國家能源集團煤質快速檢測研發(fā)應用領域取得重大突破

　　10月24日上午10點，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785商品煤膠帶機中部的煤質快檢核心設備，正在對當天裝車外運的商品煤煤質進行實時檢測。僅兩分鐘后，涵蓋發(fā)熱量、水分、灰分、硫分等多項指標的數(shù)據(jù)信息已傳輸?shù)降较掠斡妹簡挝?，這套設備可實現(xiàn)當天10列裝車共計4.1萬噸商品煤全部過檢，每車傳輸10組數(shù)據(jù)，一天共傳輸100組數(shù)據(jù)。

　　而在中國華能集團錫林郭勒熱電廠，來自國家能源集團勝利能源公司的商品煤，正源源不斷地通過長距離輸煤皮帶輸送到該廠煤倉。依托煤質快檢與皮帶秤數(shù)據(jù)的不落地快速結算模式，勝利能源已實現(xiàn)煤炭數(shù)質量數(shù)據(jù)的自動獲取和實時結算，檢測精度達到傳統(tǒng)煤質檢測水平，交易資金沉淀成本也大幅降低，由原來的一月一結變?yōu)楫斎战Y算，每月可減少財務資金成本17余萬元。

　　這些突破煤炭購銷傳統(tǒng)模式的鏡頭，正是國家能源集團融合光譜煤質快檢技術為煤炭消費領域帶來的重大技術突破。10月24日，“AI智測·炭索未來”融合光譜煤質快速檢測技術發(fā)布會在北京舉行，由國家能源集團攜手中國電子科技集團旗下?？低暵?lián)合研發(fā)的“融合光譜煤質快速檢測技術”正式發(fā)布，標志我國煤炭數(shù)質量管控領域邁入全新的人工智能時代，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)和進口煤量共計51.84億噸，全國規(guī)模以上煤炭企業(yè)營收達3.5萬億元。煤炭質量數(shù)據(jù)是煤炭生產(chǎn)、銷售結算、利用的關鍵基礎數(shù)據(jù)。長久以來，依賴化學手段的傳統(tǒng)煤質檢測技術，存在過程復雜、操作差異大，存在流程長、數(shù)據(jù)緩、風險大、結算周期長等諸多問題，嚴重制約了煤炭清潔高效利用。一列煤從上游裝車站臺裝車發(fā)出，到下游用煤單位卸車驗收采用傳統(tǒng)破壞性化學分析方法，中間至少有2次檢測，很難保障上下游煤質檢測結果的一致性，這也是長期困擾購銷雙方“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，國內外進行過大量的煤質快檢技術研發(fā)，逐步形成中子活化、雙能伽馬射線、X射線吸收、近紅外光譜(NIRS)等技術路線，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(guī)模商業(yè)化應用的成熟可靠技術。此次發(fā)布會重磅推出的“融合光譜煤質快速檢測技術”，是一項集煤質快檢核心裝置、AI模型與數(shù)質量管控平臺于一體的原創(chuàng)性技術，實現(xiàn)人工智能、光譜學及化學等多學科交叉融合，可對煤炭成分中的熱值、水分、灰分、硫分進行精準檢測;基于雙模態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡的人工智能技術，利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡有效融合兩種感知信號，對大量煤炭成分進行數(shù)據(jù)表征，并結合魯棒訓練，從而實現(xiàn)快速、準確、魯棒、無損的煤炭成分分析，一舉攻克了傳統(tǒng)煤炭檢測技術檢測數(shù)據(jù)延遲、失真及成本高等難題，實現(xiàn)煤炭供需兩端全流量實時在線、全自動檢測。

　　該技術可以在線檢測6毫米煤樣的熱值、全硫、灰分、全水等指標，整列車采樣完成后僅需2分鐘獲取檢測結果，相較于至少8小時的傳統(tǒng)檢測周期，實現(xiàn)煤質信息的實時精準獲取;樣品代表性指數(shù)級增強，單列車的檢測煤量可達1噸以上，是傳統(tǒng)1克煤樣檢測量的百萬倍，樣品代表性和檢測效率大幅提升;全程實現(xiàn)自動無人干預，改變了傳統(tǒng)采樣、制樣、化驗的復雜流程，構建了高效、透明的在線檢測模式。2024年在國家能源集團四大產(chǎn)煤區(qū)、港口、銷售、電廠、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、震動以及高濕度、電磁干擾等各種嚴苛環(huán)境條件，均穩(wěn)定運行。

