2021 年（第十五届）发电企业信息化技术与应用研讨会 - 448 - 智慧电厂滑线导轨式 3D 动态激光盘煤机器人 的应用分析 国电内蒙古东胜热电有限公司，赵俊杰、杨如意、张二祥、陈亚楠、刘海波、邵戊辰、王献文、张越 摘 要：基于柔性导轨式 3D 激光盘煤机器人，打造智慧电厂数字化煤场和智慧燃料管控系统，动态监视煤场煤堆体 积、煤量、煤质、大型设备运行状态和现场温度，并及时、自动推送异常报警，以提高储煤场的数字化状态量化感知和 安全风险管控能力。结果表明对煤场煤堆体积的 10 次验收测试结果表明，柔性导轨式 3D 激光机器人盘煤的测量相对标 准偏差小于千分之 1.3，一次完整煤场煤堆的盘煤时间约 5 分钟。柔性导轨式 3D 激光盘煤机器人的应用效果包括盘煤时 间更短、效率更高，测量精度更高；低成本、全自动、全天候、煤场全覆盖的盘点作业，不受空间限制；支持数据实时 上传，实现远程监视、智能巡检和异常诊断报警功能；煤场管理智能化，指导接卸煤分煤种堆放，入炉上煤精确取煤和 精细化配煤掺烧；指导燃料采购。 关键词：无人盘煤；盘煤机器人；柔性导轨式机器人；三维动态激光扫描仪；数字化煤场；智慧燃料管理 对于燃煤火力发电厂，燃料运行和管理是重要 业务，包括煤炭采购、入厂采制化、接卸、煤场存 煤、上煤和配煤掺烧。如果煤场存煤发生自燃、煤 堆垮塌等安全事故，将影响机组上煤，人员、运输 车辆、推煤机和工程车辆安全。此外，实时了解库 存煤的煤质和存量，对保证燃煤采购供应、配煤掺 烧提高经济性有重要影响。目前，大部分的电厂对 煤场库存的盘点，还是采用手持式盘煤仪的方式， 存在耗时长、工作效率低下、测量精度差、人员劳 动强度大等问题。 国电东胜公司为打造全流程智慧燃料管理，实 现燃料管理极致安全和极致精细化的最高境界“火 电厂无人燃料系统” ，提出打造“六大无人燃料工 程” ，包括无人采制（包括无人采样、全自动制样、 无人存取样系统） 、无人机械臂化验室、输煤皮带上 实时化验系统、无人斗轮机、无人盘煤系统和数字 化煤场、无人输煤运行系统。因此，有必要结合智 能设备、工业互联网、物联网、机器人、人工智能 等技术，尝试实现无人盘煤系统，用机器人自动巡 检测量和算法重构代替人的盘煤作业，实现煤场实 时、快速盘煤和清点库存，指导输煤运行和配煤掺 烧，提高火电厂煤场精细管理和经济掺烧的能力。 本研究基于柔性导轨式 3D 激光盘煤机器人，打 造智慧电厂数字化煤场和智慧燃料管控系统，动态 监视煤场煤堆体积、煤量、煤堆形状、大型设备运 行状态和现场温度，并及时、自动推送异常报警， 以提高储煤场的数字化状态量化感知和安全风险管 控能力。本文的分析有助于了解一种新型的燃煤电 厂煤场盘煤先进技术，通过 3D 激光先进探测，柔性 导轨式实现低成本覆盖，降低现场工作人员的劳动 强度，三维图像重构建模实现煤堆堆形和容积计算， 更及时、更高效的煤场盘煤实现煤场量化管控和精 细化配煤掺烧。 以国电内蒙古东胜热电有限公司为例进行分 析，煤场已经完成了全封闭的工程建设。1 号煤场长 150 m、宽 90 m，存煤量为 5～6 万吨。2 号煤场长