CN105258755A - 一种煤仓煤量实时测量计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤仓煤量实时测量计算方法，将任意一个煤仓从上至下设置为顶部圆柱，具有第一倾斜角度的上部锥体段，具有第二倾斜角度的中部锥体段，以及具有第三倾斜角度的下部锥体段；在上部锥体段下方形成有相应的上部虚拟圆锥体，中部锥体段下方形成有相应的中部虚拟圆锥体，下部锥体段下方形成有相应的下部虚拟圆锥体；输入或实测获得该煤仓的煤仓煤位的高度数值；通过煤仓煤位计算煤仓体积，再根据煤仓体积和煤的堆积密度计算出煤仓存煤量，计算效率高，提高了上煤的准确性。

Description

一种煤仓煤量实时测量计算方法

技术领域

本发明涉及一种煤仓煤量实时测量计算方法。

背景技术

在机组停机和运行过程中，需要对煤仓的煤量进行精确监视。根据停炉时间和方式，控制各原煤仓煤位在适当的位置，如机组大小修停机时应将煤仓的原煤走空，防止煤仓长期存煤发生自燃或检修检查方便。而在停机过程中，由于兼顾汽温降温率、降负荷率等，煤仓煤量控制需要极为精确，以便准确预估停机及烧空仓时间。一般都要给出煤仓的煤位监视，而原煤仓一般为双曲线型、圆锥型等形状，而非圆柱型等上下规则形状。在以前，只能根据煤仓拉空曲线来估算煤仓走空时间，但是当给煤量发生变化时，该曲线变得不再具有指导意义。因此，难以准确地计算煤仓存煤量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤仓煤量实时测量计算方法，根据煤位自动折算成煤仓存煤量，极大地提高了煤仓存煤量计算效率；在煤量不足时，当输煤人员精确上煤时，提高了上煤的准确性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种煤仓煤量实时测量计算方法，任意一个煤仓从上至下设置为顶部圆柱，具有第一倾斜角度的上部锥体段，具有第二倾斜角度的中部锥体段，以及具有第三倾斜角度的下部锥体段；

在上部锥体段下方形成有相应的上部虚拟圆锥体，中部锥体段下方形成有相应的中部虚拟圆锥体，下部锥体段下方形成有相应的下部虚拟圆锥体；

输入或实测获得该煤仓的煤仓煤位的高度数值；

对于煤仓中的各段，即上部锥体段、中部锥体段、下部锥体段，计算以下参数：

根据各段的实际标高，判断煤仓煤位在各段中的位置关系，来分别求取各段的计算标高；

根据各段的下底半径与各段倾斜角度的正切值的乘积，分别求取各段下方相应虚拟圆锥体的虚拟圆锥高；

根据各段的计算标高与各段相应的虚拟圆锥高的和值，分别求取各段的计算半径标高；

根据各段的计算半径标高与各段倾斜角度的正切值的商值，求取各段的计算半径；

根据各段的计算半径、下底半径、计算半径标高，及各段相应的虚拟圆锥高，分别求取各段的计算体积；

对于顶部圆柱，将煤仓煤位减去各段的实际标高后的差值作为顶部圆柱的计算标高；并根据顶部圆柱的实际半径及计算标高求取该顶部圆柱的计算体积；

根据顶部圆柱、上部锥体段、中部锥体段、下部锥体段的计算体积，设置对煤仓煤位的高度数值的限位提示阈值。

本发明中根据煤仓煤位，各段的计算体积及实际标高，可以精确求取煤仓的煤量体积；再根据煤仓体积和煤的堆积密度计算出煤仓存煤量，计算效率高，提高了上煤的准确性。本发明可以在人机交互的显示界面上，直观地展现各个煤仓的煤位，计算出的煤量，以及对应给煤机是否运行的状态，和煤位所处的高中低状态，等等，方便输煤人员了解相关情况。