　　作為骨干能源央企，國家能源集團采取“集團化作戰(zhàn)”方針，統(tǒng)籌有效資源、整合優(yōu)勢力量，組織調動“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會戰(zhàn)。歷時兩年時間，廣泛收集國內外300多萬條歷史煤質數(shù)據(jù)，以10萬多組高質量光譜煤質數(shù)據(jù)集，實現(xiàn)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398種，檢測精度達到傳統(tǒng)化學方法水平，累計平均偏差趨于零，煤炭數(shù)量和質量具備“在線測量”基礎。

　　集團公司所屬電科院南環(huán)院作為技術研發(fā)的牽頭實施單位，發(fā)揮自身在煤質檢測領域的專業(yè)、技術、人才優(yōu)勢，早在2019年就啟動煤質快檢技術領域的科技研發(fā)，2022年聯(lián)合?？低暣_定了融合光譜煤質快速檢測的技術路線，先后完成試驗平臺、實驗室原理機研發(fā);2022年至2023年，完成在線檢測產(chǎn)品的開發(fā)，成功研發(fā)出包括多維感知、雙模態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡算法、高質量數(shù)據(jù)集、AI模型等一系列自主核心技術，探索實現(xiàn)了實體產(chǎn)業(yè)鏈與技術創(chuàng)新鏈的跨學科、跨行業(yè)融合，形成“央企聯(lián)合+技術融合”的新質生產(chǎn)力發(fā)展新范式。

　　同時，國家能源集團聚焦產(chǎn)業(yè)引領，提升一體化效能，依托區(qū)塊鏈技術實時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、汽車衡、煤質快檢等設備源頭實時采集數(shù)量和質量數(shù)據(jù)，形成了全環(huán)節(jié)、全流程完整的數(shù)據(jù)監(jiān)控鏈條，打造“全景、真實、準確、快速、透明”的煤炭數(shù)質量管控平臺。歷經(jīng)28次數(shù)據(jù)集擴充，3次迭代更新，搭建煤質快檢AI模型，實現(xiàn)檢測精度突破，對國內外上百種煤種的檢測通過率都保持在95%以上;以區(qū)塊鏈+數(shù)字化平臺管控，實現(xiàn)煤質檢測數(shù)據(jù)“實時、透明、共享”。截至10月21日，國家能源集團以煤質快檢技術和數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)對各外部用戶單位超1000萬噸的快速結算，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累計結算172天，結算煤量900余萬噸，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)合動力黨委書記、董事長陳炳華在發(fā)布會上表示，今年4月27日，華能北方公司成功實現(xiàn)基于勝利能源公司的煤質快檢與皮帶秤數(shù)據(jù)的首筆煤炭交易快速結算，做到煤炭數(shù)質量數(shù)據(jù)自動獲取、實時結算，實現(xiàn)無人化、少人化管控。截至10月21日，雙方通過煤質快檢已完成結算434萬噸，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。通過半年的應用，不僅驗證了該項技術的穩(wěn)定性、高效性和可靠性，而且證明煤質快檢技術所重塑的購銷新模式具備很強的推廣價值。

　　目前，國家能源集團正聯(lián)手?？低?，加速煤質快檢技術的譜系化、產(chǎn)品系列化、應用規(guī)?；?、管控體系化發(fā)展，按照“戰(zhàn)略管控+一體化運營”總體定位，構建起全集團“體系化、網(wǎng)絡化、標準化”的煤炭數(shù)質量管控體系，并通過標準的研制和推廣，為行業(yè)內的技術交流等提供共同的語言和基準，推動煤質快檢技術不斷向更高水平發(fā)展，加速行業(yè)認可和產(chǎn)業(yè)化進程。計劃到年底，國家能源集團將在新疆、寧夏、晉陜蒙核心區(qū)、蒙東四大產(chǎn)煤區(qū)相關礦點、外購煤站臺和部分電力、煤化工企業(yè)部署應用80多臺煤質快檢裝置，將實現(xiàn)對“煤炭、電力、港口、化工”等上下游的煤質快檢覆蓋。