CN102749217A - 一种火力发电厂煤样智能缩分系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火力发电厂煤样智能缩分系统及方法，所述系统包括包括：斗称装置、缩分控制单元、煤样刮扫器、用于驱动煤样刮扫器的刮扫器电机、用于收集煤样的煤样收集器，以及连接采样机的缩分皮带传输机；其中煤样刮扫器设置于缩分皮带传输机上以根据所述缩分控制单元的控制从缩分皮带传输机上对煤样进行刮扫；所述缩分控制单元用于接收斗称装置的计量结果，并根据计量结果确定缩分比；所述缩分控制单元连接所述煤样刮扫器以根据缩分比控制所述煤样刮扫器的刮扫时间；所述缩分控制单元还连接破碎单元以控制所述破碎电源开始破碎。本发明实施例可以对火力发电煤场的煤样缩分进行全自动管理，以大幅降低管理成本，提高工作效率。

Description

一种火力发电厂煤样智能缩分系统及方法

技术领域

本发明涉及一种火力发电厂煤样智能缩分系统及方法，尤其涉及煤样的煤样自动缩分，完成煤样从采样到缩分全自动机械处理。

背景技术

煤炭一直是我国火力发电厂的主要燃料来源，因此火力发电厂燃料管理在发电领域至关重要。同时燃料管理也是一项复杂的系统工程，且煤质量数据的获取通过采、制、化过程，这三个过程既相互联系又相互独立，任何一个环节的失误都会对后面的分析结果带来较大影响。而其中煤炭的采样过程的合理性是最重要的环节，影响到化验结果准确度的80%。煤样采样过程包含采样机取样、破碎、缩分、留样四个过程；取样就是按照国标规定，利用采样机断面钻取部分煤样，用来代表整车的质量；破碎是对各个粒级煤样进行破碎，以逐步减少煤样的粒度；缩分就是在煤样充分掺合后取出部分煤样，这部分煤样代表整体煤样，进行化验；留样则是将部分煤样保存起来以备查。其中取样是最重要的环节，取样、破碎过后的缩分环节就成为仅次于取样的一个环节。

现有技术中对样品进行缩分通常有两种方式，一种是滚筒漏取式，一种是皮带刮扫式。

滚筒漏取式是通过在滚筒上开口，在煤流流过滚筒时，一部分通过滚筒上的开口漏下进入样品收集装置，另一部分则沿着筒壁溜入余煤回送装置。这种形式的缩分器只能通过手工调整开口的宽度来实现缩分比的调节，无法实现缩分比的自动化控制，而且在煤较湿时容易粘堵、混样。

皮带刮扫式缩分器的工作原理是刮扫器以一定的时间间隔和速度对皮带上的煤流进行刮扫取样，实现对煤流的缩分。因此皮带刮扫式缩分器的方式应用更为广泛。但是目前运煤车型比较复杂，各种车型的大小长短不一样且每车净重量均不一样；因此采样机每次钻取的煤样量一样，按照固定的缩分比（定比缩分）缩分煤样，其结果是所得热值与其所代表的整体煤炭的加权平均真实热值之间有偏差。其次，同一运煤车车厢的不同区域装在高度不同，采样机转头的布点方式不同，不同点的取样量也不尽相同，按照固定的缩分比缩分，也会影响最终的化验结果的真实性与准确性。

发明内容

针对现有火力发电厂的缩分设备存在的缺陷和问题，本发明实施例的目的是提出一种结构更为合理的火力发电厂煤样智能缩分系统及方法。

为了达到上述目的，本发明实施例提出了一种火力发电厂煤样智能缩分系统，包括：斗称装置、缩分控制单元、煤样刮扫器、用于驱动煤样刮扫器的刮扫器电机、用于收集煤样的煤样收集器，以及连接采样机的缩分皮带传输机；其中斗称装置布置在采样机采样钻头卸料斗上以用于计量每次采样转头采集煤样的数量，并在计量完成后把煤样自动放入采样机的采样钻头卸料斗里；

