CN108627418A - 一种煤密度实时测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤密度实时测量装置，包括称量单元、给水单元、取样单元和排渣单元；称量单元包括主称量罐、溢流称量罐、主称量传感器和溢流称量传感器，主称量罐的一侧通过一溢流管与溢流称量罐连通，主称量传感器和溢流称量传感器分别设置在主称量罐和溢流称量罐下方；主称量罐内设置有用于隔挡煤样的侧隔板，侧隔板上设置有滤网；给水单元与主称量罐连通并用于向主称量罐内给水；取样单元设置在主称量罐的一侧，取样单元用于抓取煤样至主称量罐内；排渣单元与主称量罐和溢流称量罐的底部连通以对主称量罐和溢流称量罐进行排渣。本发明的煤密度实时测量装置具有操作方便、测量过程简捷快速、测量精度高、自动化程度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，特别是涉及一种煤密度实时测量装置。
背景技术
煤的密度在一定程度上能够反映煤质量的好坏，对于大型用煤单位如火电厂、供暖企业，掌握燃料煤的实时密度有助于控制煤量和检测煤质从而实现最佳的经济效益。国内外的煤垛盘点技术高速发展，国内部分企业采用激光盘煤仪对煤垛进行盘点，但是算出存储煤量，首要的是要知道煤的密度。
目前大多数的火电企业、煤炭企业对煤密度的测定方法多种多样，主要有经验取值法、经验计算法、模拟法、沉桶法等。经验取值法是直接取不同煤种的堆积密度经验数值，用做煤密度作为盘点煤垛密度、控制煤量和检测煤质的依据。经验计算法制作的是小长方体容器，规格为：50×50×50mm，然后根据标准MT/T739-2011进行煤密度的测量计算，同时根据煤垛高度增加1米，其下部1米处密度值在上部密度值的基础上加上0.015g/cm3。对于模拟法，其装置类似于经验计算法的装置，不同的是将容器埋入煤垛然后进行模拟碾压从而测得煤密度，从而省去了对由于堆积高度产生密度差异的经验估算。同时有一部分企业采用替代法和环刀法等其测量装置及相关实施方式与模拟法类似，标准参差不齐，存在数据随机性，还有一些发明的装置大多都需要沉入煤垛，存在较大局限性。
经验取值法无测量装置，偏差大，随意性大，使得资源不能够合理利用,因为经常出现亏煤时密度往高调，盈煤时煤密度往低调。经验计算法只能测得自然堆积密度，不能够反应煤垛底层以及实时煤密度，该法仅适用于完全没车辆碾压的煤场，不然存在较大偏差。模拟法易使容器破损，导致测量失败，且该法人为因素较大，耗费人力物力、耗时，存在较大的局限性。
目前，市场售卖的煤密度测量装置大多规格较小，一般用于实验室分析，取样和测量需要人工操作，过程比较繁琐。若采用这种间歇测量装置，首先需要对煤垛进行科学取样，而目前的取样方法十分麻烦，耗费大量的人力物力并且无法代表整体煤垛的性质，测量数据存在很大的随机性，无法准确实时反映燃料煤的真实密度从而无法实现最佳的经济效益。此外，间歇测量装置的测量效率很低，不适用工厂实时测量。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种煤密度实时测量装置，其具有操作方便、测量过程简捷快速、测量精度高、自动化程度高的优点。
一种煤密度实时测量装置，包括称量单元、给水单元、取样单元和排渣单元；所述称量单元包括主称量罐、溢流称量罐、主称量传感器和溢流称量传感器，所述主称量罐的一侧通过一溢流管与所述溢流称量罐连通，所述主称量传感器和溢流称量传感器分别设置在所述主称量罐和溢流称量罐下方；所述主称量罐内设置有用于隔挡煤样的侧隔板，所述侧隔板上设置有滤网；所述给水单元与所述主称量罐连通并用于向主称量罐内给水；所述取样单元设置在所述主称量罐的一侧，所述取样单元用于抓取煤样至所述主称量罐内；所述排渣单元与所述主称量罐和溢流称量罐的底部连通以对主称量罐和溢流称量罐进行排渣。
