燃煤电厂粉煤灰信息管理平台研究

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摘要：介绍了燃煤发电企业粉煤灰信息管理平台系统的研究与开发。通过利用大数据技术，使集团公司、分公司、燃煤电厂通过一个数据中心，将数据信息共享，动态优化经营管理信息；结合数据挖掘技术，建立粉煤灰品质数据库和专家诊断系统，实现集团公司对粉煤灰产量、品质及工艺的实时监测和早期预警，给出粉煤灰利用专家意见，提高了粉煤灰综合利用率。

关键词：燃煤发电企业；粉煤灰；信息；数据库

我国火力发电企业正面临越来越严格的环保标准，对粉煤灰的管理和处理利用也提出了更高的要求[1]。因此，建设标准开放的火电厂粉煤灰信息管理平台可有效缓解火电厂粉煤灰快速增长和环保处置带来的巨大管理压力，有效提升火力发电企业粉煤灰高效综合利用率[2，3]。

1粉煤灰信息管理平台系统化架构

为了准确、高效地将集团内所有燃煤电厂粉煤灰信息进行统一管理和综合利用，针对集团公司内部企业结构特点，开展粉煤灰信息管理系统建设。整个系统涵盖以下内容：统计集团公司20家分公司80家燃煤电厂粉煤灰（含脱硫石膏）生产经营数据、工艺设备、贮灰场储量等情况，分析公司粉煤灰量、质、价波动情况；评估并预测火电厂粉煤灰综合利用效益潜力及问题；建设粉煤灰全分析数据库，预测锅炉结渣情况，测评粉煤灰品质；提供粉煤灰相关政策法规，前沿技术等信息。基于平台数据分析，制定粉煤灰综合利用途径及处置方案，实现燃煤电厂、分公司、集团公司对粉煤灰的三级信息化管控。

2粉煤灰信息管理平台特点

2.1技术型介绍。2.1.1架构思想。（1）建设一个统一标准、开放的管理平台，实现燃煤电厂、分公司、集团公司三级资源的整合和管控，从而提高集团公司粉煤灰信息管理效率及粉煤灰综合利用率。（2）通过一个数据中心，利用数据挖掘技术，对采集到的燃煤电厂和分公司粉煤灰数据资源进行存储、分析和对比，评估企业粉煤灰综合利用潜力，提供可视化、灵活性的数据展现形式，促进集团公司粉煤灰生产管理的科学化、网络化和智能化。（3）采用统一认证系统，进行身份认证统一管理。（4）整个系统为一个网络架构，包含数据中心区、核心业务区、安全管理区。2.1.2平台实现。平台采用前后端分离的restfulWeb应用。前端部分采用的是angular2，使用版本为4.0.0，管理工具使用angular－CLI。后台部分采用的是JAVA的springboot+springdataJ－PA+Oracle，springboot版本为1.5.8，使用maven构建。Ora－cle版本为9。平台主要构建方式为angular负责主要的渲染展现，后台提供restfulAPI和一些数据文件处理服务。2.2设计模式介绍。2.2.1平台身份认证。平台根据三级管理的需求，分为集团级、公司级、电厂级用户，不同级别的用户权限不同。平台的架构以此为基础，在功能上分为了集团总览、报表管理、粉煤灰数据库管理、工艺数据库、灰场信息、资源服务六大模块。2.2.2平台数据处理及展示。平台前端大量采用highCharts图表，后台接口与数据库进行交互。此外还有文件的上传导出、定时服务等。后台按照系统和业务划分，系统部分主要为基本的组织结构、账户信息、后台管理相关的内容。业务部分主要为对需要进行前端展示的数据处理、提供数据的增删改查接口、文件上传、图片处理接口等。2.2.3平台设计结构。平台基本采用自顶向下的模式，目录结构按功能区分，代码结构按三级管理区分。2.3核心框架介绍。主要采用springBoot框架，在控制层方面使用spring－MVC进行RestFul接口构建，通过语义化的路径命名分模块管理资源路由。在数据库ORM上采用了spring-data-jpa，这是基于hibernate实现的数据库对接框架，构建速度很快，使用方便，Hibernate的hql语法和oracle的sql语法也比较接近，比较适合此系统特点。在权限系统中使用了spring-security框架，构建合适的角色/权限/关系表之后，框架会自动管理每一次请求的权限校验。配合@PreAuthorize注解，可以做到方法粒度的权限控制。和前端的交互采用的是JWT作为令牌，在登录成功后前台通过解析token里的权限信息构建自己的路由守卫，同时在请求后台的时候框架会自动解析权限信息，并与硬编码在方法上的权限代码进行比对以进行权限控制。

