CN108627419A - 一种煤密度实时测量系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤密度实时测量系统，包括称量单元、补水单元、取样器和排渣单元；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，所述主称量罐的上部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；所述补水单元和取样器设置于所述主称量罐旁并分别用于向所述主称量罐加水和煤样；所述排渣单元与所述主称量罐的底部连通并用于排出主称量罐内的煤样和水。本发明的煤密度实时测量系统具有实时测量、测量方便、成本低、测量精度高的优点。本发明还涉及一种煤密度实时测量方法。

Description

一种煤密度实时测量系统与方法

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系统与方法。

背景技术

目前大部分火电企业、煤炭企业采用激光盘煤仪对煤样进行盘点，其自动化水平比较高，测出的体积误差也小，但是对于煤密度的测量没有较好的设备直接测量得出结果，一般是采用“大容器测定方法”、“标准斗法测量”。

“大容器测定方法”需要一个可容纳3t左右煤样的容器，然后用地磅测出重量，根据其体积和重量测出煤样的密度，需很多次重复得出数据再取平均从而确定最终结果，这样使的测量存在操作复杂且耗时长，测量时占地面积大且耗煤量大等弊端。

“标准斗法测量”是指利用长方体的箱子，装满煤样后称量其质量，利用其体积和质量算出密度，同样重复操作，取密度的平均值，该方法一般一次需要500kg煤样质量，而且每次要反复对煤样进行碾压以保证体积和重量达到平衡，同时需要挖掘机来挖坑放箱及取箱，整个测量过程需要多人以及多方的配合，耗人力物力较多。沉桶法、替代法、环刀法等其他方法与该法类似，其碾压煤样压实没有标准。通过上述的方法测量的结果并不是很理想，结果存在较大偏差，存在局限性。

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系统，其具有实时测量、测量方便、成本低、测量精度高的优点。

一种煤密度实时测量系统，包括称量单元、补水单元、取样器和排渣单元；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，所述主称量罐的上部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；所述补水单元和取样器设置于所述主称量罐旁并分别用于向所述主称量罐加水和煤样；所述排渣单元与所述主称量罐的底部连通并用于排出主称量罐内的煤样和水。

本发明的煤密度实时测量系统通过设置称量单元、补水单元、取样器和排渣单元，实现了自动实时测量煤密度，解决了现有煤密度测量方法取样困难、测量繁琐、成本高、人工耗时较大、测量精度低和测量数据随机性大等问题，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测量系统，方便企业掌握燃料煤的实时密度，从而了解实时对应煤种的热值，有助于合理控制进煤量，节约能源，合理规划资源。

进一步地，所述补水单元包括补水管和补水阀，所述补水阀设置在所述补水管上，所述补水管的出口与所述主称量罐连通。

进一步地，所述取样器为取样机械手或旋转取样器。

进一步地，所述排渣单元包括排渣管和排渣阀，所述排渣阀设置在所述排渣管上，所述排渣管与所述主称重罐的底部连通。

进一步地，还包括自动控制器，所述自动控制器与所述称量单元、补水单元、取样器和排渣单元信号连接。

进一步地，所述自动控制器上设置有称量按钮、补水按钮、取样按钮和排渣按钮，所述称量按钮、补水按钮、取样按钮和排渣按钮分别与所述称量单元、补水单元、取样器和排渣单元信号连接。

