CN111453450A - 一种燃煤的智慧掺配堆取装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃煤的智慧掺配堆取装置，包括：方案制定模块，用于获取燃煤特征信息以及掺配条件，并以特征信息和掺配条件为基础数据进行分析计算，制定燃煤掺配方案；燃料掺配模块，用于根据所述掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料；燃煤取料模块，用于利用斗轮机对层叠掺配的煤料进行取料燃烧。该燃料堆取装置不仅可以保证燃煤堆料和取料的精确精准性，还具有经济高效、安全稳定、操作灵活的优势。
Description
技术领域
本发明涉及电厂燃煤掺配技术领域，尤其涉及一种燃煤的智慧掺配堆取装置及方法。
背景技术
近年来，我国煤炭资源紧张、煤价上涨，导致越来越多的火电厂出现了来煤矿点杂、煤质波动性大等问题，进而改变了厂内使用单一设计煤种的现状，推动了厂内采用混煤掺配方式的发展，以解决发电成本高、入炉煤质不稳定等问题，而混煤掺配要求确定各煤种的最佳掺配比例，该掺配比例的确定不仅需要保证锅炉性能、降低污染物的排放量，还需要达到一定的经济效益，最终实现电厂综合效益的最大化。
若实现最佳掺配，则需保证掺配的精确性及数据分析反馈的快速性，则要求电厂预先完成煤场的网络化、智能化及自动化，以杜绝煤料由入厂到入炉的人为干扰，消除厂内燃料、生产、运行等部门间的信息独立问题。而燃煤掺配方式的选取又是决定燃煤煤质的稳定性和发电经济性的重要模块。
电厂现有的燃煤掺配方式有炉外配煤和炉内配煤两种，其中：
炉外配煤是一种通过混煤仓来进行煤料储配的混煤方法，该混煤系统包含落煤筒、储煤仓、输送机和配煤控制系统等，该配煤过程是将煤料通过落煤筒落至电机振动给煤机，给煤机通过配煤控制系统对燃煤量和各煤种配比进行控制后落入带式输送机，带式输送机上的煤料再进入储煤仓，进而完成燃煤的掺配，但该掺配方法存在工艺操作复杂、设备投资成本高以及设备故障率大等缺陷。
炉内配煤是通过将各煤种经过磨煤等处理后获得的煤粉输送至锅炉，使其在锅炉内的混配掺烧的混煤方法，该方法不易保证煤种混合的均匀性，易出现炉内偏烧或炉内结焦等现象，易造成锅炉损坏。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种燃煤的智慧掺配堆取装置及方法，以解决现有技术混配掺烧流程复杂、设备维修故障率高、影响设备安全运行等问题。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种燃煤的智慧掺配堆取装置，包括：方案制定模块，用于获取燃煤特征信息以及掺配条件，并以所述燃煤特征信息和所述掺配条件为基础数据进行分析计算，制定燃煤掺配方案；燃料掺配模块，用于根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料；燃煤取料模块，用于利用斗轮机对所述层叠的掺配煤料进行取料燃烧。
进一步地，所述掺配条件包括：锅炉性能、环保参数及设备运行功率。
进一步地，所述燃煤特征信息包括：煤质信息、煤量信息和煤种密度。
进一步地，所述燃料掺配模块包括：掺配单元，用于根据所述燃煤掺配方案按照各煤种的堆料厚度对其进行分层堆料，该堆料过程通过斗轮机完成，最终得到“三明治”形式的层叠的掺配煤料。
进一步地，所述燃料掺配模块还包括：定位单元，用于对煤堆和斗轮机相对于煤场的位置进行定位，根据煤堆位置信息和斗轮机位置信息自动完成斗轮机与煤堆的对位操作。
进一步地，所述定位单元包括：煤堆定位子单元和斗轮机定位子单元；所述煤堆定位子单元，用于利用激光扫描装置对煤堆相对于煤场的位置进行定位；所述斗轮机定位子单元，用于利用定位系统对斗轮机相对于煤场的位置进行定位；所述煤堆定位子单元与所述斗轮机定位子单元将所述煤堆和所述斗轮机的位置确定后，斗轮机控制系统自动完成与煤堆的对位操作。
进一步地，所述燃料掺配模块还包括：计量监测单元，用于对皮带上的煤料进行流量监测以及对落下皮带的煤料进行厚度及形状监测；所述计量监测单元包括安装于皮带上的流量计、安装于斗轮机上的雷达料位计以及安装于斗轮机悬臂两侧的激光扫描装置。