其中煤样刮扫器设置于缩分皮带传输机上以根据所述缩分控制单元的控制从缩分皮带传输机上对煤样进行刮扫；所述煤样刮扫器包括铲体，所述铲体设有一个以上的铲头，所述每一铲头包括相互固定连接的两个侧面板和一个后板，其中两个侧面板具有预定间隔以用于容留全断面的煤样；且在所述侧面板和后板的底部都设有柔性耐磨材料件以使底部与皮带断面完全贴合以保证全断面的缩分；

所述缩分控制单元用于接收斗称装置的计量结果，并根据计量结果确定缩分比；所述缩分控制单元连接所述煤样刮扫器以根据缩分比控制所述煤样刮扫器的刮扫时间；所述缩分控制单元还连接破碎单元以控制所述破碎电源开始破碎。

作为上述技术方案的优选，所述所分控制单元还连接采样机控制单元、称重无人值守控制系统、破碎机控制单元。

作为上述技术方案的优选，所述铲头还包括支架，所述两个侧面板和后板都固定在所述支架上。

作为上述技术方案的优选，所述柔性耐磨材料件通过螺栓固定在所述两个侧面板和后板的底部。

同时，本发明实施例还提出了一种利用上述任一项所述的火力发电厂煤样智能缩分系统进行缩分的方法，包括：

步骤1、采样控制单元在开始采样的同时发出指令给缩分控制单元，缩分控制单元判断是否需要进行缩分工作，如果否则步骤结束；

步骤2、所分控制单元获取本次采样的车辆的基本信息；所述基本信息至少包括该车辆的毛重，以及该车的历史平均皮重，并以此计算该车的载重量；

步骤3、采样机控制单元发出单次采样结束信号后，斗称装置开始接收采集煤样；采样机控制单元发出单次放样结束后，斗称装置计量该次采样量是否满足缩分要求，如果满足要求则启动破碎装置与缩分装置，否则采样机控制单元控制采样机钻头继续采样，直到采样量达到缩分要求；

步骤4、采样机控制单元停止采样工作，斗称装置计算本车辆N次的采样量，并发送到缩分控制单元；同时把煤样输送到破碎器入料口，放煤样结束后斗称装置停止工作；

步骤5、缩分控制单元依据该车的载重量、破碎器的破碎速度和预设参数计算缩分比，并根据缩分比和铲头的容量计算出对应的煤样刮扫器的工作时间间隔；

步骤6、得到缩分比后，缩分控制单元把信号反馈给破碎单元；破碎单元开始工作，煤样自动下落到缩分皮带传输机的皮带上；

步骤7、缩分控制单元启动缩分皮带传输机启动，并启动刮扫器电机使所述煤样刮扫器每隔预定时间在所述缩分皮带传输机上进行一次刮扫。

作为上述技术方案的优选，所述方法还包括：

步骤8、缩分完成后，所述缩分控制单元通知采样控制单元，并停止缩分单元、破碎单元工作，然后将信息存入中心数据库中，缩分过程完成。

作为上述技术方案的优选，所述车辆的基本信息还包括车号、供应方、车队、司机。

本发明实施例具有以下优点：本发明实施例的系统和方法，可以对火力发电煤场的煤样缩分进行全自动管理，以大幅降低管理成本，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的火力发电厂煤样智能缩分系统的结构示意图；

图2为铲头的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提出了一种火力发电厂煤样智能缩分系统，其结构如图1所示的，包括：斗称装置、缩分控制单元10、煤样刮扫器12、刮扫器电机11、煤样收集器13和缩分皮带传输机14。其中斗称装置布置在采样机采样钻头卸料斗上（采样机采样钻头卸料斗就是破碎器的放料斗），用于计量每次采样转头采集煤样的数量，计量完成后把煤样自动放入采样机破碎器的放料斗里，把计量结果的信号传输给缩分控制单元，以作为调整本次的缩分比依据，同时给破碎机控制单元信号可以破碎。煤样刮扫器12、刮扫器电机11布置在缩分皮带传输机14上方，煤样刮扫器12能够接触到皮带，煤样收集器13布置在缩分皮带传输机14一侧用于接收被刮扫出的煤样。