进一步地，所述称量按钮包括主称量按钮和溢流称量按钮，所述主称量按钮和溢流称量按钮分别与所述主称量传感器和溢流称量传感器信号连接。

本发明还提供了一种煤密度实时测量方法，包括以下步骤：

S1.向主称量罐内加水：

补水单元向主称量罐内加水直至主称量罐内的水开始向溢流称量罐内溢流；

S2.向主称量罐内加煤样：

取样器抓取煤样至主称量罐内；

S3.读取和记录主称量罐和溢流称量罐的质量：

待主称量传感器和溢流称量传感器的读数稳定后，记录主称量罐质量M_1x和溢流称量罐质量M_2x，其中x为自然数；

S4.重复进行S2-S3：

记录继续加煤样后主称量罐质量M_1x+1和溢流称量罐质量M_2x+1；

设主称量罐的质量上限值为M_C，

若M_1x+1≥M_C，则完成一个测量周期，停止称量，排渣单元开始对主称量罐进行排渣；

S5.计算煤密度：

煤密度

其中，M_煤＝(M_2x+1-M_2x)+M_1x+1-M_1x，

V_煤＝(M_2x+1-M_2x)/ρ_水。

相对于现有技术，本发明的煤密度实时测量系统通过设置称量单元、补水单元、取样器和排渣单元，实现了自动实时测量煤密度，解决了现有煤密度测量方法取样困难、测量繁琐、成本高、人工耗时较大、测量精度低和测量数据随机性大等问题，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测量系统，方便企业掌握燃料煤的实时密度，从而了解实时对应煤种的热值，有助于合理控制进煤量，节约能源，合理规划资源。

本发明的煤密度实时测量方法操作方便，能够实现实时取样测量，从取样到数据计算完全自动化控制，测量过程简捷快速，测量数据更加精确，同时节省了人力成本，具有良好的经济、社会、资源效益。

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系统的结构示意图。

图2是使用本发明的煤密度实时测量系统测得的一组煤密度数据。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的煤密度实时测量系统，包括称量单元1、补水单元2、取样器3、排渣单元4和自动控制器5。所述称量单元1包括主称量罐11、溢流称量罐12、主称量传感器13和溢流称量传感器14，所述主称量罐11的上部与所述溢流称量罐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；所述补水单元2和取样器3设置于所述主称量罐11旁并分别用于向所述主称量罐加水和煤样；所述排渣单元4与所述主称量罐11的底部连通并用于排出主称量罐11内的煤样和水；所述自动控制器5与所述称量单元1、补水单元2、取样器3和排渣单元4信号连接，自动控制器5可以对称量单元1、补水单元2、取样器3、排渣单元4的动作进行自动控制。

具体地，本实施例的所述补水单元2包括补水管和补水阀，所述补水阀设置在所述补水管上，所述补水管的出口与所述主称量罐11连通。

本实施例的所述取样器3优选地设置为取样机械手，取样机械手可以定量抓取煤样。还可以将取样器3设置为旋转取样器3。

本实施例的所述排渣单元4包括排渣管和排渣阀，所述排渣阀设置在所述排渣管上，所述排渣管与所述主称重罐的底部连通。

本实施例的所述自动控制器5上优选地设置有称量按钮、补水按钮、取样按钮和排渣按钮，所述称量按钮、补水按钮、取样按钮和排渣按钮分别与所述称量单元1、补水单元2、取样器3和排渣单元4信号连接，所述称量按钮包括主称量按钮和溢流称量按钮，所述主称量按钮和溢流称量按钮分别与所述主称量传感器13和溢流称量传感器14信号连接。

可以通过手动操作单独控制称量单元1、补水单元2、取样器3和排渣单元4的动作，手动操作对动作进行单独控制主要用于整体系统的维护。也可以在自动控制器5内设置定时或其他自动控制功能对称量单元1、补水单元2、取样器3和排渣单元4进行自动控制。

