CN105223369A - 一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置及监测方法，所述的采制样装置包括采样系统和制样系统，所述采样系统包括采样机、初级送料装置，所述制样系统包括破碎机、次级送料装置、缩分器，所述初级送料装置内设初级给料皮带，初级给料皮带上安装皮带秤，所述破碎机的下料口处通过管道与抽气装置相连接，抽气装置与破碎机的连接管路上设有小型旋分分离器，所述小型旋分分离器与抽气装置的连接管路上设有温湿度测定仪，所述小型旋分分离器的出料口连接至次级送料装置，所述温湿度测定仪、皮带秤均与数据采集装置相连接，所述数据采集装置与计算机主机相连接。本发明所述的采制样装置可合理补正煤炭全水分值，降低企业用煤成本。

Description

一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置及监测方法

技术领域

本发明涉及煤样采制样领域，具体涉及一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置及煤样全水分损失在线监测方法。

背景技术

据统计，国内的大中型电厂日常的燃煤量可达到数千吨，甚至万吨，按传统的人工采样方法对煤炭进行验收，工作量极大，工作效率低，且劳动环境恶劣，更为重要的是采制样的质量难以得到保证。不仅电厂，各行各业中用煤的企业，都逐步实施燃煤的采制样机械化，这是发展的必然趋势。当今的采制样机实际上包含采样和制样两大部分，无论采用何种类型的采煤样机，其制样系统基本上是相同的。在制样系统中，破碎机是其主要的一个部件，但由于其转速较高，破碎时产生强烈的气流，并且使用中由于与煤样撞击、磨擦等也产生大量热量，这些都造成煤样全水分的损失。

煤种的水分是煤质计价中的一个重要指标。现如今，大部分燃煤企业煤炭结算以煤的收到基低位发热量为依据，煤的全水分不仅影响煤炭数量的验收，而且由于其直接与收到基低位热值相关，也会影响煤炭的质量验收。但是，在现有的煤炭质量验收中，煤样全水分值往往忽略了煤炭在采制样过程中的水分损失，继而导致煤质计价偏高，企业用煤成本增加。

发明内容

为了在煤炭验收中获得准确的煤样全水分值，合理进行煤质计价，降低企业用煤成本，本发明通过对现有的机械采制样机进行合理的改进，提出了一种可实现在线检测煤样水分损失、合理补正煤炭全水分值的采制样装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置，包括采样系统和制样系统，所述采样系统包括采样机、初级送料装置，所述制样系统包括破碎机、次级送料装置、缩分器，所述初级送料装置内设初级给料皮带，所述初级给料皮带上安装皮带秤，所述破碎机的下料口处通过管道与抽气装置相连接，所述抽气装置与破碎机的连接管路上设有小型旋分分离器，所述小型旋分分离器与抽气装置的连接管路上设有温湿度测定仪，所述小型旋分分离器的出料口与次级送料装置相连接，所述温湿度测定仪、皮带秤均与数据采集装置相连接，所述数据采集装置与计算机主机相连接。在本发明所述的采制样装置中，抽气装置连续抽取破碎机下料口处的空气，抽取的空气携带少量的煤粉颗粒，煤粉颗粒经由小型旋分分离器分离后，较大的颗粒再回到次级送料装置，并经缩分器进行按比例缩分，温湿度测定仪持续检测经由小型旋分分离器过滤分离后的空气，数据采集装置实时采集皮带秤的煤样称重数据以及温度检测仪测定的温湿度，并将采集的数据传输至计算机主机，由计算机主机对收集的数据进行存储分析，将空气温湿度的变化转换成单位质量的煤样的水分损失值。

作为优选，所述小型旋分分离器与温湿度测定仪之间设有煤粉过滤器。所述的煤粉过滤器可以有效过滤经由小型旋分分离器的小颗粒煤粉，使得通过温湿度测定仪的空气为洁净空气，继而确保了数据测定的准确性。

进一步地，所述采样机包括采样头，所述初级送料装置设有进料口与出料口，所述出料口与破碎机相连接，所述破碎机的下料口连接至次级送料装置，所述次级送料装置内设有二级给料皮带，煤样经二级给料皮带送入缩分器进行缩分后收集存储于样品收集容器中。其中，采样机通过采样头采集煤样并将煤样通过初级送料装置的进料口送至初级给料皮带上，称重后的煤样送入破碎机破碎后，经由二级给料皮带送入缩分器缩分，缩分后的剩余煤样通过次级送料装置的弃料口排出。