进一步地，所述燃料掺配模块还包括：参数优化单元，用于对煤场分区以及设备运行参数进行优化；优化所述煤场分区是根据历年机组负荷、实际煤种、煤价信息对燃煤堆放位置与堆放量进行调整优化；优化所述设备运行参数是在燃煤堆料厚度确定的条件下，不断优化斗轮机的移动/旋转频率。
进一步地，所述燃煤取料模块包括：自恢复单元、边界取料优化单元和防撞单元；所述自恢复单元，用于对取料过程可能引起的塌垛进行预判及恢复，并根据煤堆状态调整斗轮机的运行；所述边界取料优化单元，用于对煤堆的边界燃煤的切割深度进行优化，并根据取料量对斗轮机的移动/旋转速度进行调控；所述防撞单元，用于利用超声波测距仪对所述斗轮机悬臂与煤堆的间距进行实时监测，并根据测距调整斗轮机与煤堆的距离，避免发生碰撞。
进一步地，还包括：掺配方案调整模块，用于根据锅炉燃烧性能、环保参数以及设备运行参数对掺配方案进行调整。
根据本发明的另一方面，提供一种燃煤的智慧掺配堆取方法，包括：获取燃煤特征信息以及掺配条件，并以所述燃煤特征信息和所述掺配条件为基础数据进行分析计算，制定燃煤掺配方案；根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料；利用斗轮机对所述层叠的掺配煤料进行取料燃烧。
进一步地，所述掺配条件包括：锅炉性能、环保参数及设备运行功率。
进一步地，所述燃煤特征信息包括：煤质信息、煤量信息和煤种密度。
进一步地，所述根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料包括：根据所述燃煤掺配方案按照各煤种的堆料厚度对其进行分层堆料，该堆料过程通过斗轮机完成，最终得到“三明治”形式的层叠的掺配煤料。
进一步地，所述根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料还包括：对煤堆和斗轮机相对于煤场的位置进行定位，根据煤堆位置信息和斗轮机位置信息自动完成斗轮机与煤堆的对位操作。
进一步地，所述对煤堆和斗轮机相对于煤场的位置进行定位，根据煤堆位置信息和斗轮机位置信息自动完成斗轮机与煤堆的对位操作包括：利用激光扫描装置对煤堆相对于煤场的位置进行定位；利用定位系统对斗轮机相对于煤场的位置进行定位；将所述煤堆和所述斗轮机的位置确定后，斗轮机控制系统自动完成与煤堆的对位操作。
进一步地，所述根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料还包括：对皮带上的煤料进行流量监测以及对落下皮带的煤料进行厚度及形状监测。
进一步地，所述根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料还包括：对煤场分区以及设备运行参数进行优化；优化所述煤场分区是根据历年机组负荷、实际煤种、煤价信息对燃煤堆放位置与堆放量进行调整优化；优化所述设备运行参数是在燃煤堆料厚度确定的条件下，不断优化斗轮机的移动/旋转频率。
进一步地，所述利用斗轮机对所述层叠的掺配煤料进行取料燃烧包括：对取料过程可能引起的塌垛进行预判及恢复，并根据煤堆状态调整斗轮机的运行；对煤堆的边界燃煤的切割深度进行优化，并根据取料量对斗轮机的移动/旋转速度进行调控；利用超声波测距仪对所述斗轮机悬臂与煤堆的间距进行实时监测，并根据测距调整斗轮机与煤堆的距离，避免发生碰撞。
进一步地，还包括：根据锅炉燃烧性能、环保参数以及设备运行参数对掺配方案进行调整。
根据本发明的又一方面，提供一种计算机存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述技术方案中任意一项所述方法的步骤。
根据本发明的又一方面，提供一种电子设备，包括存储器、显示器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述技术方案中任意一项所述方法的步骤。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明装置配煤精确灵活、技术经济高效、可确保设备安全稳定运行，并且可以保证取煤的精确性。
附图说明
图1是本发明实施例的第一方面的燃煤堆取装置的结构框图；
图2是本发明一可选实施例的一个基本层厚度煤料的结构示意图；
图3是本发明一可选实施例层叠的基本层厚度煤料的结构示意图；
图4是本发明一具体实施例的燃煤堆取装置的结构框图；