附图说明

图1是本发明所述煤仓煤量实时测量计算方法的流程图；

图2是本发明所述煤仓煤量实时测量计算方法中的参数示意图；

图3是本发明所述煤仓煤量实时测量计算方法的一个具体计算示例。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的煤仓煤量实时测量计算方法，通过煤仓煤位计算煤仓体积，再根据煤仓体积和煤的堆积密度计算出煤仓存煤量。

如图2所示，每一个煤仓从上至下设置为顶部圆柱101，具有第一倾斜角度的上部锥体段102，具有第二倾斜角度的中部锥体段103，以及具有第三倾斜角度的下部锥体段104。各锥体段的倾斜角度是该锥体段的侧壁与水平面的夹角，本示例中的第一倾斜角度a1为60°，第二倾斜角度a2为65°，第三倾斜角度a3为76.88°。

将各锥体段的侧壁以各自倾斜角度向中心轴线处延伸，在各锥体段下方形成虚拟圆锥体；虚拟圆锥体并不真实存在，仅为表示所需参数所在位置使用。上部锥体段102下方形成上部虚拟圆锥体202，中部锥体段103下方形成中部虚拟圆锥体203，下部锥体段104下方形成下部虚拟圆锥体204。

图3中给出一个具体示例煤仓的参数，以此说明本发明的算法如下：

S1、下部锥体段104的相关参数如下：

实际标高E3、下底半径F3、上底半径G3；

下部虚拟圆锥体204的虚拟圆锥高D3=F3*TAN(RADIANS(a3))由函数RADIANS将第三倾斜角度a3转为弧度，再通过函数TAN计算对应的正切值后与F3进行运算；

实际体积C3=3.14*G3*G3*(E3+D3)/3-3.14*F3*F3*D3/3；

计算半径标高I3=D3+J3；

计算标高J3=IF(C8<=E3,C8,E3)，该IF函数表示当煤仓煤位C8小于等于实际标高E3时，计算标高J3取C8的数值，否则J3取E3的数值；

计算半径K3=I3/TAN(RADIANS(a3))，由函数RADIANS将第三倾斜角度a3转为弧度，再通过函数TAN计算对应的正切值后与I3进行运算；

计算体积L3=3.14*K3*K3*I3/3-3.14*F3*F3*D3/3。

S2、中部锥体段103的相关参数如下：

实际标高E4、下底半径F4、上底半径G4；

中部虚拟圆锥体203的虚拟圆锥高D4=F4*TAN(RADIANS(a2))由函数RADIANS将第二倾斜角度a2转为弧度，再通过函数TAN计算对应的正切值后与F4进行运算；

实际体积C4=3.14*G4*G4*(E4+D4)/3-3.14*F4*F4*D4/3；

计算半径标高I4=D4+J4；

计算标高J4=IF(AND(C8<=E3+E4,C8>E3),C8-E3,E4)，该IF函数表示当煤仓煤位C8小于等于E3+E4且大于E3时，计算标高J4取C8-E3的数值，否则J4取E4的数值；

计算半径K4=I4/TAN(RADIANS(a2))，由函数RADIANS将第二倾斜角度a2转为弧度，再通过函数TAN计算对应的正切值后与I4进行运算；

计算体积L4=3.14*K4*K4*I4/3-3.14*F4*F4*D4/3。

S3、上部锥体段102的相关参数如下：

实际标高E5、下底半径F5、上底半径G5；

上部虚拟圆锥体202的虚拟圆锥高D5=F5*TAN(RADIANS(a1))由函数RADIANS将第一倾斜角度a1转为弧度，再通过函数TAN计算对应的正切值后与F5进行运算；

实际体积C5=3.14*G5*G5*(E5+D5)/3-3.14*F5*F5*D5/3；

计算半径标高I5=D5+J5；

计算标高J5=IF(AND(C8<=E3+E4+E5,C8>E3+E4),C8-E3-E4,E5)，该IF函数表示当煤仓煤位C8小于等于E3+E4+E5且大于E3+E4时，计算标高J5取C8-E3-E4的数值，否则J5取E5的数值；