作为优选，所述初级送料装置的进料口上方设有接料斗。所述接料斗的设置，可以方便采样头将煤样送至初级送料装置内的初级给料皮带上。

本发明还包括一种利用上述采制样装置进行煤样全水分损失在线监测的方法，包括以下步骤：

S1，启动制样系统，利用抽气装置持续抽取破碎机下料口处的空气，数据采集装置持续采集温湿度测定仪测定的数据并传至计算机主机；

S2，启动采样系统，通过采样机的采样头采集煤样并将煤样送至初级送料装置内的初级给料皮带上，数据采集装置采集皮带秤的煤样称重数据并传至计算机主机；

S3，根据破碎机下料口处的空气温湿度数据，确定空气温湿度随时间变化的曲线方程f(x)；

S4，根据公式计算单位质量的煤样水分损失值，其中，m为皮带秤称重的煤样质量，t₁-t₂为测定的时间段，K为补正系数，C为校正值，K、C值需在使用该采制样装置前进行多次不同因素影响的现场试验来确定。

作为优选，步骤S1中数据采集装置每隔1-2s进行一次数据采集。1-2s的采集间隔可以较好记录抽气装置抽取空气的温湿度变化。

作为优选，步骤S3和步骤S4的计算过程由计算机主机完成。步骤S3和步骤S4的计算过程由计算机完成，可以实现本发明所述采制样装置的全自动化在线监测单位质量煤样的水分损失。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、本发明通过对现有的煤炭机械采制样装置进行改造，实现在采制样装置中的煤炭全水分损失监测，继而为煤质验收过程中的全水分补正提供了依据。

2、本发明对燃煤的全水分进行合理的补正，可实现煤质的准确计价，节约燃煤企业的用煤成本。

3、本发明通过实时监测煤样采制样过程中空气温湿度的变化来计算单位质量的煤样全水分损失值，检测及计算方法简单、可靠。另外，经过改进的采制样装置整体结构设计合理，安装方便，可更好地提升煤质验收管理效果。

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为本发明所述的一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置的结构示意图。

标号说明：1、采样机；11、采样头；2、初级送料装置；21、初级给料皮带；22、皮带秤；23、接料斗；3、破碎机；4、次级送料装置；41、二级给料皮带；42、弃料口；5、缩分器；6、样品收集容器；7、抽气装置；8、小型旋分分离器；9、温湿度测定仪；10、煤粉过滤器；12、计算机主机；13、数据采集装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：如图1所示，一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置，包括采样系统和制样系统，所述采样系统包括采样机1、初级送料装置2，所述制样系统包括破碎机3、次级送料装置4、缩分器5，所述采样机1包括采集煤样的采样头11，所述初级送料装置2内设有传输煤样的初级给料皮带21，初级给料皮带21上安装皮带秤22，所述初级送料装置2上设有进料口和出料口，所述初级送料装置2的出料口与破碎机3相连接，所述破碎机3的下料口处通过管道与抽气装置7相连接，抽气装置7与破碎机3下料口处的连接管路上设有小型旋分分离器8，所述小型旋分分离器8与抽气装置7的连接管路上设有温湿度测定仪9，所述小型旋分分离器8的出料口与次级送料装置4相连接，所述温湿度测定仪9与皮带秤22均与数据采集装置13相连接，所述数据采集装置13与计算机主机12相连接，所述破碎机3的下料口连接至次级送料装置4，所述次级送料装置4内设有传输煤样的二级给料皮带41，煤样经二级给料皮带41送入缩分器5按比例缩分后收集存储于样品收集容器6中，缩分剩余的煤样再由二级给料皮带41送至次级送料装置4的弃料口42排出。

在本发明所述的采制样装置中，抽气装置7持续抽取破碎机3下料口处的空气，抽取的空气携带少量煤粉颗粒，经由小型旋分分离器8分离后，较大的煤粉颗粒回到次级送料装置4的二级给料皮带41上，数据采集装置13持续采集温湿度测定仪9测定的经由小型旋分分离器8分离过滤后的空气温湿度数据，并将数据传输至计算机主机12，计算机主机12自动完成数据存储和分析，将在采制样过程中空气温湿度的变化转化成单位质量煤样的全水分损失值。

实施例2：如图1所示，一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置与实施例1的区别在于，所述初级送料装置2的进料口上方设有接料斗23，所述接料斗23的设置，可便于采样头11将采集的煤样送至初级送料装置4内。

实施例3：如图1所示，一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置与实施例1或实施例2的区别在于，所述小型旋分分离器8与温湿度测定仪9之间的连接管路上设有煤粉过滤器10，所述的煤粉过滤器10可进一步拦截经小型旋分分离器8分离后的空气中的小颗粒煤粉，使得通过温湿度测定仪9的空气为洁净空气，继而确保了数据测定的准确性。

在本发明实施例1、实施例2、实施例3所述的可在线监测煤样全水分损失的采制样装置中，采样机1、采样头11、缩分器5的具体结构设置以及初级给料皮带21、二级给料皮带41的传动过程可参考现有技术，此处不再赘述。

