CN102324120A - 一种监测煤质的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监测煤质的装置和方法，所述装置包括系统控制模块、运煤车辆RFID车号自动识别装置、采样制样化验装置，所述采样制样化验装置为采样→制样→化验为一体的连续工艺操作的装置。所述方法包括：运煤车辆进厂后在采样前进行车辆运煤信息录入、车辆到达采样、机械采样机对车辆进行采样、机械采样机余煤进入煤质在线快速监测分析装置、煤质在线快速监测分析和显示监测结果。本发明的优异效果是：彻底杜绝了不合格煤入厂；合格煤按质进行分垛存储；入厂煤混配煤；对化验室实验结果进行监督；降低企业与供煤方的纠纷；入厂煤合格率从75％降到0％。

Description

一种监测煤质的装置和方法

发明领域

本发明涉及一种监测装置和方法，具体讲涉及一种监测煤质的装置和方法。

背景技术

以煤炭为主要能源或原料的企业中，煤炭占企业经营总成本的60％-75％，占变动成本的80％。随着我国经济的发展，原有计划经济下的各种以煤炭为主要能源或原料的企业与供煤方的供需关系发生了转变，转变为以供煤方为主导市场地位的结构形式，为追求更高的利润，大矿煤将优质煤外销。为降低成本，以煤炭为主要能源或原料的企业，如火力发电厂、煤化工企业、化工厂、炼钢厂则采购更多的小窑煤。对小窑煤的运输过程中又难于监管，运输车辆为牟取私利，在运输途中时有以次充好将煤更换，给企业带来了的经营压力。

目前对以煤炭为主要能源的火力发电厂入厂煤质的监测系统存在如下问题：多矿点来的小煤窑煤、煤种杂、来煤量大，机械采样机采样检查煤质，每日来煤结束后收样、制样，隔日进行煤化学分析后方知煤质情况，滞后得知结果的监测过程导致：待煤运煤车早已卸煤离厂，甚至煤已入炉燃烧，无法按质存储，监测失去了意义，无法解决电厂与供煤方的纠纷，影响供煤。

专利号为：02224728.9的实用新型专利公布了一种快速测量煤炭灰分的装置，该专利公布的装置只能测量煤炭中的灰分，无法测量煤炭中的热量与水分，而此二项指标在生产过程中的指导意义最为重要，且该装置是非在线式的，使用时人员劳动强度大，数据滞后严重，在入厂煤的把关上不能起到决定作用。

煤炭入厂后，无法及时知晓煤质的优劣，无法对劣质煤进行入厂把关，造成优质煤与劣质煤同时入厂，无法对煤进行按质存储，不能够进行优化生产及运行，给企业在生产活动中蒙受损失，在市场及煤炭成本分析和优化的基础上，进一步强化煤炭控制，可以有效地降低企业经营成本，提高设备的利用率，增强企业的市场竞争力。

专利号为200920152022.4的实用新型专利公布了一种车辆进出厂控制系统，该专利公布了将采样环节纳入控制系统中。

专利号为200910135630.9的发明专利公布了一种火力发电厂车辆进出厂无人值守系统和方法，该专利中将采样实现自动化。

专利号为200910135632.8的发明专利公开了一种火力发电厂燃料进出厂无人值守系统的控制方法，该专利将采样纳入控制方法中。

专利号为200920152024.3的实用新型专利公布了一种火力发电厂燃料进出厂无人值守系统，该专利将采样纳入系统中。

此六项已公布的专利中，只将自动采样机进行公布，未将自动采样机实现细节进行公布，未将快速监测装置进行公布。

以上现有技术公开的采样方法是：车辆到达采样机后，采样机操作员目测被采煤质质量，若操作员目测质量不合格，则不予采样并等候处理，目测合格后开始取样，全天取样完成后将样品送呈制样，完成后送呈化验，质量检验报告隔日完成，此时煤质情况才完全知晓，这样的过程导致的结果是：采样机操作员仅目测车辆表面煤质，对于混装煤种、分层装煤之情况不能够发现，隔日化验后煤质结果监测完成时运煤车早已卸煤出厂，甚至煤已入炉燃烧，无法从源头上阻止劣质煤入厂。在入厂时不能及时根据煤质情况进行分煤垛存储，不能进行入厂煤混配参烧，不能对锅炉安全、经济运行作出指导意义，给发电厂生产安全带来隐患，给发电厂带来更大的经济损失。