本发明的煤密度实时测量装置通过设置称量单元、给水单元、取样单元和排渣单元，实现了对煤密度的实时测量，为大型用煤单位如火电厂、供暖企业提供一种成本投入较低且方便精确的煤密度测量装置，可以实时检测燃料煤的密度，一方面帮助企业准确估计煤用量，另一方面有助于企业掌握煤的实际热值，从而合理调节用煤量，实现最佳的经济效益。
进一步地，所述称量单元还包括主称量架和溢流称量架，所述称量传感器设置在所述主称量架上，所述溢流称量传感器设置在所述溢流称量架上。
进一步地，所述主称量架下设置有多根升降支柱，所述多根升降支柱用于调节所述主称量架的高度。
进一步地，所述主称量罐和溢流称量罐的下部均设置有多个耳式支座，所述主称量罐和溢流称量罐分别通过其上的耳式支座固定于所述主称量传感器和溢流称量传感器上。
进一步地，所述主称量罐的上部还设置有用于减缓煤样滑落速度的挡煤板，所述挡煤板倾斜设置。
进一步地，所述给水单元包括给水管和给水阀，所述给水管的出水口与所述主称量罐的上部连通，所述给水阀设置在所述给水管上。
进一步地，所述取样单元包括取样支架和取样器，所述取样器滑动设置在所述取样支架上，所述取样器用于抓取煤样至所述主称量罐内。
进一步地，所述取样器为取样机械手。
进一步地，所述排渣单元包括主排渣阀、滤网分离器和溢流排渣阀；所述主称量罐的底部设置有主排渣孔，所述滤网分离器经所述主排渣阀与所述主排渣孔连通；所述溢流称量罐的底部设置有溢流排渣孔，所述溢流排渣阀与所述溢流排渣孔连通。
进一步地，还包括控制器，所述控制器与所述称量单元、给水单元、取样单元和排渣单元信号连接。
相对于现有技术，本发明的煤密度实时测量装置通过设置称量单元、给水单元、取样单元和排渣单元，实现了对煤密度的实时测量，为大型用煤单位如火电厂、供暖企业提供一种成本投入较低且方便精确的煤密度测量装置，可以实时检测燃料煤的密度，一方面帮助企业准确估计煤用量，另一方面有助于企业掌握煤的实际热值，从而合理调节用煤量，实现最佳的经济效益。本发明的煤密度实时测量装置结构简单、操作方便、测量过程简捷快速、自动化程度高，能够实现实时取样测量，并且可以对煤垛不同层的煤密度进行准确测量，同时节省了人力成本，具有良好的经济效益。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是本发明的煤密度实时测量装置的结构示意图。
图2是主称量罐的侧隔板和挡煤板的结构示意图。
图3是主称量罐的侧隔板的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的煤密度实时测量装置，包括称量单元10、给水单元20、取样单元30、排渣单元40和控制器50。所述控制器50与所述称量单元10、给水单元20、取样单元30和排渣单元40信号连接，控制器50控制称量单元10、给水单元20、取样单元30和排渣单元40的自动动作。
本实施例的所述称量单元10包括主称量罐11、溢流称量罐12、主称量传感器13、溢流称量传感器14、主称量架15和溢流称量架16。
本实施例的主称量罐11包括上下设置的不锈钢圆筒和不锈钢圆锥体，主称量罐11的一侧上部安装有一溢流管18，主称量罐11通过该溢流管18与所述溢流称量罐12连通。所述主称量传感器13和溢流称量传感器14分别设置在所述主称量罐11和溢流称量罐12下方；所述称量传感器设置在所述主称量架15上，所述溢流称量传感器14设置在所述溢流称量架16上。
所述主称量罐11和溢流称量罐12的下部均设置有多个耳式支座，所述主称量罐11和溢流称量罐12分别通过其上的耳式支座固定于所述主称量传感器13和溢流称量传感器14上。本实施例的主称量罐11和溢流称量罐12的下部均优选地设置了三个耳式支座。
