CN105547911A - 一种储煤场煤垛密度测定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种储煤场煤垛密度测定装置，其特征在于包括称重装置、传输电缆、数据处理器、高度测定装置；本发明提供一种储煤场煤垛密度测定方法，其特征在于当煤垛组堆完成后，通过测量称重装置上部煤垛高H，并利用称重装置测得重量M后，利用ρ＝M/V＝M/H(T/m³)得出煤垛的密度。该发明排除了人为操作对测量结果的影响，使煤垛密度测定更加准确、煤场盘点结果更加准确，从而更准确的反算煤耗指标；同时大大减少了密度测定的工作量，节省了大量的人力，提高了密度测定的工作效率，提高了煤场管理的科技含量。

Description

一种储煤场煤垛密度测定装置及方法

技术领域

本发明涉及一种密度测定装置，尤其涉及一种储煤场煤垛密度的测定方法。

背景技术

随着盘点技术的快速发展，目前大部分火电企业都采用了激光盘煤仪对煤垛进行盘点，而且精度越来越高，自动化水平也越来越高，所以煤垛体积计算的误差也越来越小了。但要准确地计算出煤垛的存煤量，还需要准确地知道煤垛的堆积密度。因为煤垛的堆积密度不仅和煤种有关，还与煤垛的高度、碾压程度等有关，所以要准确地测量煤垛的堆积密度，并不是件容易的事。

目前，大多数火电企业使用的煤垛密度测定方法或密度取值方法主要有：经验取值法、经验计算法、模拟法、沉桶法、替代法等，还有些单位使用土建环刀法进行测定。

直接取值法即直接取用不同煤种堆积密度的经验数值，做为煤垛密度来计算盘煤结果。在取值时，会根据煤场实际情况上下浮动。该方法最大弊端是，结果无根据，随意性比较大，不能反映出真实的煤垛密度，往往出现在亏煤时密度往高调，在盈煤时密度往低调的情况，而且在煤垛有车辆碾压的情况下，偏差会比较大。

经验计算法是制做一个0.5×0.5×0.5m的小容器，然后依据标准MT/T739-2011进行测量。因该方法仅测得自然堆积密度，不能反映出煤垛底部的情况。所以在此结果的基础上，按照高度每增加1m，其底部每立方米重量增加15Kg的经验值，结合煤垛平均高度计算煤垛底部密度，然后将自然堆积密度与煤垛底部密度进行平均，取平均值做为整个煤垛的密度。该方法适用于无车辆碾压的储煤场，对于有车辆碾压情况，偏差仍比较大。况且，15Kg仅是个经验值，对于不同的煤种，该数值仍会有很大的偏差。

模拟法基于标准MT/T739-2011小容器法，制做一个0.5×0.5×0.5m的小容器，采用将容器埋入煤垛的方法模拟碾压状态。可采用两种方式：提前埋入法、测时埋入法。其中，提前埋入法若能操作成功，其结果准确性还是比较大的。但因组堆、取用或推煤周期比较长，所以实际操作上难度比较大，而且容器埋入煤垛并在上面组堆后，再想找到原来埋入的位置也比较困难，耗时耗力，容器在取出的过程中容易破损，导致测量失败。测时埋入法人为因素影响仍比较大，同样也存在耗时耗力的问题，仍有很大的局限性。

沉桶法、替代法、环刀法等其它大多数方法基本原理都与模拟法类似，这些方法要么压实程度没有标准，要么只能测量煤垛表面的密度，都具有很大的局限性。

根据上述所公开的技术可以对煤垛密度的估算，但其测定方法所得结果与真实值都具有较大的偏差，具有一定的局限性，因此本发明人经过长期研究，发明了一种储煤场煤垛密度测定装置与方法，解决了上述的技术问题。

发明内容

本发明一种储煤场煤垛密度测定装置与方法的目的在于提供一种能够准确测量储煤场煤垛密度的装置。

本发明一种储煤场煤垛密度测定装置与方法的另一目的在于提供一种能够较为准确测量并计算出储煤场煤垛密度的方法。

一种储煤场煤垛密度测定装置，其特征在于包括称重装置、传输电缆、数据处理器、高度测定装置，所述称重装置和高度测定装置分别通过传输电缆与数据处理器连接，其中所述的称重装置包括称重盖板、称重传感器、密封板，以及放置称重传感器的基坑，称重盖板安装在称重传感器之上，称重盖板上安装有密封板，每个称重装置至少包括1个称重传感器；

