SPECIAL REPORT
北起院“生物质燃料自动化、智能化储运系统关键技术研究与应用”项目荣获2020年机械工业科技进步一等奖 一、项目背景
内储运、上料，有的消耗化石能源、运营成本高、夜间易发生碰撞等安全事故，有的不能满足工作场所粉尘大、燃料容重变化大的要求，特别是效率低、不能连续供料。秸秆包发电则完全没有厂内秸秆包储运、上料专用设备。
秸秆发电使用打包秸秆和散装秸秆两种燃料，厂内燃料中转库主要存放3至5天的燃料，用于确保锅炉准时、连续的供料，储存料场模式共4种：秸秆包储存库、散秸秆干料棚、露天料场和散秸秆库。其中秸秆包储存库和散秸秆库是首次采用的储存方式，配套设备完全空白。
本项目的实施一是通过研制厂内秸秆包储运装备系统，解决了厂内秸秆包储运无装备可用问题，二是针对散装秸秆发电项目研制覆盖干料棚、露天料场、秸秆库等复杂料区专用储运系统，解决了散装秸秆储运无专用系统可用的问题。课题成果满足生物质发电厂燃料储运方式自动化、智能化需求，实现了生物
质发电厂燃料储运和上料工艺流程全覆盖，填补国内空白，并实现出口，
总体达到同类技术国际先进水平。
二、项目主要技术内容和创新点
本项目是以关键技术研究为引领，以关键样机产品开发创新为目标，并通过系统优化设计，成功开发出秸秆包储运装备系统和散装秸秆复杂料区专用储运系统两套解决方案，形成一系列研发创新成果，包括：（一）创立了国内秸秆发电工程全覆盖的厂内燃料储运系统与工艺
研发的4种燃料储运系统，包括智能管理、调度、监控系统和储运工艺。满足所有秸秆发电工程厂内燃料储运需求，实现厂内燃料储运工艺全覆盖。
第一个是国内首个秸秆包燃料库智能储运系统，管理2～3个料区和秸秆包起重机、分包平台等16台左右设备。
第二个是干料棚散秸秆储运系统，管理2个料区、4台桥式起重机、多个料斗和皮带机。
第三个是露天料场散秸秆储运系统，管理2～4个料区、多台门式起重机和数条皮带机。
第四个是国内首次采用的散秸秆库储运系统，管理1个料区、2～4台起重机和多个卸料门和料斗。特点是无转载点、燃料直接入炉。
（二）开发了4种关键装备及2种关键部件，满足工艺全覆盖需求
第一种是国内首台套智能控制双列秸秆包抓具起重机系列，配合货车长度、宽度，双列整层起吊8～14个秸秆包。
第二种是国内首台套全自动散秸秆桥式抓斗起重机系列，在干料棚和散秸秆库中使用。
第三种是国内首台套自动控制散秸秆大跨度门式抓斗起重机系列，包括65m、78m、90m跨度和18m悬臂。采用圆管桁架和箱型小板梁构造。
第四种是国内首台套整列分包平台和自动跟进链板输送系统，确保双列整层秸秆包的快速吊运和分包后单列无间断连续供料。
两种关键部件：第一个是国内首台套秸秆包抓具系列，可适合多种秸秆包尺寸、多种秸秆包运输车，具有称重、湿度检测、拣选、掉包检测等多种功能。第二个
项目主要完成单位：北京起重运输机械设计研究院有限公司
项目主要完成人：刘武胜 王克鹏 吴昊罡 勾 通 李胜德 李 力 王 辉 段 勇 夏 文 潘彦宏 郝 伟 张 强 胡晓飞 赵文迪 步 超
26/ 2021年第1期
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2021年第1期 /
SPECIAL REPORT 是散秸秆液压抓斗系列，首次采用无线遥控、数据信号无线传输，具有贸易级称量精度和抓斗倾斜等智能监控。
（三）实施了厂内燃料储运系统的自动化运行研发的各种储运系统可实现包括无人值守、全自动运行的秸秆包燃料库智能储运系统；有人值守、全自动运行干料棚散和露天料场散秸秆储运系统；无人值守、全自动运行的散秸秆库储运系统。
秸秆包发电依靠码垛数据库指挥储运系统自动化运行，散装秸秆发电依据激光料位扫描装置指挥储运系统自动化运行。有人值守是指未封闭的工作区域无法避免外部人员、车辆擅自闯入时，值班人员需要通过视频监控关注厂区作业安全。为保证自动化运行，开发了柔性防摇摆系统和大区域三维精确定位系统辅助于设备精细化管控。
（四）实现了厂内燃料储运系统的智能化
研制的储运系统具有故障自动诊断与报警、远程在线监测与运维功能：包括超湿、掉包、抓具倾斜等40余个故障进行自动诊断与代码报警，并给出故障位置、原因、检修方法。通过互联网可对每个系统或每台设备进行远程在线监测和运维。
其它智能技术包括防止秸秆包久压溃散、倒塌，根据入库时间、码放位置和含水率进行智能倒库；通过分包计量的重量和湿度，监测货物重量异常，避免夹带石块等杂物。
散装秸秆根据各堆放区域、燃料成分进行自动拌料，确保入炉燃料成分均匀。
项目部分成果获得中国发明专利奖4项，实用新型专利23项，软件著作权5项，形成行业标准1项，发表论文16篇。中国机械工业联合会组织专家鉴定认为项目的成果填补国内空白，并实现出口，总体达到同类技术国际先进水平。
三、项目主要技术经济指标
通过本项目的实施，研发出满足生物质发电厂燃
料储运方式自动化、智能化需求的储运系统，实现了生物质发电厂燃料储运和上料工艺流程全覆盖。
其技术水平与欧洲顶级农林生物质处理领域的设备制造商芬兰Kone、德国Demag 比较，本项目成果技术处于同等水平，在防摇定位、秸秆包抓具适应性、链板分包效率、称量精度和性价比等方面占优。
至今，我司在秸秆包储运系统领域持续领跑国内市场，在国内共计27个项目中承担25个，市场占比92.6%。在散秸秆发电领域，我司市场份额过半，其中全自动散秸秆储运系统市场占比为100%，并跟随丹麦秸秆发电企业出口国外。四、项目的推广应用
至2020年8月，签约全国13个省市47个工程项目，
投运46个。其中全自动散秸秆储运系统出口巴基斯坦和古巴。
另外，秸秆包储运系统已跨界应用到造纸厂小麦秸打包秸秆原料库。
五、项目的社会效益和推动作用
通过本项目实施，彰显了农林生物质发电具有环境
保护和普惠民生的天然属性，是环保工程、再生能源工程、民生工程、“三农”工程。具有显著的社会和环境效益。
同时对行业和企业来说推动作用有两个方面，其一是在推动行业科技进步方面：引领储运装备系统自动化、智能化的技术进步，推进农林生物质发电规模化、专业化、产业化发展，为智能生物质电厂奠定了基础。其二是在提高行业竞争力方面：2007年国内第一个打包秸秆发电项目国际招标，我司以全自动、价格适中、适合国情、性价比等优势击败芬兰Kone 等欧美著名企业中标，至今持续领跑国内市场。
散秸秆龙门储运系统
秸秆包储运系统
单秸秆桥机储运系统
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