图5是本发明一可选实施例的燃煤堆取装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示，在本发明实施例的第一方面提供了一种燃煤的智慧掺配堆取装置，包括：方案制定模块，用于获取燃煤特征信息以及掺配条件，并以特征信息和掺配条件为基础数据进行分析计算，制定燃煤掺配方案；燃料掺配模块，用于根据燃煤掺配方案实施执行，该执行是通过控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料；燃煤取料模块，用于利用斗轮机对层叠的掺配的煤料进行取料燃烧，取料通过斗轮机完成，以实现稳定煤质入炉的目标。为了便于理解，层叠的掺配煤料呈近似三明治型。
上述实施例的燃煤堆取装置，配煤精确灵活、技术经济高效、可确保设备安全稳定运行，此种掺配技术是现阶段煤场智能化的重点，其中利用单台斗轮机对燃料进行“三明治”形式的堆取料掺配技术，先根据电厂已有机组计划和历年机组的负荷变化对煤场进行优化分区，对煤料的堆放位置与堆放量进行调整优化，保证煤场的煤种和煤量满足机组运行负荷，适应机组季节性负荷变化，处于最优储煤状态；再结合煤种煤质信息、锅炉性能参数、环保数据以及设备运行功率，确定来煤计划中各煤的掺配比例，实现了翻车接卸煤时直接对煤进行“三明治”形式的自动堆放目标，保证了煤种掺配的精确性，同时该掺配系统还采取“一取两堆，只取不堆，只堆不取”的模式，以保证煤堆在处于完整“三明治”的条件下进行取煤，进而保证取煤的精确性和掺配的精准性。发明人凭借多年从事相关行业的经验和实践，提出一种利用单台斗轮机对燃煤进行分层堆取料的掺配装置，以克服已有技术中存在的流程复杂、设备维修故障率高、影响设备安全运行等问题。
可选的，掺配条件包括：锅炉性能、环保参数及设备运行功率。
可选的，燃煤特征信息包括：从矿点或供应商获取的燃煤煤质信息(热值、硫分、灰分、挥发分等)、煤量信息和煤种密度。
可选的，燃料掺配模块包括：掺配单元，用于根据燃煤掺配方案按照各煤种的堆料厚度对其进行分层堆料，该堆料过程通过斗轮机完成，最终得到“三明治”形式的层叠的掺配煤料。
可选的，燃料掺配模块还包括：定位单元；定位单元包含煤堆定位子单元和斗轮机定位子单元；煤堆定位子单元，用于利用激光扫描装置对煤堆相对于煤场的位置进行定位，该定位通过激光扫描仪确定；斗轮机定位子单元，用于利用定位系统对斗轮机相对于煤场的位置进行定位，该定位通过定位系统确定；煤堆和斗轮机的位置确定后，斗轮机控制系统自动完成与煤堆的对位操作，以保证实现煤料的堆取操作。
可选的，燃料掺配模块还包括：计量监测单元；计量监测单元包括安装于皮带上的流量计、安装于斗轮机上的雷达料位计以及安装于斗轮机悬臂两侧的激光扫描装置，以确保实时监测煤料量和煤堆厚度及形状。
可选的，燃料掺配模块还包括：参数优化单元；参数优化单元包括用于对煤场分区以及设备运行参数优化；优化煤场分区是根据历年机组负荷、实际煤种煤价等信息对燃煤进行分区堆放，对煤料的堆放位置与堆放量进行调整优化，保证煤场的煤种和煤量满足机组运行负荷，适应机组季节性负荷变化，处于最优储煤状态；优化设备运行参数主要是指斗轮机的移动/旋转频率，该频率与煤层厚度呈现正相关性，燃煤堆料厚度确定的条件下，不断优化斗轮机的移动/旋转频率，以保证厚度的精确性以及设备运行的精确性。
具体的，煤场分区最初根据煤种进行的分区为A＝20％，B＝70％，C＝10％(其中A为经济煤种，B为正常煤种，C为高品质煤种)，后经过历年机组负荷、现有机组负荷以及煤种信息，对煤场进行重新分区为A＝15％，B＝80％，C＝5％，以保证煤场的煤料适应电厂机组负荷的季节性改变和全年性改变；
具体的，斗轮机的移动/旋转频率主要影响煤料平铺厚度的精确性，当掺配方案确定煤种的堆取厚度为H米时，斗轮机的移动或旋转频率设定为40Hz，后根据煤料平铺厚度的反馈不断调整斗轮机的运行参数，移动/旋转频率更改为38Hz或43Hz，直至煤料的堆取厚度精确的达到预定值，以保证掺配的精准性。