所述的称重盖板的表面积为1m×1m＝1m²；

所述的称重装置装设于长宽均为(1-1.5)m的基坑内，传输电缆通过电缆沟铺设于储煤场硬化地面以下；

所述的称重装置基坑与煤场硬化层之间设置有高强度混凝土硬化层，所述的高强度混凝土硬化层宽度至少为0.5m；

所述的高强度混凝土硬化层四周与称重盖板等高位置通过螺栓固定、安装等边角钢，角钢与称重盖板表面四边间隔25mm，称重盖板上安装与基坑横截面积相等的密封板，连同角钢一同盖住，使整个基坑全部覆盖在密封板以下，装设后密封板表面低于煤场硬化面20cm，密封板材质可选用橡胶；

所述的称重装置在布设时，可以在长度方向上或者圆形煤场在可圆弧方向上间隔50-80m的距离进行安装；

所述装置安装结束后，记录下安装位置的长、宽坐标；

一种储煤场煤垛密度测定装置所采用的测定方法，其特征在于当煤垛组堆完成后，通过高度测定装置测量称重装置上部煤垛高H，则称重装置上部煤的体积为V＝1×Hm³，将称重数据M及高度数据H通过电缆传输至数据处理器，则数据处理器可计算出该称重装置上方煤垛的密度ρ＝M/V＝M/H(T/m³)，则整个储煤场的煤垛密度为各个称重装置上方煤垛密度的平均值。

所述的煤垛高度可采用高度测定装置自动测量或人工测量，高度测定装置可以采用自动盘煤仪。

若已建成煤棚将煤场全封闭，并且实现了煤场的数字化，则可以在煤棚顶部安装自动盘煤仪，所述的自动盘煤仪测量煤垛高度，所述的称重装置测量煤垛重量后，将高度信息、重量信息通过传输电缆传输至数据处理器的RAM，之后经过CPU的运算，得出煤垛密度，测得的密度结果返回自动盘煤仪，则自动盘煤仪直接输出煤场盘点的重量结果。这样就实现了完全意义上的煤场盘点数字化、自动化、实时化。

采用上述的技术手段，本发明与现有技术相比，利用设置在储煤场下的称重装置及称重传感器可较为准确地测出该传感器上方煤垛的重量，结合称重装置上方煤垛的高度即可结合公式ρ＝M/V＝M/H(T/m³)计算出煤的密度，同时较为准确地估算出储煤场的存煤量。该发明排除了人为操作对测量结果的影响，使煤垛密度测定更加准确、煤场盘点结果更加准确，从而更准确的反算煤耗指标；同时大大减少了密度测定的工作量，节省了大量的人力，提高了密度测定的工作效率，提高了煤场管理的科技含量。

附图说明

图1为一种储煤场煤垛密度测定装置示意图。

图2为一种储煤场煤垛密度测定装置安装结构图。

图3为一种储煤场煤垛密度测定装置布设示意图。

图4为一种储煤场煤垛密度测定装置示意图。

图5为一种储煤场煤垛密度测定装置布设示意图。

主要标件和符号

10：称重装置，11：称重盖板，12：称重传感器，13：密封板，14：角钢，20：传输电缆，21：电缆沟，30：数据处理器，40：基坑，41：地基层，42：高强度混凝土硬化层，43：煤场硬化层，50：高度测定装置，51：自动盘煤仪，52：自动盘煤仪轨道。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

实施例1

图1所示为一种储煤场煤垛密度测定装置示意图。如图所示，一种储煤场煤垛密度测定装置包括称重装置10、传输电缆20、数据处理器30及高度测定装置50；其中称重装置10、高度测定装置50与数据处理器30通过传输电缆20连接；传输电缆20埋设在电缆沟21中；称重装置10包括称重盖板11、称重传感器12、密封板13以及放置称重传感器的基坑40；称重盖板11安装在称重传感器12之上，称重盖板11的表面积为1m×1m＝1m²，称重盖板11上安装有密封板13，密封板13可采用橡胶材质；高度测定装置50包括自动盘煤仪51，自动盘煤仪轨道52；其中，每个称重装置10包括1个称重传感器12，称重传感器12测得的压力数据经过信号放大器放大，放大后的电信号通过传输电缆20输送至数据处理器30，经A/D将模拟信号转换成数字信号，在数据处理器30中有信号转换电路，通过CPU将数字信号转换成数据显示出来。