3粉煤灰信息管理平台系统应用

3.1粉煤灰生产经营情况总览。粉煤灰综合指标对于集团公司掌握粉煤灰数据具有重要意义。通过集团总况、效益潜力排名、五大集团公司对标、灰场总况4个模块直观展现集团公司粉煤灰生产经营情况。集团总况子模块展示了集团所包括的区域数，电厂数，机组数量和在役机组台数。通过地图展示不同区域粉煤灰场的简单信息，当鼠标悬浮到该区域，会显示该区域综合利用率和粉煤灰销售利润指标，当点击该区域时，会进入到区域界面。界面还会展示当年集团公司累计的灰渣产量、灰渣销售量、灰渣综合利用率、灰渣单价、销售收入、经营成本、销售利润指标。可以通过组合工具，在销售利润、灰渣产量、灰渣销售量、灰渣综合利用率、灰渣单价、销售收入、经营成本7个指标中多指标对比展现。还可以通过选择集团，分公司和燃煤电厂，统计所需要的年度报表、月度报表、累计报表、半年报表和季度报表，并可根据组合工具，对比分析不同时间段的数据，并展示图表。以上功能的实现有助于提高集团公司粉煤灰经营情况信息化和智能化管理。3.2综合利用效益评估。为了预期未来燃煤电厂效益的排名，通过分析灰，渣，脱硫石膏提质对象，可以选择一级灰、二级灰、三级灰、脱硫石膏缓凝剂、建筑石膏选项，根据用户输入的提质数量以及市场价格，得到不同燃煤电厂效益的提升潜力，便于企业评估粉煤灰综合利用的成本和盈利。3.3品质数据库及专家诊断利用大数据技术，结合实验室采集的不同粉煤灰样品品质信息，包括外观形态、微观形貌、矿物组成、放射性核素含量、重金属浸出量、元素含量、应用指标等，建立粉煤灰品质数据库，并通过数据挖掘技术及远程专家诊断，对粉煤灰样品进行综合性能评估，获得环境友好性评价数据、应用指标评价图、资源化应用评价指数说明，并根据需要出具专家诊断报告。3.4报表管理。该模块共包括3个子模块，分别是报表管理，报告查询，报表统计模块。该页面可以选择报表类型，包括月度和累计；选择时间或者时间范围；选择集团或者分公司，查询出集团或者分公司下面燃煤电厂的基本经营情况。还具备导出报告功能，便于规范化管理。

4结束语

通过利用大数据技术，实现燃煤电厂信息管理平台的开发，使集团公司、分公司、发电企业通过一个数据中心，将数据信息共享，动态优化经营管理信息；结合数据挖掘技术，建立粉煤灰品质数据库和专家诊断系统，实现集团公司对粉煤灰产量、品质及工艺的实时监测和早期预警，给出粉煤灰利用专家意见，提高了粉煤灰综合利用率。粉煤灰信息管理平台系统的研究与开发有利于提高集团公司粉煤灰综合利用效益，促进粉煤灰高效利用决策。

参考文献：

[1]黄超.火力发电企业燃煤价值评估研究[D].南京信息工程大学，2018.

[2]杨星，呼文奎，贾飞云，等.粉煤灰的综合利用技术研究进展[J].能源与环境，2018（4）：55-57.

[3]吴元锋，仪桂云，刘全润，等.粉煤灰综合利用现状[J].洁净煤技术，2013（6）：100-104.

[4]李勇.电厂粉煤灰质量现状分析及效益质量控制建议[J].科技创新与应用，2014（25）：138.

作者:曲金星 魏雅娟 卢梅 郝功涛 张洋洋 单位:华电电力科学研究院有限公司