CN109060406A - 生物质燃料自动采样分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质燃料自动采样分析系统，本系统的车牌识别模块和取样模块设于称量台一侧，车牌识别模块识别位于称量台上车辆车牌信息后传输至存储模块，取样模块用于抓取称量台上车载的生物质燃料并检测生物质燃料水分后传输至存储模块，取样模块抓取的生物质燃料送入制样模块，制样模块对生物质燃料除铁、烘干和粉碎制成样品并称重，称重信息传输至存储模块，样品送入分析模块，分析模块检测样品热值并传输至存储模块，存储模块根据车辆车牌信息建立该车辆车载生物质燃料品质数据。本系统克服传统生物质燃料手工取样分析的缺陷，具有取样分析效率高和节省人力物力的优点，从而提高电厂的运行效率，降低运行成本，提升电厂的经济效益。

Description

生物质燃料自动采样分析系统

技术领域

本发明涉及一种生物质燃料自动采样分析系统。

背景技术

生物质燃料直接燃烧发电、供汽是可大规模直接利用生物质能源的有效方式之一。但生物质燃料的能量密度低，导致生物质燃料电厂需要消耗大量的生物质燃料。以装机规模为30MW的生物质燃料电厂为例，每年需消耗生物质燃料约20万吨，而额定载重量为10t的运输车辆仅能装载生物质燃料3t，因此生物质燃料电厂每日进出厂的运输车辆数量非常多。生物质燃料受到农林作物种类、收获季节、储存条件、季节天气等因素的影响，其种类繁杂，品质不一。另外，生物质燃料供应商的趋利心理使得燃料中的水分、杂质含量偏高。

生物质燃料是电厂运行的关键原料，其质量品质直接关系到电厂运行的经济性。由于燃料运输车辆众多和燃料品质不一，使得生物质燃料电厂不得不派出大量的人力、物力、财力进行燃料品质检测，从而大大提高了电厂的运行成本，降低了运行效率。

在现有生物质燃料电厂中，燃料运输车辆进厂称重后，燃料分析人员随车进入燃料临时堆场。在燃料卸车时，分6个点人工取样并封存。然后将样品送至化验室分析水分、热值等必要参数。这种传统的手工取样分析方法费时费力，不利于生物质燃料电厂的降本增效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生物质燃料自动采样分析系统，本系统克服传统生物质燃料手工取样分析的缺陷，具有取样分析效率高和节省人力物力的优点，从而提高电厂的运行效率，降低运行成本，提升电厂的经济效益。

为解决上述技术问题，本发明生物质燃料自动采样分析系统包括称取车载生物质燃料重量的称量台、车牌识别模块、取样模块、制样模块、分析模块和存储模块，所述车牌识别模块和取样模块分别设于所述称量台一侧，所述车牌识别模块识别位于所述称量台上车辆车牌信息后传输至所述存储模块，所述取样模块用于抓取所述称量台上车载的生物质燃料并检测生物质燃料水分后传输至所述存储模块，所述取样模块抓取的生物质燃料送入所述制样模块，所述制样模块对生物质燃料除铁、烘干和粉碎制成样品并称重，称重信息传输至所述存储模块，样品送入所述分析模块，所述分析模块检测所述样品热值并传输至存储模块，所述存储模块根据车辆车牌信息建立该车辆车载生物质燃料品质数据。

进一步，所述车牌识别模块是高清摄像探头。

进一步，所述取样模块包括导轨、智能机械手和内置式水分测量仪，所述导轨铺设于所述称量台两侧，所述智能机械手设于所述导轨并沿导轨移动，所述内置式水分测量仪集成于所述智能机械手的抓取端并在线检测抓取生物质燃料的水分，所述生物质燃料的水分数据传输至所述存储模块。

进一步，所述智能机械手的抓取端为钻探式取样器。

进一步，所述制样模块包括输送带、强力除铁器、烘干装置和粉碎装置，所述输送带设于所述称量台两侧，所述智能机械手抓取的生物质燃料落入所述输送带，所述强力除铁器设于所述输送带上方，所述输送带末端连接所述烘干装置输入端，所述烘干装置输出端连接所述粉碎装置输入端，所述粉碎装置输出端连接所述分析模块。

进一步，所述粉碎装置为超细粉高速粉碎机，粉碎时间<30s，并在出口设置50目筛网。

进一步，所述烘干装置具有称量功能，生物质燃料由所述输送带送至烘干装置时称量，生物质燃料烘干至称量重量不再变化，并将生物质燃料烘干前后的重量数据传输至所述存储模块。