图2所示为一种储煤场煤垛密度测定装置安装结构示意图。如图2所示，称重装置10、传输电缆20均埋于储煤场硬化地面以下；传输电缆20埋设于电缆沟21中，称重装置10设置在长宽均为(1-1.5)m的基坑40内的地基层41上；称重装置10所在的基坑40与煤场硬化层43之间需要浇筑宽度至少0.5m的高强度混凝土硬化层42，高强度混凝土硬化层42的高度要高出基坑40内称重装置10的密封板13上表面至少20cm，以有效地保护基坑不被煤场推煤机等机械损坏；在高强度混凝土硬化层42四周的基坑40壁上与称重盖板11等高位置通过螺栓固定、安装50mm×4mm的等边角钢14，角钢14与称重盖板11表面四边间隔25mm，称重盖板11上安装与基坑40横截面积相等的密封板13做为防尘盖板，连同角钢14一同盖住，使整个基坑40全部覆盖在密封板13以下，以防止煤粉进入称重装置10底部，产生挤压力，造成称重不准。

图3所示为一种储煤场煤垛密度测定装置布设示意图。如图3所示，若煤场为方形，在布设时，可以在长度方向上间隔50-80m的距离安装称重装置10，煤种较复杂、不稳定的煤场间隔小些，煤种单一、稳定的煤场间隔可以大一些。称重装置10安装结束后，记录下安装位置的长、宽坐标，以确保在称重装置10上方进行煤堆高度测量或进行装置维护时能快速找到装置的安装位置，同时提示煤场机械在清底作业进行到此区域时，小心谨慎。若已建成煤棚将煤场全封闭，并且实现了煤场的数字化，则可以在煤棚顶部安装高度测定装置50，高度测定装置50包括自动盘煤仪51及自动盘煤仪轨道52，利用自动盘煤仪51测量称重装置所在位置上方煤垛的高度，称重装置测量煤垛重量后，将高度信息、重量信息通过传输电缆传输至数据处理器的RAM，之后经过CPU的运算，得出煤垛密度，测得的密度结果返回自动盘煤仪51，则自动盘煤仪51直接输出煤场盘点的重量结果。这样就实现了完全意义上的煤场盘点数字化、自动化、实时化。

一种储煤场煤垛密度测定方法为：将表面积为1m×1m＝1m²的称重装置1安装于煤垛底部，当煤垛组堆完成后，由自动盘煤仪51测出称重装置10上部煤垛高H，则称重装置10上部煤的体积为V＝1×Hm³，将称重数据通过传输电缆20传输至数据处理器30上，其显示重量为M吨，同时高度数据通过传输电缆传入到数据处理器30的RAM，之后经过CPU的运算得出该称重装置上方煤垛的密度ρ＝M/V＝M/H(T/m³)。计算整个储煤场煤垛密度时，将称重装置10上所有高度不为零的煤垛的所得数据进行算术平均即可。各厂可以根据本厂实际煤种情况进行：若入厂煤煤种较稳定、单一，则可以间隔较长的距离；若煤种较复杂，则要考虑尽量兼顾到各个煤种。

实施例2

图4所示为一种储煤场煤垛密度测定装置示意图。如图所示，一种储煤场煤垛密度测定装置包括称重装置10、传输电缆20、数据处理器30及高度测定装置50；其中称重装置10、高度测定装置50与数据处理器30通过传输电缆20连接；传输电缆20埋设在电缆沟21中；称重装置10包括称重盖板11、称重传感器12、密封板13；称重盖板11安装在称重传感器12之上，称重盖板11的表面积为1m×1m＝1m²，称重盖板11上安装有密封板13，密封板13可采用橡胶材质；高度测定装置50包括自动盘煤仪51，自动盘煤仪轨道52；其中，每个称重装置10包括4个称重传感器12，布置在四角，距离边缘50mm，在称重装置10中央放置一个合并电路板，当4个称重传感器12测出压力后，将4个称重传感器12的线性压力信号合并成1个信号，并经过信号放大器放大，放大后的电信号通过传输电缆20输送至数据处理器30，经A/D将模拟信号转换成数字信号，在数据处理器30中有信号转换电路，通过CPU将数字信号转换成数据显示出来。