如图2所示，缩分控制单元10连接采样机控制单元、称重无人值守控制系统、斗称装置、煤样刮扫器电机11、破碎机控制单元，进行数据与控制信号的交互。

其中煤样刮扫器12由三块板围合成一个铲体，两个侧铲面有足够的尺寸空间，能容留全断面的煤样，且在铲面下端加装柔性耐磨材料，使之与皮带断面完全贴合，能够保证全断面的缩分。因为煤样刮扫器的开口宽度是固定的，其缩分比可通过调整刮扫器的时间间隔实现缩分比的调节。这种缩分器不易粘堵混样，广泛适用于汽车、火车及皮带采样系统。

其中，如图2所示的，该铲头包括连接支架1、侧面板2、侧面板3、后板4、底端橡胶件5、底端橡胶件6、底端橡胶件7组成。

依据被刮扫取样所分的皮带的物理特性，计算其最大的单次取样量，依据国家标准，即宽度要大于煤样粒度的三倍且不能低于30mm，设计后板的宽度，然后计算单次取样最大量，计算其需要的容积，更具容积计算出侧面板的大小，并同时调整后板的高度；接着依据双侧面板、后板组成的半封闭体的高度，结合缩分电动机的安装高度，设计出连接支架的长度。

侧面板2、侧面板3与后板4组合成半封闭体，通过连接支架1与缩分控制电机连接，底端橡胶件5通过固定螺丝安装在侧面板2的下端，底端橡胶件6通过固定螺丝安装在侧面板3的下端，底端橡胶件7通过固定螺丝安装在侧面板4的下端。

本发明实施例还提出了应用前述的一种火力发电厂智能缩分系统进行缩分的方法，包括：

步骤1基本信息采集：采样控制单元启动采样机钻头的同时发出指令给缩分控制单元10开始工作，判断是否需要进行缩分工作，如果需要进行缩分工做，缩分控制单元10从采样控制单元获得车辆的基本信息，包括车号、供应方、车队、司机、车的历史平均皮重；缩分控制单元10从称重无人值守单元获得该车辆本次的毛重数据。缩分控制单元10得到毛重数据后，基本信息采集工作结束。

步骤2斗称装置计量：采样机控制单元发出单次采样结束后，斗称开始装置接收采集煤样，采样机控制单元发出单次放样结束后，斗称装置计量该次采样量是否满足缩分要求，如果满足要求则启动破碎装置与缩分装置，否则采样机控制单元控制采样机钻头继续采样，直到采样量达到缩分要求。采样机控制单元停止采样工作，斗称装置计算本车辆N（N ≥ 1）次的采样量。斗称装置把数据传送给缩分控制单元10，同时把煤样放入到破碎器入料口，放煤样结束后斗称装置停止工作。

步骤3确认缩分比：缩分控制单元10依据车辆本次运煤毛重、历史平均皮重计算出本次的拉运煤炭净重，结合斗称装置的取样计量量与煤样管理要求，依据破碎器的破碎速度，计算出该车辆的煤样缩分比即煤样刮扫器12的时间间隔。