发明内容

针对车辆入厂时不能及时监测煤质情况、无法从源头阻止劣质煤入厂、不能按煤质分煤垛存储、不能进行入厂煤的混配参烧、不能给锅炉带来安全经济的运行，

本发明提供了一种监测煤质的装置，该装置包括系统控制模块、运煤车辆RFID车号自动识别装置、采样制样化验装置，其改进之处在于：所述采样制样化验装置为采样→制样→化验为一体的连续工艺操作的装置。

本发明提供的优选监测煤质的装置中，所述采样制样化验装置为采样→制样→化验为一体的连续工艺操作中的所述连续为零衔接。

本发明提供一种改进的监测煤质装置，该装置包括系统控制模块、车辆信息录入模块、RFID车号自动识别装置、机械采样机采样装置、煤质快速在线分析装置、退货处理模块、按质分堆存储模块，其改进之处在于：

所述的系统控制模块包括服务器、客户端、用户计算机、网络办公设备，之间通过局域网进行互连；

车辆信息录入模块包括自动录入车号信息，录入矿方、品种信息，自动录入车型信息；

RFID车号自动识别装置包括RFID车识别器与车辆识别卡，RFID车号识别器自动识别车辆识别卡，车辆识别卡记录与车辆相关车牌号和车型信息；

机械采样机采样装置包括破碎机、余煤收集装置、集样装置，其中破碎机对所采样品进行初级破碎，余煤收集装置对弃样进行收集，集样装置对煤样进行保存；

煤质快速在线分析装置包括水分分析设备、热量分析设备、灰分分析设备、弃料电动设备、放射源、闪砾探测器、监测上位机、大屏幕、挡车器，其中水分分析设备是对被测煤样进行水分监测，热量分析设备是对被测煤样进行热量监测，灰分分析设备是对被测煤样进行灰分监测，弃料电动设备是对被测完煤样进行处理，放射源是对被测煤样发射放射性射线，闪砾探测器是对放射性变化射线进行接收，监测上位机是对认砾探测器接收射线的分析、计算，大屏幕是对分析结果进行显示，挡车器是对被监测车辆进行阻挡、是否可以驶离的先觉条件；

退货处理模块是对不合格煤质的车辆进行退货处理；

按质分堆存储模块是根据设置要求将采车辆指定区域卸煤，按质分堆存放，入厂煤初级混配。

包括：系统控制模块包括服务器、客户端计算机和网络办公设备，它们通过计算机局域网相互连接；RFID车号自动识别装置包括RFID识别标签和RFID识别器，其中RFID识别标签记录车辆信息，RFID识别器读取标签卡，以获取车号信息，记录车辆采样时间、煤质分析时间；机械采样机装置包括自动机械采样机、采样机缩分器、采样机余煤收集器，其中自动机械采样机对运煤车辆进行煤样采取，采样机缩分器对所采煤样进行缩分破碎，采样机余煤收集器对缩分完成后余煤样进行收集；煤质快速在线监测装置包括：水分分析设备、热量分析设备、灰分分析设备、弃料电动设备、放射源、闪砾探测器、监测上位机、大屏幕、挡车器，其中水分分析设备是对被测煤样进行水分监测，热量分析设备是对被测煤样进行热量监测，灰分分析设备是对被测煤样进行灰分监测，弃料电动设备是对被测完煤样进行处理，放射源是对被测煤样发射放射性射线，闪砾探测器是对放射性变化射线进行接收，监测上位机是对认砾探测器接收射线的分析、计算，大屏幕是对分析结果进行显示，挡车器是对被监测车辆进行阻挡、是否可以驶离的先觉条件。

客户端计算机包括车辆信息维护模块，煤矿合同维护模块，煤质监测结果公布模块，煤质监测不合格退货模块，合格煤质分堆存放模块，当被测车辆通过称重计量时，其结果将自动进行显示，并根据合同要求煤质区间、分堆存储煤质区间要求提示车辆进行退货处理或到指定区域进行卸煤。