进一步，所述强力除铁器是电磁除铁器。

进一步，所述分析模块配有自动量热分析仪，对由所述粉碎装置输出的生物质燃料进行热值分析并将分析数据传送至存储模块。

进一步，所述存储模块根据车辆车牌信息建立数据库，所述数据库包括该车辆所载生物质燃料重量、水分含量、热值数据并生成表单。

由于本发明生物质燃料自动采样分析系统采用了上述技术方案，即本系统的车牌识别模块和取样模块设于称量台一侧，车牌识别模块识别位于称量台上车辆车牌信息后传输至存储模块，取样模块用于抓取称量台上车载的生物质燃料并检测生物质燃料水分后传输至存储模块，取样模块抓取的生物质燃料送入制样模块，制样模块对生物质燃料除铁、烘干和粉碎制成样品并称重，称重信息传输至存储模块，样品送入分析模块，分析模块检测样品热值并传输至存储模块，存储模块根据车辆车牌信息建立该车辆车载生物质燃料品质数据。本系统克服传统生物质燃料手工取样分析的缺陷，具有取样分析效率高和节省人力物力的优点，从而提高电厂的运行效率，降低运行成本，提升电厂的经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明生物质燃料自动采样分析系统原理框图；

图2为本系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例如图1和图2所示，本发明生物质燃料自动采样分析系统包括称取车载生物质燃料重量的称量台1、车牌识别模块2、取样模块3、制样模块4、分析模块5和存储模块6，所述车牌识别模块2和取样模块3分别设于所述称量台1一侧，所述车牌识别模块2识别位于所述称量台1上车辆车牌信息后传输至所述存储模块6，所述取样模块3用于抓取所述称量台1上车载的生物质燃料并检测生物质燃料水分后传输至所述存储模块6，所述取样模块3抓取的生物质燃料送入所述制样模块4，所述制样模块4对生物质燃料除铁、烘干和粉碎制成样品并称重，称重信息传输至所述存储模块6，样品送入所述分析模块5，所述分析模块5检测所述样品热值并传输至存储模块6，所述存储模块6根据车辆车牌信息建立该车辆车载生物质燃料品质数据。

优选的，所述车牌识别模块2是高清摄像探头。

优选的，所述取样模块3包括导轨31、智能机械手32和内置式水分测量仪33，所述导轨31铺设于所述称量台1两侧，所述智能机械手32设于所述导轨31并沿导轨31移动，所述内置式水分测量仪33集成于所述智能机械手32的抓取端并在线检测抓取生物质燃料的水分，所述生物质燃料的水分数据传输至所述存储模块6。

优选的，所述智能机械手32的抓取端为钻探式取样器。

优选的，所述制样模块包括输送带41、强力除铁器42、烘干装置43和粉碎装置44，所述输送带41设于所述称量台1两侧，所述智能机械手32抓取的生物质燃料落入所述输送带41，所述强力除铁器42设于所述输送带41上方，所述输送带41末端连接所述烘干装置43输入端，所述烘干装置43输出端连接所述粉碎装置44输入端，所述粉碎装置44输出端连接所述分析模块5。为保证粉碎装置运行安全，输送带上方配置强力除铁器清除生物质燃料中混入的铁屑杂质。

优选的，所述粉碎装置44为超细粉高速粉碎机，粉碎时间<30s，并在出口设置50目筛网45，从而保证样品粉碎后在50目以下，以提高生物质燃料热值分析数据的精度。

优选的，所述烘干装置43具有称量功能，生物质燃料由所述输送带41送至烘干装置43时称量，生物质燃料烘干至称量重量不再变化，并将生物质燃料烘干前后的重量数据传输至所述存储模块6。存储模块可依据生物质燃料烘干前后的重量数据经简单计算得到生物质燃料的水分含量，该水分含量与智能机械手抓取端内置式水分测量仪检测的数据进行比对，用于校正内置式水分测量仪在线测量的数据。

优选的，所述强力除铁器是电磁除铁器。

优选的，所述分析模块5配有自动量热分析仪，对由所述粉碎装置44输出的生物质燃料进行热值分析并将分析数据传送至存储模块6。

优选的，所述存储模块6根据车辆车牌信息建立数据库，所述数据库包括该车辆所载生物质燃料重量、水分含量、热值数据并生成表单。所述表单供生物质燃料的结算和电厂生产运行使用。

本系统用于电厂生物质燃料的自动取样、制样、分析并将所得数据自动归档存储，方便电厂对生物质燃料的结算，大大节约了电厂燃料取样分析的时间，节省了人力，提高了运行效率。

本系统通过存储模块依据车辆车牌建立数据库，从燃料车进厂开始就建立对应档案，所有数据自动归档收集，准确率更高，生物质燃料的水份分析在两个环节里相互印证，降低了分析误差。整个系统集成在一起，采用U形布置，数据流和样品流分别传输，系统中关键环节均采用自动化控制，大大提高了样品采集分析效率，节省了人力物力。

在生物质燃料由运输车运输进厂后，将车辆行驶到称量台，车牌识别模块自动设别车辆车牌信息，并把识别到的车牌信息传输到存储模块，如果根据车牌信息建立的车辆档案已存在，那么该车辆接下来的分析数据均存入已建立的车辆档案中；如果系统中尚无该车辆的信息档案，那么新建一份车辆档案，并将该车辆接下来的分析数据均存入新建立的车辆档案中。车牌进行识别的同时，进行满载车辆称重，然后将称重数据发送至存储模块中的车辆档案中，车辆卸载燃料后的空车也要进行车牌识别、称重，并把信息反馈到车辆档案中，从而获得进厂燃料的净重。