本实施例还优选地在所述主称量架15下设置有多根升降支柱17，升降支柱17可以设置为多节套管的形式，方便调节主称量架15的高度，并使主称量架15处于水平状态以确保称量的准确性。本实施例优选地设置了四根升降支柱17。另外，溢流称量架16下方也可以设置多根类似的升降支柱以便于调节其高度。
请参阅图2和图3，本实施例的所述主称量罐11内优选地设置有用于隔挡煤样的侧隔板111，本实施例的侧隔板竖直设置且靠近溢流管18的一侧，其高度与主称量罐11的不锈钢圆筒端的高度相同。所述侧隔板111上设置有滤网1111，滤网的孔直径远小于煤粒直径，滤网可以防止煤样进入溢流管18进而进入到溢流称量罐内，本实施例的滤网1111优选地设置在所述侧隔板111的下部。所述主称量罐11的上部还设置有用于减缓煤样滑落速度的挡煤板112，挡煤板112与溢流管18分别位于侧隔板111的两侧，所述挡煤板112倾斜设置，挡煤板12可以防止加煤样时溅起水花。
为了进一步防止煤样从溢流管18进入溢流称量罐12内，本实施例还优选地在侧隔板111的顶端及底端靠近溢流管18的一侧设置了上盖板和下盖板，并在上盖板上设置有给水孔，所述给水单元20通过该给水孔为主称量罐11给水。
所述给水单元20与所述主称量罐11连通并用于向主称量罐11内给水；本实施例的所述给水单元20包括给水管21和给水阀22，所述给水管21的出水口与所述主称量罐11的上盖板的给水孔连通，所述给水阀22设置在所述给水管21上。
所述取样单元30设置在所述主称量罐11的一侧，所述取样单元30用于抓取煤样至所述主称量罐11内。本实施例的所述取样单元30包括取样支架31和取样器32，所述取样器32滑动设置在所述取样支架31上，所述取样器32可以设置于输煤皮带上方，所述取样器32用于抓取煤样至所述主称量罐11内。本实施例的所述取样器32优选地设置为取样机械手，取样机械手可以做到定量向主称量罐11抓取煤样。
所述排渣单元40与所述主称量罐11和溢流称量罐12的底部连通以实现排渣。本实施例的所述排渣单元40包括主排渣阀41、滤网分离器42和溢流排渣阀43；所述主称量罐11的底部设置有主排渣孔，所述滤网分离器42经所述主排渣阀41与所述主排渣孔连通，滤网分离器42用于将主称量罐内排出的水和煤块进行分离；所述溢流称量罐12的底部设置有溢流排渣孔，所述溢流排渣阀43与所述溢流排渣孔连通。本实施例的主排渣阀41和溢流排渣阀43均优选地设置为电动阀。
本实施例的控制器50与称量单元10的主称量传感器13、溢流称重传感器14，给水单元20的给水阀22，取样单元30的取样器32以及排渣单元40的主排渣阀41、滤网分离器42和溢流排渣阀43均保持信号连接，控制器50可以自动控制上述部件的先后工作，也可以通过手动操作控制器50来实现手动操作控制。
本发明的煤密度实时测量装置的给水、加煤样、称量、排渣均由控制器50根据检测信号自动完成，加煤样后控制器可自动读取并记录质量数值，可连续进行多组测量。
本发明的煤密度实时测量装置的具体工作原理为：
(1)给水控制。
通过控制器50启动本装置，主称量传感器13传回的主称量罐11的质量，给水阀22开启并对主称量罐11进行自动给水，当主称量传感器13传回的质量数值达到主称量罐11满水质量值时，关闭给水阀22。
(2)第一次记录。
待主称量传感器13传回的重量数值稳定时，系统进行自动记录主称量罐11的满水质量M1和溢流称量罐12此时的重量M2。
(3)抓取煤样。
控制器50控制取样器32输煤皮带上抓取煤样放入主称量罐11中。
(4)第二次记录并计算煤密度。
待主称量传感器13测量的主称量罐11的的质量稳定时，系统自动记下加煤样后主称量罐11此时的质量M1x和溢流称量罐12的质量M2x。
根据测得的M1x、M2x、M1和M2计算煤密度，可参考公式
