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选煤厂智能化建设的基本情况

引言


“碳达峰、碳中和”愿景的提出,加快了传统能源产业总量“天花板”的形成,加快了传统高碳产业低碳化发展的进程。依靠智能建设进行产业转型升级已成为选煤行业“涅盘重生”的重要法宝。促进选煤产业与智能技术的深度融合,是实现选煤产业高质量发展的重要途径。国务院和各部委相继出台了相关政策,特别是《八部委关于加快煤矿智能化发展的指导意见》和《煤矿智能化建设指南(2021版)》的出台,标志着智能选煤厂建设“换挡加快”。然而,选煤行业的智能发展仍相对落后。大多数选煤厂面临着智能建设结构不明确、方向不明确、本质不突出、效果不明显,导致项目推广的阻力。绝大多数选煤厂的智能化建设都在探索中前进,容易造成“重局部改造效果,轻整体系统优化”、“重可见业务建设,轻无形数据利用”、“重当前施工,轻后期维护”等问题。面对难得的历史机遇和落后的发展形势,煤炭选择行业迫切需要新的理念和思路,加快数字化、网络化、智能化建设进程,支持高水平能源供应。


1.选煤厂智能化建设的基本情况


近年来,随着数字经济的蓬勃发展,以大数据、云计算、物联网、人工智能为代表的信息技术在促进工业经济发展中发挥了重要作用,成为经济增长的新引擎。工业界的智能化建设热潮,也涉及到选煤行业。选煤厂智能管理体系的建设是从过去的“人脑分析判断+机器制造”模式向“机器分析判断+机器制造”模式转变。选煤智能管理体系是完善选煤生产各环节的智能化建设,以大数据、物联网、人工智能技术为支撑,整合行业标准和技术,涵盖技术、机械、电气、传感检测、软件工程、人工智能等多学科知识,实现设备智能运行、状态智能监控、系统智能调整、指标智能调整等功能,提高系统集约化生产水平,优化劳动组织结构,降低员工劳动强度,稳定产品质量,提高生产效率。选煤厂智能系统的建设和管理是建立在服务洗选加工生产的基础上,针对当前选煤自动化控制存在的问题,优化通信模式,消除岛屿,在选煤厂原有分布式控制的基础上,构建智能集控系统平台,细化选煤生产过程中的控制,充分发挥分布式控制的优势,将部分控制功能下放到其他智能控制设备。智能系统建设包括建设新的网络信息平台、电力监控系统平台、大数据信息管理平台和专家知识库,应用先进的计算机网络技术,紧密结合煤厂设备特点和生产过程建设智能系统,消除工作信息不对称,加强信息收集,提供可靠高效的生产系统,促进管理做出正确决策。


2.考虑选煤智能化建设的几点


2.1照明及人员定位系统


选煤厂的照明设施可分为生产照明、维护照明和道路照明。选煤厂作为能源生产单位,应对照明用电进行精细控制,避免浪费电力资源,从自身做起,从小事做起,响应“双碳”口号,实现减排目标。过去,对于选煤厂的照明用电管理,只需要人们关灯,岗位关灯,无法实现精细管理。关灯操作取决于人,对人的管理和指导,增加了管理成本。通过智能手段管理不同使用属性的照明设备,使其回归物理管理,可以降低电力消耗和人员管理成本。选煤厂依靠机电设备运行,部分设备运行时周围为危险区域,岗位人员检查时受伤概率大;选煤厂生产范围大,环境复杂,仅靠监控系统无法保证所有人员信息的捕捉。主要生产区域施工人员定位系统可实时有效地检测值班人员数量变化和人员分布情况,对保障人员安全大有裨益。


2.2智能管理系统


智能管理系统包括生产管理系统、智能停电、智能安全系统和智能监控系统的智能化建设。基于云平台架构和4G专网,生产管理系统开发了可视化、智能化的综合信息控制平台和三维可视化智能指挥中心,进行数据统计分析,实现业务推送、实施和反馈的闭环管理,实现选煤安全生产主要过程的信息化、智能化管理;通过传统停电流程的信息化、智能化升级,智能停电流程实现了停电业务的自动流程管理、电子停电标志、电子记录和远程自动停电,大大提高了停电效率;智能安全系统的建设包括建立安全隐患处置平台和事故报告历史数据库。现场人员通过文字、图片、视频、语音等方式实时在线发布安全生产隐患,通过分类、推送、监督、签收、反馈、取消等顺序,实现分级提醒和闭环管理;智能监控系统采用智能安全监控设备和机器视觉捕捉技术,可以快速准确地监控图片中的异常情况,以最快、最佳的方式发出警报,必要时关闭联锁设备,有效进行预警、处理、及时取证,确保人员安全。


2.3数据基础设施建设


针对不同的发展阶段,必须建立安全、开放、易于获取和高效处理的数据中心,为选煤厂的智能应用提供环境支持;必须实现生产经营基础数据的在线和自动采集。数据应具有编码、时间、空间、关联、隶属关系等统一规范,形成标准选煤数据库,便于数据共享和信息集成。选煤厂的数据基础设施是边缘数据中心。矿山选煤厂应依靠矿山或上级公司建设,其他类型的选煤厂可单独建设。主要包括数据采集、存储、分析、管理、访问等服务和人工智能服务。采用超集成服务器建设集成、敏捷、安全、开放的虚拟数据中心,遵循上级公司和板块数据标准,接入生产管理系统业务系统数据,收集选煤厂控制层和设备层的监控数据,提供实时数据计算和分析能力,实现数据资源管理,支持传统业务应用和智能业务应用。


结语


煤炭选煤厂利用物联网技术、大数据分析技术、设备监控技术,实现智能设备控制、智能能耗管理、智能设备故障分析。有效降低成本和工人劳动强度,稳定产品质量,提高精煤回收率,减少生产过程中现场人为干预,实现工业控制与管理决策的整合,提高生产管理协调,实现生产过程控制灵活调整的目标。下一步,煤炭选煤厂计划建设星级物联网,完成各种离散保护装置模拟、开关有线或无线接入,建立生产系统决策支持平台,利用无线通信改善检查人员实时定位,探索物联网采集各种数据信息源的深度整合,利用简单贝叶斯、分布式算法进行分类、提取特征、构建模型,分析其内部数据规律和联系,未来应用于选煤现场的智能管理。


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