计算半径K5=I5/TAN(RADIANS(a1))，由函数RADIANS将第一倾斜角度a1转为弧度，再通过函数TAN计算对应的正切值后与I5进行运算；

计算体积L5=3.14*K5*K5*I5/3-3.14*F5*F5*D5/3。

S4、顶部圆柱101的相关参数如下：

实际标高E6，实际半径F6等于计算半径K6；

实际体积为C6=3.14*F6*F6*E6；

计算标高J6=C8-E3-E4-E5；

计算体积L6=3.14*K6*K6*J6。

S5、对于整个煤仓的参数计算如下：

煤仓标高H3=E3+E4+E5+E6，为各段实际标高的和值；

全部按圆锥算的体积为C2=3.14*F6*F6*(E3+E4+E5)/3；

此外，煤仓煤位C8为输入值或实测值，煤仓煤密度E8为输入值；给煤率G8为输入值；

则，本发明需要求取的参数为：

煤仓煤质量E9=C9*E8；

煤量的可用时间G9=E9/G8；

以及，煤量体积C9：

C9=IF(C8<=E3,L3,IF(C8<=E3+E4,L3+L4,IF(C8<=E3+E4+E5,L3+L4+L5,IF(C8<=E3+E4+E5+E6,L3+L4+L5+L6,"超限"))))；

即，如果煤仓煤位C8小于等于E3时，C9取L3数值；

如果C8大于E3，且C8小于等于E3+E4的数值时，C9取L3+L4的数值；

如果C8大于E3+E4的数值，且小于等于E3+E4+E5的数值时，C9取L3+L4+L5的数值；

如果C8大于E3+E4+E5+E6的数值，且C8小于等于E3+E4+E5+E6的数值时，C9取L3+L4+L5+L6的数值，

如果C8大于E3+E4+E5+E6的数值时，将对煤量体积“超限”发出告警提示。

上述求取煤量体积C9的过程，即相当于根据顶部圆柱101、上部锥体段102、中部锥体段103、下部锥体段104的计算体积，设置对煤仓煤位G8的高度数值的限位提示阈值的过程。

在具体应用时，可以在人机交互的显示界面上，直观地展现各个煤仓的煤位，计算出的煤量，以及对应给煤机是否运行的状态，和煤位所处的高中低状态，等等，方便输煤人员了解相关情况。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种煤仓煤量实时测量计算方法，其特征在于，