煤密度
其中，M煤＝(M2x-M2)+M1x-M1，
V煤＝(M2x-M2)/ρ水。
可多次重复测量记录，以实时测量煤密度。
(5)排渣。
待累计试验后，测得的主称量罐11或者溢流称量罐12的质量达到设计上限时，控制器50控制排渣单元40进行排渣，主排渣阀41、滤网分离器42和溢流排渣阀43开启，水和煤块在滤网分离器42中分离，煤块可自动落在输煤皮带上。
可以重复上述操作，以适应对煤密度的测量需求。另外，各个动作之间也可以设置时间间隔，以防间隔时间太短影响测量的准确性。
相对于现有技术，本发明的煤密度实时测量装置通过设置称量单元、给水单元、取样单元和排渣单元，实现了对煤密度的实时测量，为大型用煤单位如火电厂、供暖企业提供一种成本投入较低且方便精确的煤密度测量装置，可以实时检测燃料煤的密度，一方面帮助企业准确估计煤用量，另一方面有助于企业掌握煤的实际热值，从而合理调节用煤量，实现最佳的经济效益。本发明的煤密度实时测量装置结构简单、操作方便、测量过程简捷快速、自动化程度高，能够实现实时取样测量，并且可以对煤垛不同层的煤密度进行准确测量，同时节省了人力成本，具有良好的经济效益。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种煤密度实时测量装置，其特征在于：包括称量单元、给水单元、取样单元和排渣单元；所述称量单元包括主称量罐、溢流称量罐、主称量传感器和溢流称量传感器，所述主称量罐的一侧通过一溢流管与所述溢流称量罐连通，所述主称量传感器和溢流称量传感器分别设置在所述主称量罐和溢流称量罐下方；所述主称量罐内设置有用于隔挡煤样的侧隔板，所述侧隔板上设置有滤网；所述给水单元与所述主称量罐连通并用于向主称量罐内给水；所述取样单元设置在所述主称量罐的一侧，所述取样单元用于抓取煤样至所述主称量罐内；所述排渣单元与所述主称量罐和溢流称量罐的底部连通以对主称量罐和溢流称量罐进行排渣。
2.根据权利要求1所述的煤密度实时测量装置，其特征在于：所述称量单元还包括主称量架和溢流称量架，所述称量传感器设置在所述主称量架上，所述溢流称量传感器设置在所述溢流称量架上。
3.根据权利要求2所述的煤密度实时测量装置，其特征在于：所述主称量架下设置有多根升降支柱，所述多根升降支柱用于调节所述主称量架的高度。
4.根据权利要求1所述的煤密度实时测量装置，其特征在于：所述主称量罐和溢流称量罐的下部均设置有多个耳式支座，所述主称量罐和溢流称量罐分别通过其上的耳式支座固定于所述主称量传感器和溢流称量传感器上。
5.根据权利要求1所述的煤密度实时测量装置，其特征在于：所述主称量罐的上部还设置有用于减缓煤样滑落速度的挡煤板，所述挡煤板倾斜设置。
6.根据权利要求1所述的煤密度实时测量装置，其特征在于：所述给水单元包括给水管和给水阀，所述给水管的出水口与所述主称量罐的上部连通，所述给水阀设置在所述给水管上。
7.根据权利要求1所述的煤密度实时测量装置，其特征在于：所述取样单元包括取样支架和取样器，所述取样器滑动设置在所述取样支架上，所述取样器用于抓取煤样至所述主称量罐内。
8.根据权利要求7所述的煤密度实时测量装置，其特征在于：所述取样器为取样机械手。
9.根据权利要求1所述的煤密度实时测量装置，其特征在于：所述排渣单元包括主排渣阀、滤网分离器和溢流排渣阀；所述主称量罐的底部设置有主排渣孔，所述滤网分离器经所述主排渣阀与所述主排渣孔连通；所述溢流称量罐的底部设置有溢流排渣孔，所述溢流排渣阀与所述溢流排渣孔连通。
10.根据权利要求1所述的煤密度实时测量装置，其特征在于：还包括控制器，所述控制器与所述称量单元、给水单元、取样单元和排渣单元信号连接。
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