值；2，可靠性不够：设备的小问题带来大影响，盘煤的效率和精确度无法保证；3，适应性不够：对周围环境的依赖性太强，极限天气下，设备不能工作；比如：较冷和较热时，落雨、下雪、扬尘等情况下，设备停工；4，不够人性化：操作、使用不方便，甚至困难；5，盘煤效率低：盘煤速度慢；6，售后服务质量不够好：有些供应商在设备问题多次解决不了的情况下，干脆就终止的技术服务；让电厂工作很是被动；初探四：如何选择适合的激光盘煤仪国内电厂的煤场情况多种多样；-形状大小不同：有的长度达500米，有的100多米，有的是临时储煤场，无规则形式；-环境情况不同：有的周围空间开阔，有的紧贴挡煤墙和抑尘网；有的有斗轮机，有的没有；有的地方常有风沙，有的地方常有雨水；有的冬天零下30度；有的夏天40多度；-煤场形制不同：有的煤场有封闭式煤棚，有的是圆形煤场，有的是筒仓储煤；；目前激光盘煤仪还不是一款国家或者行业标准化的产品，每个公司都依据自己的企业标准在研发和生产该类产品。所以要想采购到满意的产品，大量工作必须做在招标采购前；现场实际盘煤作业演示：实践是检验真理的唯一标准；现场实际盘煤作业演示，可以为我们展现很多东西，比如适用性如何，是否人性化等；严格检验盘煤精确度：这个不能只看供应商承诺，必须要亲自检验。实际工作中，检验精度的方法通常是，对一个已知重量(体积)的煤堆，进行多次盘点，看其结果在实际值左右的分布情况；建立盘煤仪供应商信誉档案：在集团内部对供应商的产品质量、使用情况、售后服务情况进行跟踪统计，建立信誉档案，为以后电厂购买该类型设备提供参考依据；我们的服务范围免费为电厂勘察煤场现场，免费设计盘煤方案；免费为电厂盘煤，展示和验证设备的工作性能；采购前，电厂的操作人员可以免费试用两个月，亲身体会设备的工作表现；有偿长期盘煤服务；自主研发的激光盘煤仪的销售和技术服务；案例案例案例案例展望、合作、共赢随着光电子技术、信息技术的不断发展，煤场盘点技术将向着智能、自动化方向发展；盘煤速度更快，准确度更高；和整个燃料管理系统整合、集成；无人值守数字化煤场；期待着与大家展开各种形式的合作，打造合作共赢的关系；欢迎大家多多批评指导，共同为燃料管理水平的提高出一份力；谢谢大家！