称量台安装在取样房的地面上，满载车辆称重结束后，车辆停住不动，立即进行样品取样工作，在称量台两侧分别设有智能机械手，智能机械手安装在导轨上并可以沿导轨移动至合适的取样点进行取样，智能机械手抓取端安装有钻探式取样器，取样完成后能够将样品送至输送带上，输送至制作模块；智能机械手抓取端集成在线水分分析仪，在智能机械手取样的同时进行水分测量并将测量数据反馈至存储模块，保存在在对应车辆档案中。

样品通过输送带转移到烘箱装置，为保证粉碎装置运行安全，输送带上配置强力除铁器，烘箱装置具有称量功能，样品被输送带送至烘箱装置后，监测到称量信号后，关闭仓门，称出样品重量并将称量数据传输到存储模块；同时，烘箱装置开始烘干样品，直至称量重量不再变化，并将干燥后的重量数据传送到存储模块；由于燃料烘干所需时间较长，为避免燃料车等待排队的情况发生，烘箱装置可根据实际情况设置5～6台，切换使用；存储模块根据燃料烘干前后的重量计算样品水分含量，用来校正水分分析仪在线测量的数据；烘干后的样品被输送到超细粉高速粉碎机，粉碎时间<30s，在出口设置50目筛网，保证样品粉碎后在50目以下。

样品粉碎后，经气力输送到自动量热分析仪，在分析仪中获得燃料热值，并将分析结果传送到存储模块中对应的车辆档案。

本系统所有的分析检测数据最终汇总至存储模块，这些数据进行处理后归档在所述车辆的数据库，并生成表单供结算和生产运行用，达到燃料取样分析自动化的目的。

Claims (10)

1.一种生物质燃料自动采样分析系统，包括称取车载生物质燃料重量的称量台，其特征在于：还包括车牌识别模块、取样模块、制样模块、分析模块和存储模块，所述车牌识别模块和取样模块分别设于所述称量台一侧，所述车牌识别模块识别位于所述称量台上车辆车牌信息后传输至所述存储模块，所述取样模块用于抓取所述称量台上车载的生物质燃料并检测生物质燃料水分后传输至所述存储模块，所述取样模块抓取的生物质燃料送入所述制样模块，所述制样模块对生物质燃料除铁、烘干和粉碎制成样品并称重，称重信息传输至所述存储模块，样品送入所述分析模块，所述分析模块检测所述样品热值并传输至存储模块，所述存储模块根据车辆车牌信息建立该车辆车载生物质燃料品质数据。

2.根据权利要求1所述的生物质燃料自动采样分析系统，其特征在于：所述车牌识别模块是高清摄像探头。

3.根据权利要求1或2所述的生物质燃料自动采样分析系统，其特征在于：所述取样模块包括导轨、智能机械手和内置式水分测量仪，所述导轨铺设于所述称量台两侧，所述智能机械手设于所述导轨并沿导轨移动，所述内置式水分测量仪集成于所述智能机械手的抓取端并在线检测抓取生物质燃料的水分，所述生物质燃料的水分数据传输至所述存储模块。

4.根据权利要求3所述的生物质燃料自动采样分析系统，其特征在于：所述智能机械手的抓取端为钻探式取样器。

5.根据权利要求3所述的生物质燃料自动采样分析系统，其特征在于：所述制样模块包括输送带、强力除铁器、烘干装置和粉碎装置，所述输送带设于所述称量台两侧，所述智能机械手抓取的生物质燃料落入所述输送带，所述强力除铁器设于所述输送带上方，所述输送带末端连接所述烘干装置输入端，所述烘干装置输出端连接所述粉碎装置输入端，所述粉碎装置输出端连接所述分析模块。

6.根据权利要求5所述的生物质燃料自动采样分析系统，其特征在于：所述粉碎装置为超细粉高速粉碎机，粉碎时间<30s，并在出口设置50目筛网。

7.根据权利要求5所述的生物质燃料自动采样分析系统，其特征在于：所述烘干装置具有称量功能，生物质燃料由所述输送带送至烘干装置时称量，生物质燃料烘干至称量重量不再变化，并将生物质燃料烘干前后的重量数据传输至所述存储模块。

8.根据权利要求5所述的生物质燃料自动采样分析系统，其特征在于：所述强力除铁器是电磁除铁器。

9.根据权利要求5、6、7或8所述的生物质燃料自动采样分析系统，其特征在于：所述分析模块配有自动量热分析仪，对由所述粉碎装置输出的生物质燃料进行热值分析并将分析数据传送至存储模块。

10.根据权利要求9所述的生物质燃料自动采样分析系统，其特征在于：所述存储模块根据车辆车牌信息建立数据库，所述数据库包括该车辆所载生物质燃料重量、水分含量、热值数据并生成表单。