本发明还提供了一种煤密度实时测量方法，包括以下步骤：

S1.向主称量罐11内加水：

补水单元2向主称量罐11内加水直至主称量罐11内的水开始向溢流称量罐12内溢流；

S2.向主称量罐11内加煤样：

取样器3抓取煤样至主称量罐11内；

S3.读取和记录主称量罐11和溢流称量罐12的质量：

待主称量传感器13和溢流称量传感器14的读数稳定后，记录主称量罐11质量M_1x和溢流称量罐12质量M_2x，其中x为自然数；

S4.重复进行S2-S3：

可以进行多组称量，各个称量操作之间可以设置时间间隔，比如间隔1min，以免影响称量的准确性；

记录继续加煤样后主称量罐11质量M_1x+1和溢流称量罐12质量M_2x+1；

设主称量罐11的质量上限值为M_C，

若M_1x+1≥M_C，则完成一个测量周期，停止称量，排渣单元4开始对主称量罐11进行排渣；

还可以优选地设置主称量罐11的质量下限值M_A，当主称量传感器13的称量数据小于M_A时，排渣单元4停止对主称量罐11排渣。

S5.计算煤密度：

煤密度

其中，M_煤＝(M_2x+1-M_2x)+M_1x+1-M_1x，

V_煤＝(M_2x+1-M_2x)/ρ_水。

主称量传感器13和溢流称量传感器14将称量数据传送至自动控制器5后，自动控制器可以自动对煤密度进行运算，并将运算结果显示出来或进一步传输。

请参阅图2，图2是使用本发明的煤密度实时测量系统测得的一组煤密度数据。可以将图2中测得的数据代入上述煤密度的计算公式进行煤密度的计算，并得出表中的各个煤密度数据。

相对于现有技术，本发明的煤密度实时测量系统通过设置称量单元、补水单元、取样器和排渣单元，实现了自动实时测量煤密度，解决了现有煤密度测量方法取样困难、测量繁琐、成本高、人工耗时较大、测量精度低和测量数据随机性大等问题，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测量系统，方便企业掌握燃料煤的实时密度，从而了解实时对应煤种的热值，有助于合理控制进煤量，节约能源，合理规划资源。

本发明的煤密度实时测量方法操作方便，能够实现实时取样测量，从取样到数据计算完全自动化控制，测量过程简捷快速，测量数据更加精确，同时节省了人力成本，具有良好的经济、社会、资源效益。

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 (8)

1.一种煤密度实时测量系统，其特征在于：包括称量单元、补水单元、取样器和排渣单元；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，所述主称量罐的上部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；所述补水单元和取样器设置于所述主称量罐旁并分别用于向所述主称量罐加水和煤样；所述排渣单元与所述主称量罐的底部连通并用于排出主称量罐内的煤样和水。

2.根据权利要求1所述的煤密度实时测量系统，其特征在于：所述补水单元包括补水管和补水阀，所述补水阀设置在所述补水管上，所述补水管的出口与所述主称量罐连通。

3.根据权利要求1所述的煤密度实时测量系统，其特征在于：所述取样器为取样机械手或旋转取样器。

4.根据权利要求1所述的煤密度实时测量系统，其特征在于：所述排渣单元包括排渣管和排渣阀，所述排渣阀设置在所述排渣管上，所述排渣管与所述主称重罐的底部连通。

5.根据权利要求1所述的煤密度实时测量系统，其特征在于：还包括自动控制器，所述自动控制器与所述称量单元、补水单元、取样器和排渣单元信号连接。

6.根据权利要求5所述的煤密度实时测量系统，其特征在于：所述自动控制器上设置有称量按钮、补水按钮、取样按钮和排渣按钮，所述称量按钮、补水按钮、取样按钮和排渣按钮分别与所述称量单元、补水单元、取样器和排渣单元信号连接。

7.根据权利要求6所述的煤密度实时测量系统，其特征在于：所述称量按钮包括主称量按钮和溢流称量按钮，所述主称量按钮和溢流称量按钮分别与所述主称量传感器和溢流称量传感器信号连接。

8.一种煤密度实时测量方法，包括以下步骤：

S1.向主称量罐内加水：

补水单元向主称量罐内加水直至主称量罐内的水开始向溢流称量罐内溢流；

S2.向主称量罐内加煤样：

取样器抓取煤样至主称量罐内；

S3.读取和记录主称量罐和溢流称量罐的质量：

待主称量传感器和溢流称量传感器的读数稳定后，记录主称量罐质量M_1x和溢流称量罐质量M_2x，其中x为自然数；

S4.重复进行S2-S3：

记录继续加煤样后主称量罐质量M_1x+1和溢流称量罐质量M_2x+1；

设主称量罐的质量上限值为M_C，

若M_1x+1≥M_C，则完成一个测量周期，停止称量，排渣单元开始对主称量罐进行排渣；

S5.计算煤密度：

煤密度

其中，M_煤＝(M_2x+1-M_2x)+M_1x+1-M_1x，

V_煤＝(M_2x+1-M_2x)/ρ_水。