前言：物联网（IoT）技术的迅速发展，物联网通过在设备和环境中嵌入各种传感器和智能终端，实现数据的实时采集、传输和分析。这使得燃煤电厂可以在更加精准和全面的基础上进行决策，从而优化燃煤掺配、提高燃烧效率、降低运营成本并减少环境排放。系统通过数据驱动的决策支持，系统能够动态调整燃煤配比，实现燃煤资源的最优利用，并通过预测性维护减少设备故障，提高设备运行的稳定性和可靠性，从而提供实时的环境监测和预警，帮助电厂满足严格的环保法规要求。基于物联网技术的数字化燃煤掺优调度管控系统的研究与应用，对推动燃煤电厂的智能化转型和绿色发展具有重要意义。

1 数字化燃煤掺优调度管控的重要性

随着全球能源需求的持续增长和环保要求的不断提高，燃煤电厂既要提高能效、降低燃料成本，又要减少污染物排放以应对严格的环保法规。传统燃煤调度与管理方式主要依赖人工经验与固定规则，难以适应现代能源系统的复杂性与动态变化。而通过数字化技术的应用，特别是物联网、大数据和智能算法的引入，燃煤掺优调度管控系统可以实现燃料的精细化管理与优化，提高整体效益。

2 基于物联网技术的数字化燃煤掺优调度管控系统的功能需求

基于物联网技术的数字化燃煤掺优调度管控系统的功能需求具体如下：

1. 实时数据采集功能

数字化燃煤掺优调度管控系统的核心是依赖于物联网设备对燃煤质量、锅炉运行状态、环境监测等数据的实时采集。感知层需要部署大量智能传感器，用于监控燃料的关键参数，如煤炭的灰分、挥发分、发热量、水分等，且系统还需监测锅炉的温度、压力、燃烧效率，以及排放物如二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物的实时水平。

2. 智能燃料掺配优化功能

系统需要具备智能燃料掺配优化功能，基于实时数据与历史运行数据，利用机器学习算法进行燃料配比的优化，该功能通过大数据分析，评估不同煤种的燃烧特性，结合电厂的实际需求和环境排放标准，生成最优的燃料掺配方案。

3. 燃料调度管理功能

系统应具备自动化的燃料调度功能，包括煤炭的采购、存储、配送及使用的全过程管理，通过对煤场储量、入厂煤炭质量的智能监控与评估，系统能够合理安排燃料供应，避免煤炭过量积压或供应不足。

4. 设备状态监控与维护功能

物联网技术不仅能监控燃料及环境数据，还应对相关设备的运行状态进行实时监控，系统需要检测锅炉、输煤设备、排放处理设施等核心设备的运行参数，及时发现潜在故障或异常。

5. 环境排放监控与合规管理功能

系统应集成环境监控模块，对排放的污染物进行严格监控，以确保排放物符合环保标准。系统需提供实时的排放数据，并在超标时自动触发报警机制，帮助企业迅速采取措施。

6. 用户界面与可视化功能

为了便于用户操作和决策，系统需要提供一个友好且直观的用户界面，结合可视化技术展示数据。通过可视化的图表和仪表盘，管理人员可以快速了解当前的燃料状况、设备运行状态和排放水平，作出科学决策。

3 基于物联网技术的数字化燃煤掺优调度管控系统设计与实现策略

3.1 系统架构设计

基于物联网技术的数字化燃煤掺优调度管控系统设计，核心在于构建一个多层次的系统架构，能够实现从数据采集到分析优化的全流程自动化管理。该系统通常分为四个层次：感知层、网络层、平台层和应用层。

其一，感知层是整个系统的基础，主要负责数据的实时采集。通过部署大量物联网传感器和智能设备，对燃煤的质量、锅炉的运行状态、设备的健康状况以及环境排放等多项数据进行监测。

其二，网络层是数据传输的通道，将感知层采集到的海量数据快速、可靠地传输到平台层。物联网设备通常通过无线通信技术，如5G、NB-IoT等实现数据传输，这些技术的高带宽、低延迟特性确保了数据的实时性和稳定性。网络层还应具备数据安全保障，防止数据在传输过程中被篡改或泄露。

其三，平台层是数据的处理和存储中心，利用云计算和大数据分析技术对采集到的数据进行存储、计算和深度分析。平台层的设计应考虑到系统的可扩展性，能够处理来自多台设备和多种数据类型的并发数据流。

其四，应用层是用户与系统交互的主要界面，管理者通过该层可以实时监控和控制燃煤掺优调度的全过程。应用层应配备友好的用户界面，通过数据可视化技术，呈现设备运行状态、燃煤配比、环保数据等。管理人员可以通过PC端、移动设备或远程终端对系统进行操作，实现调度优化和决策支持。

3.2 数据采集与传输策略

数据采集环节主要通过在电厂的关键节点布置物联网传感器，进行燃煤质量、设备运行状态以及环境排放等数据的实时监测。燃煤质量包括挥发分、灰分、热值等重要参数，设备的运行状态则涵盖锅炉温度、压力、燃烧效率等信息，而排放数据则涉及二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物。为了确保采集到的数据准确无误，传感器的选择和校准至关重要，应优先选择高精度、高耐久性和适应复杂环境的设备。

3.3 燃煤掺配优化策略

燃煤掺优调度系统的关键任务是实现燃料的智能化掺配，以提高燃煤电厂的燃烧效率、降低燃料成本并减少排放，通过采集各类煤炭的质量数据（如灰分、挥发分、热值和水分等），系统可以精确掌握当前电厂内各煤种的特性。同时，锅炉运行状态、环境条件以及排放数据也是掺配优化的重要依据。这些数据通过物联网传感器实时上传到系统的中央平台，作为燃煤掺配决策的基础。

结语：综上所述，基于物联网技术的数字化燃煤掺优调度管控系统的设计与实现为现代燃煤电厂的智能化管理提供了全新的解决方案。系统通过多层次的架构设计，包括感知层、网络层、平台层和应用层，实现了对燃煤质量、设备状态和环境排放的全面监控。数据采集与传输策略保证了实时、高效的数据流动，并通过边缘计算和安全保障措施提升了系统的稳定性和数据安全性。燃煤掺配优化策略利用大数据分析和机器学习算法，动态调整燃煤配比，以提高燃烧效率和降低成本，同时满足环保要求。此外，设备监控与维护管理通过实时数据监测和预测性维护策略，确保设备的稳定运行和减少故障率。

参考文献：

[1] 乔冰琴.煤炭物流物联网智能优化调度模型与算法研究[D].太原理工大学,2012.DOI:10.7666/d.Y2238099.

[2] 李松原.可充电物联网能量调度研究[D].浙江大学,2020.