10月24日上午10點(diǎn),在國家能源集團準能集團黑岱溝露天煤礦,安裝于準能選煤廠(chǎng)785商品煤膠帶機中部的煤質(zhì)快檢核心設備,正在對當天裝車(chē)外運的商品煤煤質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。僅兩分鐘后,涵蓋發(fā)熱量、水分、灰分、硫分等多項指標的數據信息已傳輸到到下游用煤?jiǎn)挝唬@套設備可實(shí)現當天10列裝車(chē)共計4.1萬(wàn)噸商品煤全部過(guò)檢,每車(chē)傳輸10組數據,一天共傳輸100組數據。 而在中國華能集團錫林郭勒熱電廠(chǎng),來(lái)自國家能源集團勝利能源公司的商品煤,正源源不斷地通過(guò)長(cháng)距離輸煤皮帶輸送到該廠(chǎng)煤倉。依托煤質(zhì)快檢與皮帶秤數據的不落地快速結算模式,勝利能源已實(shí)現煤炭數質(zhì)量數據的自動(dòng)獲取和實(shí)時(shí)結算,檢測精度達到傳統煤質(zhì)檢測水平,交易資金沉淀成本也大幅降低,由原來(lái)的一月一結變?yōu)楫斎战Y算,每月可減少財務(wù)資金成本17余萬(wàn)元。 這些突破煤炭購銷(xiāo)傳統模式的鏡頭,正是國家能源集團融合光譜煤質(zhì)快檢技術(shù)為煤炭消費領(lǐng)域帶來(lái)的重大技術(shù)突破。10月24日,“AI智測·炭索未來(lái)”融合光譜煤質(zhì)快速檢測技術(shù)發(fā)布會(huì )在北京舉行,由國家能源集團攜手海康威視聯(lián)合研發(fā)的“融合光譜煤質(zhì)快速檢測技術(shù)”正式發(fā)布,標志我國煤炭數質(zhì)量管控領(lǐng)域邁入全新的人工智能時(shí)代,并首次在煤炭生產(chǎn)、電力、運輸、化工等全產(chǎn)業(yè)鏈成功示范應用。
煤炭是國家能源的基石,2023年我國原煤生產(chǎn)和進(jìn)口煤量共計51.84億噸,全國規模以上煤炭企業(yè)營(yíng)收達3.5萬(wàn)億元。煤炭質(zhì)量數據是煤炭生產(chǎn)、銷(xiāo)售結算、利用的關(guān)鍵基礎數據。長(cháng)久以來(lái),依賴(lài)化學(xué)手段的傳統煤質(zhì)檢測技術(shù),存在過(guò)程復雜、操作差異大,存在流程長(cháng)、數據緩、風(fēng)險大、結算周期長(cháng)等諸多問(wèn)題,嚴重制約了煤炭清潔高效利用。一列煤從上游裝車(chē)站臺裝車(chē)發(fā)出,到下游用煤?jiǎn)挝恍盾?chē)驗收采用傳統破壞性化學(xué)分析方法,中間至少有2次檢測,很難保障上下游煤質(zhì)檢測結果的一致性,這也是長(cháng)期困繞購銷(xiāo)雙方“卡脖子”的難題,難以適應煤炭產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈綠色安全發(fā)展需要。 此前,國內外進(jìn)行過(guò)大量的煤質(zhì)快檢技術(shù)研發(fā),逐步形成中子活化、雙能伽馬射線(xiàn)、X射線(xiàn)吸收、近紅外光譜(NIRS)等技術(shù)路線(xiàn),但由于檢測精度不高、放射源安全隱患等因素,一直未形成大規模商業(yè)化應用的成熟可靠技術(shù)。此次發(fā)布會(huì )重磅推出的“融合光譜煤質(zhì)快速檢測技術(shù)”,是一項集煤質(zhì)快檢核心裝置、AI模型與數質(zhì)量管控平臺于一體的原創(chuàng )性技術(shù),實(shí)現人工智能、光譜學(xué)及化學(xué)等多學(xué)科交叉融合,可對煤炭成分中的熱值、水分、灰分、硫分進(jìn)行精準檢測;基于雙模態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的人工智能技術(shù),利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )有效融合兩種感知信號,對大量煤炭成分進(jìn)行數據表征,并結合魯棒訓練,從而實(shí)現快速、準確、魯棒、無(wú)損的煤炭成分分析,一舉攻克了傳統煤炭檢測技術(shù)檢測數據延遲、失真及成本高等難題,實(shí)現煤炭供需兩端全流量實(shí)時(shí)在線(xiàn)、全自動(dòng)檢測。 該技術(shù)可以在線(xiàn)檢測6毫米煤樣的熱值、全硫、灰分、全水等指標,整列車(chē)采樣完成后僅需2分鐘獲取檢測結果,相較于至少8小時(shí)的傳統檢測周期,實(shí)現煤質(zhì)信息的實(shí)時(shí)精準獲取;樣品代表性指數級增強,單列車(chē)的檢測煤量可達1噸以上,是傳統1克煤樣檢測量的百萬(wàn)倍,樣品代表性和檢測效率大幅提升;全程實(shí)現自動(dòng)無(wú)人干預,改變了傳統采樣、制樣、化驗的復雜流程,構建了高效、透明的在線(xiàn)檢測模式。2024年在國家能源集團四大產(chǎn)煤區、港口、銷(xiāo)售、電廠(chǎng)、化工產(chǎn)業(yè)共9家單位示范應用的10臺產(chǎn)品設備,檢測煤量超4億噸,且歷經(jīng)高低溫、粉塵、震動(dòng)以及高濕度、電磁干擾等各種嚴苛環(huán)境條件,均穩定運行。