服务器包括数据库服务器、应用程序服务器，其中数据库服务器存储与车辆相关的数据、与合同相关的数据、与煤场煤堆存储相关的数据，应用程序服务器从数据库、煤质快速在线监测仪和客户端计算机中调入各种数据信息并进行逻辑数据应用处理分析，将处理后的数据信息写入数据库服务器或传给客户端计算机、煤质快速在线监测仪，煤质快速在线监测仪按传入数据进行监测分析，客户端计算机则对数据信息进行显示、统计、查询、提示和打印；其中数据库服务器与应用程序服务器可由一台服务器完成。

煤质快速在线监测装置还包括大屏幕与挡车器，大屏幕用于对煤样分析结果的显示，煤车卸煤区域的显示，煤车煤质不合格拒绝称重的显示；挡车器则用来车辆阻挡、是否可以驶离的先觉条件。

拒绝煤车称重包括：a.判断煤车煤质是否满足合同要求；b.判断煤车煤质是否满足入厂最低要求；c.判断煤车上次采样时间到本次采样时间是否符合要求。

指定煤场煤垛卸煤包括：a.煤质符合入厂最低要求；b.煤质符合煤垛煤质要求区间；c.煤质符合所运煤矿的煤质要求。

该系统包括多套煤质在线快速监测装置，在车辆采样过程中，多台车辆可同时进行监测分析操作。

煤质合同信息包括煤矿信息、煤种信息、热值区间、硫分区间、水分区间、挥发分区间，包括信息维护功能。

煤场煤垛信息包括煤场位置，各煤垛煤质要求区间。

本发明提供一种对煤质进行监测的装置和方法，包括如下步骤：(1)运煤车辆进厂后在采样前进行车辆运煤信息录入，RFID车号识别器自动识别车号，产生入厂时间；(2)车辆到达采样机时，RFID车号识别器读取车辆车牌号，获得关于车辆的各种信息，判断车辆从上次采样到本次采样的时间段是否符合时间要求；(3)机械采样机对车辆进行采样；(4)机械采样机余煤进入煤质在线快速监测分析装置；(5)煤质在线快速监测分析装置根据车牌号进行煤质的热量、水分、灰分的分析；(6)分析结果完成后，在大屏幕显示器上将监测结果进行显示，同时显示该车是否能够正常称重入厂，该车的卸煤位置，并将挡车器抬起；(7)车辆到达称重点后，通知车辆的煤质监测结果是否满足入厂煤质要求，提示退货处理，提示卸煤的指定位置；(8)车辆到指定煤场、煤垛卸煤。

本申请中所述术语“零衔接”意为采样→制样→化验间，前一工艺步骤采样与后一工艺步骤制样间的时间间隔为零，制样与化验工艺步骤间的时间间隔为零。

产生效果

与现有技术比，我们申请的装置和方法具有的优异效果是：彻底杜绝了不合格煤入厂；合格煤按质进行分垛存储；入厂煤混配煤；对化验室实验结果进行监督；降低企业与供煤方的纠纷；入厂煤合格率从75％降到0％。

在采样完成后即监测完成该车煤质情况，避免采样机操作员目测煤质的不准备性与随意性，根据煤质监测结果，判定该车是否进行退货处理，彻底阻止不合格煤车入厂，严格入厂煤的把关；煤质合格车辆按设定区间进行分垛存储或混配，使锅炉达到最优化、最经济运行，同时煤质监测结果对化验室实验结果进行监督，提高企业生产运行的经济性和安全性，使企业生产成本大为降低。

附图说明

图1是以一种对煤质进行监测的装置和方法控制模块图；

图2是煤质在线快速监测装置与机械采样机嵌合示意图；

图3是对入厂运煤车辆进行控制的示意图；

图4是一种对煤质进行监测的装置和方法的控制流程图。

具体实施方式

参见图1所示，示出了一种对煤质进行监测的装置和方法控制模块，如图所示，该系统控制模块包括数据库服务器1、应用程序服务器2、在线监测服务器3、客户端4、网络办公设备5和终端用户6，它们通过局域网相互连接，其中数据库服务器1存储与车辆相关、合同相关、煤质相关、煤场、煤垛相关的各种数据，应用程序服务器2从数据库服务器1、在线监测服务器3、客户端计算机4中调入各种数据信息并进行逻辑数据处理分析与应用处理，将处理后的数据信息写入数据库服务器1、在线监测服务器3或直接传输给客户端4或用户5，客户端4或用户5则可对数据信息进行显示、统计、分析、查询、打印；而且客户端计算机包括煤质不合格报警模块，当煤质不合格，煤车进行称重时客户端4发出警报，等待处理，当煤质符合要求时客户端4发出指定煤场煤垛卸煤指示。