步骤4：自动破碎：得到缩分比后，缩分控制单元10把信号反馈给破碎单元，破碎单元开始工作，煤样自动下落到缩分皮带传输机14的皮带上。

步骤5：自动缩分：缩分控制单元10启动缩分皮带传输机14与刮扫器电机11。因为煤样刮扫器12的开口宽度是固定的，其缩分比可通过调整煤样刮扫器12的旋转时间间隔实现缩分比的调节。刮扫器电机11接到缩分控制单元信号10后，按照指定的旋转速度进行工作，缩分完成后将相关信息回传给采样控制单元，缩分控制单元10发出指令，停止缩分单元、破碎单元工作，并将信息存入中心数据库中，缩分过程完成。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种火力发电厂煤样智能缩分系统，其特征在于，包括：斗称装置、缩分控制单元、煤样刮扫器、用于驱动煤样刮扫器的刮扫器电机、用于收集煤样的煤样收集器，以及连接采样机的缩分皮带传输机；其中斗称装置布置在采样机采样钻头卸料斗上以用于计量每次采样转头采集煤样的数量，并在计量完成后把煤样自动放入采样机的采样钻头卸料斗里；

其中煤样刮扫器设置于缩分皮带传输机上以根据所述缩分控制单元的控制从缩分皮带传输机上对煤样进行刮扫；所述煤样刮扫器包括铲体，所述铲体设有一个以上的铲头，所述每一铲头包括相互固定连接的两个侧面板和一个后板，其中两个侧面板具有预定间隔以用于容留全断面的煤样；且在所述侧面板和后板的底部都设有柔性耐磨材料件以使底部与皮带断面完全贴合以保证全断面的缩分；

所述缩分控制单元用于接收斗称装置的计量结果，并根据计量结果确定缩分比；所述缩分控制单元连接所述煤样刮扫器以根据缩分比控制所述煤样刮扫器的刮扫时间；所述缩分控制单元还连接破碎单元以控制所述破碎电源开始破碎。

2.根据权利要求1所述的火力发电厂煤样智能缩分系统，其特征在于，所述所分控制单元还连接采样机控制单元、称重无人值守控制系统、破碎机控制单元。

3.根据权利要求1所述的火力发电厂煤样智能缩分系统，其特征在于，所述铲头还包括支架，所述两个侧面板和后板都固定在所述支架上。

4.根据权利要求1所述的火力发电厂煤样智能缩分系统，其特征在于，所述柔性耐磨材料件通过螺栓固定在所述两个侧面板和后板的底部。

5.一种利用如权利要求1-4任一项所述的火力发电厂煤样智能缩分系统进行缩分的方法，其特征在于，包括：

步骤1、采样控制单元在开始采样的同时发出指令给缩分控制单元，缩分控制单元判断是否需要进行缩分工作，如果否则步骤结束；

步骤2、所分控制单元获取本次采样的车辆的基本信息；所述基本信息至少包括该车辆的毛重，以及该车的历史平均皮重，并以此计算该车的载重量；

步骤3、采样机控制单元发出单次采样结束信号后，斗称装置开始接收采集煤样；采样机控制单元发出单次放样结束后，斗称装置计量该次采样量是否满足缩分要求，如果满足要求则启动破碎装置与缩分装置，否则采样机控制单元控制采样机钻头继续采样，直到采样量达到缩分要求；

步骤4、采样机控制单元停止采样工作，斗称装置计算本车辆N次的采样量，并发送到缩分控制单元；同时把煤样输送到破碎器入料口，放煤样结束后斗称装置停止工作；

步骤5、缩分控制单元依据该车的载重量、破碎器的破碎速度和预设参数计算缩分比，并根据缩分比和铲头的容量计算出对应的煤样刮扫器的工作时间间隔；

步骤6、得到缩分比后，缩分控制单元把信号反馈给破碎单元；破碎单元开始工作，煤样自动下落到缩分皮带传输机的皮带上；

步骤7、缩分控制单元启动缩分皮带传输机启动，并启动刮扫器电机使所述煤样刮扫器每隔预定时间在所述缩分皮带传输机上进行一次刮扫。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤8、缩分完成后，所述缩分控制单元通知采样控制单元，并停止缩分单元、破碎单元工作，然后将信息存入中心数据库中，缩分过程完成。

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