可选的，燃煤取料模块：用于将掺配煤料取料输送至原煤仓，该取料由斗轮机完成，斗轮机每次输送一个基本层厚度。一个基本层厚度是指，掺配完成的层叠堆放的煤料，例如有A、B、C三种煤料，通过分析，掺配方案是A煤料的厚度为60cm，B煤料的厚度为80cm，C煤料的厚度为160cm；层叠堆放的A、B、C三种煤料的一个基本层厚度就是200cm，如图2所示；优选的，为了节省占地，将多个基本层厚度的掺配完成的煤料重复层叠堆放，比如，形成1200cm煤料堆是将A、B、C三种煤料依次重复堆叠六次，如图3所示，取料的时候将一个基本层厚度作为基准单位。
可选的，燃料取料模块包括：自恢复单元、边界取料优化单元和防撞单元；自恢复单元，用于对取料过程可能引起的塌垛进行预判及恢复，并根据煤堆状态调整斗轮机的运行，以保证取料过程的安全性；边界取料优化单元，用于对煤堆的边界燃煤的切割深度进行优化，并根据取料量对斗轮机的移动/旋转速度进行调控，保证取料的均匀性；防撞单元，用于利用超声波测距仪对斗轮机悬臂与煤堆的间距进行实时监测，并根据测距调整斗轮机与煤堆的距离，避免发生碰撞，以保证斗轮机设备的安全稳定运行。
可选的，还包括：掺配方案调整模块，用于对锅炉燃烧性能、环保参数以及设备运行参数进行收集反馈，并分析是否达到最佳综合效益，若未达到则数据反馈至方案制定模块，优化方案及设备参数，直至达到最佳掺配，同时保证系统实现闭环操作。其中，锅炉燃烧性能、环保参数以及设备运行参数是由检测模块具体检测得到，根据相应的检测数据通过掺配方案调整模块对掺配方案进行调整，使燃煤的掺配方案保持最佳。
具体的，煤料掺配是否达到电厂综合效益的最大值需通过综合考量是否满足锅炉性能、磨煤机与风机等设备的电耗、环保排放成本(脱硫成本及排污费用)以及燃煤成本等参数，因此并非低价煤量越多，经济性越好，本系统为保证掺配的经济性，节约发电成本，保证设备的安全稳定运行，将掺配煤料燃烧后反馈的各级参数进行分析计算比对，确定是否达到最佳效益，若达到则可利用此煤种掺配方案进行操作，若未达到则需重新将各参数反馈至计算控制系统进行重新计算修正各煤种的掺配比例，完成掺配方案的优化，以实现节能环保、安全稳定智能的煤场管理目标。
根据本发明的另一方面，提供一种燃煤的智慧掺配堆取方法，包括：
S1：获取燃煤特征信息以及掺配条件，并以燃煤特征信息和掺配条件为基础数据进行分析计算，制定燃煤掺配方案；
S2：根据燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料；
S3：利用斗轮机对层叠的掺配煤料进行取料燃烧。
可选的，掺配条件包括：锅炉性能、环保参数及设备运行功率。
可选的，燃煤特征信息包括：煤质信息、煤量信息和煤种密度。
可选的，根据燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料包括：
S21：根据燃煤掺配方案按照各煤种的堆料厚度对其进行分层堆料，该堆料过程通过斗轮机完成，最终得到“三明治”形式的层叠的掺配煤料。
可选的，根据燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料还包括：
S22：对煤堆和斗轮机相对于煤场的位置进行定位，根据煤堆位置信息和斗轮机位置信息自动完成斗轮机与煤堆的对位操作。
可选的，对煤堆和斗轮机相对于煤场的位置进行定位，根据煤堆位置信息和斗轮机位置信息自动完成斗轮机与煤堆的对位操作包括：
S221：利用激光扫描装置对煤堆相对于煤场的位置进行定位；
S222：利用定位系统对斗轮机相对于煤场的位置进行定位；
S223：将煤堆和斗轮机的位置确定后，斗轮机控制系统自动完成与煤堆的对位操作。
可选的，根据燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料还包括：
S23：对皮带上的煤料进行流量监测以及对落下皮带的煤料进行厚度及形状监测。
可选的，根据燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料还包括：
S24：对煤场分区以及设备运行参数进行优化；优化煤场分区是根据历年机组负荷、实际煤种、煤价信息对燃煤堆放位置与堆放量进行调整优化；优化设备运行参数是在燃煤堆料厚度确定的条件下，不断优化斗轮机的移动/旋转频率。
可选的，利用斗轮机对层叠的掺配煤料进行取料燃烧包括：
S31：对取料过程可能引起的塌垛进行预判及恢复，并根据煤堆状态调整斗轮机的运行；
S32：对煤堆的边界燃煤的切割深度进行优化，并根据取料量对斗轮机的移动/旋转速度进行调控；