图2示出了对机械采样机与煤质在线快速监测装置的整合方法，如图所示，该系统包括机械采样机1、破碎机2、煤质在线快速监测仪3、余煤收集4，集样装置5，RFID车号识别器6；运煤车辆到达机械采样机1后，RFID车号识别器6自动识别运煤车辆车牌号，并将车号传送至煤质在线快速监测仪3；机械采样机对煤车进行煤样采取，通过破碎机2破碎后的煤样进入煤质在线快速监测仪3，煤质在线快速监测仪3监测完成后将余煤置于余煤装置4中，并将样品放于集样装置5中。

图3示出了一种对煤质进行监测的装置和方法的控制方法，具体步骤包括：运煤车辆1到达机械采样机2后，通过RFID车辆自动识别器6将车牌号自动识别并传送给客户终端4，客户终端4通知机械采样机2与煤质在线快速监测装置3，机械采样机2开始采样，并将煤样传输于煤质在线快速监测装置3，监测完成后将结果返回客户端计算机4，客户端计算机4将结果进行分析比较通过大屏幕7将监测结果进行公布，同时将挡车器5抬起进行放车。

图4示出了一种对煤质进行监测的装置和方法的控制流程，具体步骤包括：(1)、车辆入厂后进行车辆信息录入，录入过程中确定该车型是否符合预设车型，如果不符合，则要进行异常处理；(2)、符合车型的车辆到达采样机区域，通过RFID识别车牌号；(3)、识别完成后与录入信息进行分析比对，判别录入是否正常，如果不正常，则重新进行录入；(4)、录入正常后开始采样；(5)、采样过程中同时进行煤质监测分析；(6)、判定监测分析结果是否正常，若不符合要求，则经过大屏幕进行提示并做退货处理；(7)、监测煤质符合要求，大屏幕指示卸煤地点；(8)、称重过程中判别该车监测结果是否符合煤质要求，若不符合，则再次提示进行退货处理，并阻止放车，等待处理；(9)、若符合，则再次指示卸煤地点进行卸煤操作。

Claims (9)

1.一种监测煤质的装置，该装置包括系统控制模块、运煤车辆RFID车号自动识别装置、采样制样化验装置，其特征在于：所述采样制样化验装置为采样→制样→化验为一体的连续工艺操作的装置。

2.根据权利要求1装置，其特征在于所述采样制样化验装置为采样→制样→化验为一体的连续工艺操作中的所述连续为零衔接。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于所述装置包括退货处理模块；

按质分堆存储模块；

车辆信息录入模块包括自动录入车号信息，录入矿方、品种信息，自动录入车型信息；

RFID车号自动识别装置包括RFID车识别器与车辆识别卡，RFID车号识别器自动识别车辆识别卡，车辆识别卡记录与车辆相关车牌号和车型信息；

机械采样机采样装置包括破碎机、余煤收集装置、集样装置，其中破碎机对所采样品进行初级破碎，余煤收集装置对弃样进行收集，集样装置对煤样进行保存；

煤质快速在线分析装置包括水分分析设备、热量分析设备、灰分分析设备、弃料电动设备、放射源、闪砾探测器、监测上位机、大屏幕、挡车器，其中水分分析设备是对被测煤样进行水分监测，热量分析设备是对被测煤样进行热量监测，灰分分析设备是对被测煤样进行灰分监测，弃料电动设备是对被测完煤样进行处理，放射源是对被测煤样发射放射性射线，闪砾探测器是对放射性变化射线进行接收，监测上位机是对认砾探测器接收射线的分析、计算，大屏幕是对分析结果进行显示，挡车器是对被监测车辆进行阻挡、是否可以驶离的先觉条件；