任意一个煤仓从上至下设置为顶部圆柱，具有第一倾斜角度的上部锥体段，具有第二倾斜角度的中部锥体段，以及具有第三倾斜角度的下部锥体段；

在上部锥体段下方形成有相应的上部虚拟圆锥体，中部锥体段下方形成有相应的中部虚拟圆锥体，下部锥体段下方形成有相应的下部虚拟圆锥体；

输入或实测获得该煤仓的煤仓煤位的高度数值；

对于煤仓中的各段，即上部锥体段、中部锥体段、下部锥体段，计算以下参数：

根据各段的实际标高，判断煤仓煤位在各段中的位置关系，来分别求取各段的计算标高；

根据各段的下底半径与各段倾斜角度的正切值的乘积，分别求取各段下方相应虚拟圆锥体的虚拟圆锥高；

根据各段的计算标高与各段相应的虚拟圆锥高的和值，分别求取各段的计算半径标高；

根据各段的计算半径标高与各段倾斜角度的正切值的商值，求取各段的计算半径；

根据各段的计算半径、下底半径、计算半径标高，及各段相应的虚拟圆锥高，分别求取各段的计算体积；

对于顶部圆柱，将煤仓煤位减去各段的实际标高后的差值作为顶部圆柱的计算标高；并根据顶部圆柱的实际半径及计算标高求取该顶部圆柱的计算体积；

根据顶部圆柱、上部锥体段、中部锥体段、下部锥体段的计算体积，设置对煤仓煤位的高度数值的限位提示阈值。

2.如权利要求1所述煤仓煤量实时测量计算方法，其特征在于，包含计算所述下部锥体段的相关参数：

提供下部锥体段的实际标高E3、下底半径F3、上底半径G3；第三倾斜角度为a3；

利用角度转弧度的函数RADIANS及正切值计算函数TAN，求取下部虚拟圆锥体的虚拟圆锥高D3=F3*TAN(RADIANS(a3))；

求取下部锥体段的计算半径标高I3=D3+J3；

经过对煤仓煤位C8的位置进行判断，求取下部锥体段的计算标高J3：当C8<=E3时，J3=C8；当C8>E3时，J3=E3；

求取下部锥体段的计算半径K3=I3/TAN(RADIANS(a3))；

求取下部锥体段的计算体积L3=3.14*K3*K3*I3/3-3.14*F3*F3*D3/3。

3.如权利要求2所述煤仓煤量实时测量计算方法，其特征在于，包含计算所述中部锥体段的相关参数：

提供中部锥体段的实际标高E4、下底半径F4、上底半径G4；第二倾斜角度为a2；

求取中部虚拟圆锥体的虚拟圆锥高D4=F4*TAN(RADIANS(a2))；

计算中部锥体段的半径标高I4=D4+J4；

经过对煤仓煤位C8的位置进行判断，求取中部锥体段的计算标高J4：当煤仓煤位C8>E3且C8<=E3+E4时，J4=C8-E3；当C8>E3+E4时，J4=E4；

求取中部锥体段的计算半径K4=I4/TAN(RADIANS(a2))；

求取中部锥体段的计算体积L4=3.14*K4*K4*I4/3-3.14*F4*F4*D4/3。

4.如权利要求3所述煤仓煤量实时测量计算方法，其特征在于，包含计算所述上部锥体段的相关参数：

提供上部锥体段的实际标高E5、下底半径F5、上底半径G5；第一倾斜角度a1；

求取上部虚拟圆锥体的虚拟圆锥高D5=F5*TAN(RADIANS(a1))；

求取上部锥体段的计算半径标高I5=D5+J5；

经过对煤仓煤位C8的状态进行判断，求取上部锥体段的计算标高J5：

当C8<=E3+E4+E5且C8>E3+E4时，J5=C8-E3-E4；当C8>E3+E4+E5时，J5=E5；

求取上部锥体段的计算半径K5=I5/TAN(RADIANS(a1))；

求取上部锥体段的计算体积L5=3.14*K5*K5*I5/3-3.14*F5*F5*D5/3。

5.如权利要求4所述煤仓煤量实时测量计算方法，其特征在于，包含计算所述顶部圆柱的相关参数：

提供顶部圆柱的实际标高E6，顶部圆柱的实际半径F6等于计算半径K6；

求取顶部圆柱的计算标高J6=C8-E3-E4-E5；

求取顶部圆柱的计算体积L6=3.14*K6*K6*J6。

6.如权利要求5所述煤仓煤量实时测量计算方法，其特征在于，包含：

根据煤仓煤位C8，各段的计算体积L3、L4、L5、L6及实际标高E3、E4、E5、E6，求取煤仓的煤量体积C9：

如果C8<=E3时，C9=L3；

如果C8>E3，且C8<=E3+E4时，C9=L3+L4；

如果C8>E3+E4，且<=E3+E4+E5时，C9=L3+L4+L5；

如果C8>E3+E4+E5+E6，且C8<=E3+E4+E5+E6时，C9=L3+L4+L5+L6；

如果C8>E3+E4+E5+E6时，将发出煤量体积超限的告警提示。

7.如权利要求6所述煤仓煤量实时测量计算方法，其特征在于，

根据煤仓煤位C8、煤量体积C9，并输入煤仓的煤密度E8及给煤率G8，求取煤仓内的煤量E9=C9*E8；煤量的可用时间G9=E9/G8。