S33：利用超声波测距仪对斗轮机悬臂与煤堆的间距进行实时监测，并根据测距调整斗轮机与煤堆的距离，避免发生碰撞。
可选的，还包括：
S4：根据锅炉燃烧性能、环保参数以及设备运行参数对掺配方案进行调整。
在本发明实施例的又一方面，提供一种计算机存储介质，存储介质上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现上述实施例中任意一项方法的步骤。
在本发明实施例的又一方面，提供一种电子设备，包括存储器、显示器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述实施例中任意一项方法的步骤。
实施例一
如图5所示，利用单台斗轮机对燃煤进行分层堆取料的掺配装置，包括信息采集记录系统、计算控制系统、“三明治”堆料系统、取料系统、燃煤系统以及数据对比反馈系统等。本发明堆取料初期根据电厂已有的经验值确定煤种的掺配比例，并将不同特性的煤料进行分层堆取，具体呈现“三明治”的形式，如图3所示，而后根据煤料燃烧后反馈的锅炉燃烧性能指标、设备运行功率以及环保参数的数据反馈计算不断优化煤料的掺配比例，实现煤场的全自动运行、智能化管理，降低电厂的发电成本，确定电厂达到综合效益最佳值的掺配方案。
可选的，该方法包括以下步骤：
(1)根据煤矿的矿点信息及供应商信息获取来煤煤质、煤量等数据，并将数据输入至信息采集记录系统；
(2)将信息采集记录系统中的燃煤煤质、锅炉性能和环保参数等数据，通过计算控制系统进行分析计算，以制定燃煤的掺配方案，确定各煤种的掺配比例和厚度，该掺配比例的确定综合考虑了环保、经济和安全等因素，不仅可实现煤料的精确掺配，还能保证系统的经济安全稳定运行；
(3)各煤种的堆煤厚度确定后，利用斗轮机对不同燃料性质的煤进行分层堆料，具体呈现“三明治”形式，以实现煤种的炉外煤场掺配；
(4)完成分层堆存的煤料再通过斗轮机进行取料，取料厚度为一个基本层厚度，取得的煤料输送至原煤仓，最终实现煤料的精准掺配；
(5)完成掺配的煤料经过磨煤等处理后输送至锅炉燃烧系统进行燃烧，并将煤料燃烧后的锅炉燃烧性能、环保参数以及设备功率等数据经过核算对比，确定系统是否达到最佳综合效益，若达到最佳效益则不再进行各煤种掺配比例调整，若未达到最佳效益则将数据反馈至信息采集记录系统，继续数据的计算，调控各煤种煤料的掺配比例，直至达到最佳效益；
(6)在煤料掺配中，若设备发生异常事故或来煤与计划煤种相异的情况，该装置会自动反馈更新信息采集记录系统中的数据，并进行重新计算，制定新的配煤方案，指导斗轮机运行，进而保证锅炉的正常安全稳定运行。
实施例二
可选的，堆煤厚度的精确性还需要由斗轮机的行走速度和移动频率决定，其中堆料臂的回转定位通过定位编码器、扫码及射频定位系统等协同运行控制，保证斗轮机的精确定位，进而保证煤堆厚度的精准堆放；
可选的，“三明治”堆料系统包括计量模块和定位模块；
具体的，堆料系统的计量模块包括皮带流量计、料位计和激光扫描装置，皮带流量计对煤料的质量进行实时监测，料位计和安装于斗轮机悬臂两侧的激光扫描装置用于对煤堆的厚度和煤堆形状进行计量监测，以确保堆煤厚度的精确性；
具体的，堆料系统的定位模块包括煤堆定位子模块和斗轮机定位子模块，其中煤堆定位子模块用于煤堆的定位，该定位通过激光信号发射对煤堆进行扫描，扫描后反馈的信号通过信号接收装置进行接收，进而完成煤堆定位；斗轮机定位子模块用于斗轮机的定位，该定位是斗轮机相对于煤堆的位置确定，进而确定斗轮机的运行路径和运行方向，自动完成斗轮机和煤堆的对位；
可选的，系统完成堆煤后，仍利用斗轮机进行取料，取料厚度为一个“三明治”的厚度，且遵循“只堆不取，只取不堆”的原则，以保证煤堆在处于完整“三明治”的条件下进行取煤，进而保证取煤的精确性和掺配的精准性；
可选的，控制系统在设备运行初期及煤种变化期间，煤料的掺配比例是根据经验值确定的，运行中掺配比例及与掺配比例有关的其他参数均需进行优化，主要包含以下几个方面：
(1)煤场分区优化：煤场分区主要是对高品质煤种、正常煤种和经济煤种进行分区堆放，该优化过程是依据机组已有计划、历年机组负荷以及来煤煤种等信息，对当前煤场进行分区优化，以适应机组的全年性改变和季节性变化；