煤样的全水分值是煤样验收过程中的一个重要质量参数。本发明主要是考虑在实际采制样过程中，存在煤样全水分损失的问题，通过对现有的采制样装置进行合理的改进，实现采制样装置对煤样的全水分损失进行实时检测，以便对煤样的全水分值进行合理的补正，继而实现合理煤质计价，降低企业用煤成本的发明目的。

本发明还包括一种应用于实施例1、实施例2、实施例3所述的采制样装置进行煤样全水分损失在线监测的方法，包括以下步骤：

S1，启动制样系统，利用抽气装置7持续抽取破碎机3下料口处的空气，数据采集装置13持续采集温湿度测定仪9测定的数据并传至计算机主机12；

S2，启动采样系统，通过采样机1的采样头11采集煤样并将煤样送至初级送料装置2内的初级给料皮带21上，数据采集装置13采集皮带秤22的煤样称重数据并传至计算机主机12；

S3，根据破碎机3下料口处的空气温湿度数据，确定空气温湿度随时间变化的曲线方程f(x)；

S4，根据公式计算单位质量的煤样水分损失值，其中，m为皮带秤22称重的煤样质量，t₁-t₂为测定的时间段，K为补正系数，C为校正值。由于采集煤样的煤质情况不可能完全相同，且受系统内空气流动方向和速率等各种因素的影响，K、C值需在使用该采制样装置前进行多次不同因素影响的现场试验来确定。

在本发明所述的煤样全水分损失在线监测的方法中，步骤S1所述的数据采集装置13每隔1-2s进行一次数据采集，步骤S3和步骤S4的计算过程由计算机主机12完成，在整个采制样过程中，采制样装置可实现煤样全水分损失的自动化监测和分析。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可在线监测煤样全水分损失的采制样装置，包括采样系统和制样系统，所述采样系统包括采样机(1)、初级送料装置(2)，所述制样系统包括破碎机(3)、次级送料装置(4)、缩分器(5)，其特征在于，所述初级送料装置(2)内设初级给料皮带(21)，所述初级给料皮带(21)上安装皮带秤(22)，所述破碎机(3)的下料口处通过管道与抽气装置(7)相连接，所述抽气装置(7)与破碎机(3)的连接管路上设有小型旋分分离器(8)，所述小型旋分分离器(8)与抽气装置(7)的连接管路上设有温湿度测定仪(9)，所述小型旋分分离器(8)的出料口与次级送料装置(4)相连接，所述温湿度测定仪(9)、皮带秤(22)均与数据采集装置(13)相连接，所述数据采集装置(13)与计算机主机(12)相连接。

2.根据权利要求1所述的采制样装置，其特征在于，所述小型旋分分离器(8)与温湿度测定仪(9)之间设有煤粉过滤器(10)。

3.根据权利要求1或2所述的采制样装置，其特征在于，所述采样机(1)包括采样头(11)，所述初级送料装置(2)设有进料口与出料口，所述出料口与破碎机(3)相连接，所述破碎机(3)的下料口连接至次级送料装置(4)，所述次级送料装置(4)内设有二级给料皮带(41)，煤样经二级给料皮带(41)送入缩分器(5)进行缩分后收集存储于样品收集容器(6)中。

4.根据权利要求3所述的采制样装置，其特征在于，所述初级送料装置(2)的进料口上方设有接料斗(23)。

5.一种利用权利要求1-4中任一一种采制样装置进行煤样全水分损失在线监测的方法，包括以下步骤：

S1，启动制样系统，利用抽气装置(7)持续抽取破碎机(3)下料口处的空气，数据采集装置(13)持续采集温湿度测定仪(9)测定的数据并传至计算机主机(12)；

S2，启动采样系统，通过采样机(1)的采样头(11)采集煤样并将煤样送至初级送料装置(2)内的初级给料皮带(21)上，数据采集装置(13)采集皮带秤(22)的煤样称重数据并传至计算机主机(12)；

S3，根据破碎机(3)下料口处的空气温湿度数据，确定空气温湿度随时间变化的曲线方程f(x)；

S4，根据公式计算单位质量的煤样水分损失值，其中，m为皮带秤(22)称重的煤样质量，t₁-t₂为测定的时间段，K为补正系数，C为校正值，K、C值需在使用该采制样装置前进行多次不同因素影响的现场试验来确定。

6.根据权利要求5所述的煤样全水分损失在线监测的方法，其特征在于，步骤S1中数据采集装置(13)每隔1-2s进行一次数据采集。

7.根据权利要求5或6所述的煤样全水分损失在线监测的方法，其特征在于，步骤S3和步骤S4的计算过程由计算机主机(12)完成。