退货处理模块是对不合格煤质的车辆进行退货处理；

所述按质分堆存储模块是根据设置要求将采车辆指定区域卸煤，按质分堆存放，入厂煤初级混配。

4.根据上述任一权利要求的装置，其特征在于： 

所述系统控制模块包括：服务器、客户端计算机和网络办公设备，它们通过计算机局域网相互连接；

RFID车号自动识别装置包括RFID识别标签和RFID识别器，其中RFID识别标签记录车辆信息，RFID识别器读取标签卡，以获取车号信息，记录车辆采样时间、煤质分析时间；

机械采样机装置包括自动机械采样机、采样机缩分器、采样机余煤收集器，其中自动机械采样机对运煤车辆进行煤样采取，采样机缩分器对所采煤样进行缩分破碎，采样机余煤收集器对缩分完成后余煤样进行收集；煤质快速在线监测装置包括：水分分析设备、热量分析设备、灰分分析设备、弃料电动设备、放射源、闪砾探测器、监测上位机、大屏幕、挡车器，其中水分分析设备是对被测煤样进行水分监测，热量分析设备是对被测煤样进行热量监测，灰分分析设备是对被测煤样进行灰分监测，弃料电动设备是对被测完煤样进行处理，放射源是对被测煤样发射放射性射线，闪砾探测器是对放射性变化射线进行接收，监测上位机是对认砾探测器接收射线的分析、计算，大屏幕是对分析结果进行显示，挡车器是对被监测车辆进行阻挡、是否可以驶离的先觉条件。

5.根据权利要求4的装置，其特征在于：所述客户端计算机包括车辆信息维护模块，煤矿合同维护模块，煤质监测结果公布模块，煤质监测不合格退货模块，合格煤质分堆存放模块，当被测车辆通过称重计量时，其结果将自动进行显示，并根据合同要求煤质区间、分堆存储煤质区间要求提示车辆进行退货处理或到指定区域进行卸煤。

6.根据权利要求5的装置，其特征在于：所述服务器包括数据库服务器、应用程序服务器；其中数据库服务器存储与车辆相关的数据、与合同相关的数据、与煤场煤堆存储相关的数据，应用程序服务器从数据库、煤质快速在线监测仪和客户端计算机中调入各种数据信息并进行逻辑数据应用处理分析，将处理后的数据信息写入数据库服务器或传给客户端计算机、煤质快速在线监测仪，煤质快速在线监测仪按传入数据进行监测分析，客户端计算机则对数据信息进 行显示、统计、查询、提示和打印。

7.根据权利要求6的装置，其特征在于：

所述煤质快速在线监测装置包括大屏幕与挡车器，大屏幕用于对煤样分析结果的显示，煤车卸煤区域的显示，煤车煤质不合格拒绝称重的显示；挡车器则用来车辆阻挡、是否可以驶离的先觉条件。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于：

所述拒绝煤车称重包括：a.判断煤车煤质是否满足合同要求；b.判断煤车煤质是否满足入厂最低要求；c.判断煤车上次采样时间到本次采样时间是否符合要求；

指定煤场煤垛卸煤包括：a.煤质符合入厂最低要求；b.煤质符合煤垛煤质要求区间；c.煤质符合所运煤矿的煤质要求。

该系统包括多套煤质在线快速监测装置，在车辆采样过程中，多台车辆可同时进行监测分析操作；

煤质合同信息包括煤矿信息、煤种信息、热值区间、硫分区间、水分区间、挥发分区间，包括信息维护功能；

煤场煤垛信息包括煤场位置，各煤垛煤质要求区间。

9.一种监测煤质的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

(1)运煤车辆进厂后在采样前进行车辆运煤信息录入，RFID车号识别器自动识别车号，产生入厂时间；

(2)车辆到达采样机时，RFID车号识别器读取车辆车牌号，获得关于车辆的各种信息，判断车辆从上次采样到本次采样的时间段是否符合时间要求；

(3)机械采样机对车辆进行采样；

(4)机械采样机余煤进入煤质在线快速监测分析装置；

(5)煤质在线快速监测分析装置根据车牌号进行煤质的热量、水分、灰分的分析；

(6)分析结果完成后，在大屏幕显示器上将监测结果进行显示，同时显示 该车是否能够正常称重入厂，该车的卸煤位置，并将挡车器抬起；(7)车辆到达称重点后，通知车辆的煤质监测结果是否满足入厂煤质要求，提示退货处理，提示卸煤的指定位置；(8)车辆到指定煤场、煤垛卸煤。 

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