作為骨干能源央企,國家能源集團堅決扛起煤基能源新質(zhì)生產(chǎn)力大旗,發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢,采取“集團化作戰”方針,統籌有效資源、整合優(yōu)勢力量,組織調動(dòng)“煤電運化”全產(chǎn)業(yè)鏈35家子分公司上千人參與科技攻關(guān)會(huì )戰。歷時(shí)兩年時(shí)間,廣泛收集國內外300多萬(wàn)條歷史煤質(zhì)數據,以10萬(wàn)多組高質(zhì)量光譜煤質(zhì)數據集,實(shí)現了對煤種范圍99%以上的覆蓋;檢測煤種覆蓋全集團全部自產(chǎn)、外購等合計超過(guò)398種,檢測精度達到傳統化學(xué)方法水平,累計平均偏差趨于零,煤炭數量和質(zhì)量具備“在線(xiàn)測量”基礎。 集團公司所屬電科院南環(huán)院作為技術(shù)研發(fā)的牽頭實(shí)施單位,發(fā)揮自身在煤質(zhì)檢測領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)、技術(shù)、人才優(yōu)勢,早在2019年就啟動(dòng)煤質(zhì)快檢技術(shù)領(lǐng)域的科技研發(fā),2022年聯(lián)合海康威視確定了融合光譜煤質(zhì)快速檢測的技術(shù)路線(xiàn),先后完成試驗平臺、實(shí)驗室原理機研發(fā);2022年至2023年,完成在線(xiàn)檢測產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),成功研發(fā)出包括多維感知、雙模態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法、高質(zhì)量數據集、AI模型等一系列自主核心技術(shù),探索實(shí)現了實(shí)體產(chǎn)業(yè)鏈與技術(shù)創(chuàng )新鏈的跨學(xué)科、跨行業(yè)融合,形成“央企聯(lián)合+技術(shù)融合”的新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展新范式。 同時(shí),國家能源集團聚焦產(chǎn)業(yè)引領(lǐng),提升一體化效能,依托區塊鏈技術(shù)實(shí)時(shí)采集接入煤電化運全產(chǎn)業(yè)鏈條,從煤礦、外購煤站臺、港口、電力、化工等297家單位、累計1134臺的軌道衡、汽車(chē)衡、煤質(zhì)快檢等設備源頭實(shí)時(shí)采集數量和質(zhì)量數據,形成了全環(huán)節、全流程完整的數據監控鏈條,打造“全景、真實(shí)、準確、快速、透明”的煤炭數質(zhì)量管控平臺。歷經(jīng)28次數據集擴充,3次迭代更新,搭建煤質(zhì)快檢AI模型,實(shí)現檢測精度突破,對國內外上百種煤種的檢測通過(guò)率都保持在95%以上;以區塊鏈+數字化平臺管控,實(shí)現煤質(zhì)檢測數據“實(shí)時(shí)、透明、共享”。截至10月21日,國家能源集團以煤質(zhì)快檢技術(shù)和數據平臺實(shí)現對各外部用戶(hù)單位超1000萬(wàn)噸的快速結算,其中勝利能源對華能、大唐、京能、蒙能、華潤等所有內外部客戶(hù)累計結算172天,結算煤量900余萬(wàn)噸,累計偏差僅13大卡;與華能錫電結算5964噸,熱值偏差6大卡,遠低于行業(yè)標準,起到良好的示范效應。 華能北方聯(lián)合動(dòng)力黨委書(shū)記、董事長(cháng)陳炳華在發(fā)布會(huì )上表示,今年4月27日,華能北方公司成功實(shí)現基于勝利能源公司的煤質(zhì)快檢與皮帶秤數據的首筆煤炭交易快速結算,做到煤炭數質(zhì)量數據自動(dòng)獲取、實(shí)時(shí)結算,實(shí)現無(wú)人化、少人化管控。截至10月21日,雙方通過(guò)煤質(zhì)快檢已完成結算434萬(wàn)噸,結算結果與我方人工化驗結果的差值全部符合國家標準要求。通過(guò)半年的應用,不僅驗證了該項技術(shù)的穩定性、高效性和可靠性,而且證明煤質(zhì)快檢技術(shù)所重塑的購銷(xiāo)新模式具備很強的推廣價(jià)值。 目前,國家能源集團正聯(lián)手海康威視,加速煤質(zhì)快檢技術(shù)的譜系化、產(chǎn)品系列化、應用規模化、管控體系化發(fā)展,按照“戰略管控+一體化運營(yíng)”總體定位,構建起全集團“體系化、網(wǎng)絡(luò )化、標準化”的煤炭數質(zhì)量管控體系,并通過(guò)標準的研制和推廣,為行業(yè)內的技術(shù)交流等提供共同的語(yǔ)言和基準,推動(dòng)煤質(zhì)快檢技術(shù)不斷向更高水平發(fā)展,加速行業(yè)認可和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。計劃到年底,國家能源集團將在新疆、寧夏、晉陜蒙核心區、蒙東四大產(chǎn)煤區相關(guān)礦點(diǎn)、外購煤站臺和部分電力、煤化工企業(yè)部署應用80多臺煤質(zhì)快檢裝置,將實(shí)現對“煤炭、電力、港口、化工”等上下游的煤質(zhì)快檢覆蓋。
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