实施例3

图5所示为一种储煤场煤垛密度测定装置布设示意图。如图4所示，若煤场为圆形，在布设时，可以在圆弧方向上间隔50-80m的距离安装称重装置10，煤种较复杂、不稳定的煤场间隔小些，煤种单一、稳定的煤场间隔可以大一些。称重装置10安装结束后，记录下安装位置的长、宽坐标，以确保在称重装置10上方进行煤堆高度测量或进行装置维护时能快速找到装置的安装位置，同时提示煤场机械在清底作业进行到此区域时，小心谨慎。若已建成煤棚将煤场全封闭，并且实现了煤场的数字化，则可以在煤棚顶部安装自动盘煤仪50及自动盘煤仪轨道51，利用自动盘煤仪50测量称重装置所在位置上方煤垛的高度，并将高度信息传输至数据处理器，自动计算煤垛密度，测得的密度结果返回自动盘煤仪50，则自动盘煤仪直接输出煤场盘点的重量结果。这样就实现了完全意义上的煤场盘点数字化、自动化、实时化。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种储煤场煤垛密度测定装置，其特征在于包括称重装置、传输电缆、数据处理器、高度测定装置，所述称重装置和高度测定装置分别通过传输电缆与数据处理器连接，其中所述的称重装置包括称重盖板、称重传感器、密封板，以及放置称重传感器的基坑，称重盖板安装在称重传感器之上，称重盖板上安装有密封板，每个称重装置至少包括1个称重传感器。

2.根据权利要求1所述的一种储煤场煤垛密度测定装置，其特征在于所述的称重盖板的表面积为1m×1m＝1m²。

3.根据权利要求1所述的一种储煤场煤垛密度测定装置，其特征在于所述的称重装置装设于长宽均为(1-1.5)米的基坑内，传输电缆通过电缆沟铺设于储煤场硬化地面以下。

4.根据权利要求3所述的一种储煤场煤垛密度测定装置，其特征在于所述的称重装置基坑与煤场硬化层之间设置有高强度混凝土硬化层，所述的高强度混凝土硬化层宽度至少为0.5m。

5.根据权利要求4所述的一种储煤场煤垛密度测定装置，其特征在于在所述的高强度混凝土硬化层四周与称重盖板等高位置通过螺栓固定、安装等边角钢，角钢与称重盖板表面四边间隔25mm，称重盖板上安装与基坑横截面积相等的密封板，连同角钢一同盖住，使整个基坑全部覆盖在密封板以下，装设后密封板表面低于煤场硬化面20cm，密封板材质可选用橡胶。

6.根据权利要求1所述的一种储煤场煤垛密度测定装置，其特征在于所述的称重装置在布设时，可以在长度方向上或者圆形煤场在可圆弧方向上间隔50-80m的距离进行安装。

7.根据权利要求1所述的一种储煤场煤垛密度测定装置，其特征在于所述装置安装结束后，记录下安装位置的长、宽坐标。

8.根据权利要求1所述的一种储煤场煤垛密度测定装置所采用的测定方法，其特征在于当煤垛组堆完成后，通过高度测定装置测量称重装置上部煤垛高H，则称重装置上部煤的体积为V＝1×Hm³，将称重数据M及高度数据H通过电缆传输至数据处理器，则数据处理器可计算出该称重装置上方煤垛的密度ρ＝M/V＝M/H(T/m³)，则整个储煤场的煤垛密度为各个称重装置上方煤垛密度的平均值。

9.根据权利要求8所述的一种储煤场煤垛密度测定方法，其特征在于所述的煤垛高度可采用高度测定装置自动测量或人工测量，高度测定装置可以采用自动盘煤仪。

10.根据权利要求9所述的一种储煤场煤垛密度测定方法，其特征在于所述的自动盘煤仪测量煤垛高度，所述的称重装置测量煤垛重量后，将高度信息、重量信息通过传输电缆传输至数据处理器的RAM，之后经过CPU的运算，得出储煤场全部煤垛的平均密度，测得的密度结果返回自动盘煤仪，则自动盘煤仪直接输出煤场盘点的重量结果。