(2)斗轮机移动/旋转频率优化：斗轮机在堆煤过程中通过控制移动/旋转频率来控制堆料区域及堆料厚度，为保证堆料的精确性，在悬臂定位精确控制的基础上，需精确控制斗轮机在一定运行距离下的移动频率；
(3)锅炉掺配优化：影响锅炉掺配的因素较多，有煤种的煤质、锅炉性能、环保参数以及设备运行功率，若达到掺配的最优比例不仅仅需要考虑燃料成本的最低值，还需要综合考虑磨煤设备和吹风设备等运行的安全性及经济性，因此燃烧掺配后的煤料后需对各数据进行反馈-计算-优化-反馈-计算-优化的循环，直至实现电厂综合效益的最大化。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：
本实施例装置通过信息采集记录系统、计算控制系统、“三明治”堆料系统、取料系统、燃料系统以及数据对比反馈系统对煤场进行智能化管理，主要是通过计算控制系统对煤种煤质、锅炉性能、环保参数以及其他设备运行功率的参数进行分析计算，得出各煤种的掺配比例，根据掺配质量比和煤种密度确定各煤种的厚度分配，并利用斗轮机对煤料进行“三明治”形式的分层堆煤，煤料堆取完毕后再利用斗轮机进行取煤，进而完成单台斗轮机分层堆取煤料，实现煤料的掺配。煤料掺配完成后输送至锅炉进行燃烧，燃烧后是否满足锅炉性能、设备功率以及烟气成分的参数数据再返回至信息采集记录系统，再通过计算控制系统进行数据的计算分析，对煤料的掺配比例进行优化改善，直至达到综合效益最佳值，以实现掺配煤料的最高经济效益。
本发明旨在保护一种燃煤的智慧掺配堆取装置，包括：掺配方案制定模块，用于获取燃煤特征信息以及掺配条件，并根据特征信息和掺配条件进行分析计算，制定燃煤的掺配方案；燃料掺配模块，用于根据掺配方案控制斗轮机将不同燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料；燃煤取料模块，用于利用斗轮机对层叠的掺配煤料进行取料燃烧。该装置配煤精确灵活、技术经济高效、可以确保设备安全稳定运行，并且可以保证取煤的精确性。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (22)
1.一种燃煤的智慧掺配堆取装置，其特征在于，包括：
方案制定模块，用于获取燃煤特征信息以及掺配条件，并以所述燃煤特征信息和所述掺配条件为基础数据进行分析计算，制定燃煤掺配方案；
燃料掺配模块，用于根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料；
燃煤取料模块，用于利用斗轮机对所述层叠的掺配煤料进行取料燃烧。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述掺配条件包括：锅炉性能、环保参数及设备运行功率。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述燃煤特征信息包括：煤质信息、煤量信息和煤种密度。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述燃料掺配模块包括：
掺配单元，用于根据所述燃煤掺配方案按照各煤种的堆料厚度对其进行分层堆料，该堆料过程通过斗轮机完成，最终得到“三明治”形式的层叠的掺配煤料。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述燃料掺配模块还包括：
定位单元，用于对煤堆和斗轮机相对于煤场的位置进行定位，根据煤堆位置信息和斗轮机位置信息自动完成斗轮机与煤堆的对位操作。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述定位单元包括：煤堆定位子单元和斗轮机定位子单元；
所述煤堆定位子单元，用于利用激光扫描装置对煤堆相对于煤场的位置进行定位；
所述斗轮机定位子单元，用于利用定位系统对斗轮机相对于煤场的位置进行定位；
所述煤堆定位子单元与所述斗轮机定位子单元将所述煤堆和所述斗轮机的位置确定后，斗轮机控制系统自动完成与煤堆的对位操作。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述燃料掺配模块还包括：
计量监测单元，用于对皮带上的煤料进行流量监测以及对落下皮带的煤料进行厚度及形状监测。
所述计量监测单元包括安装于皮带上的流量计、安装于斗轮机上的雷达料位计以及安装于斗轮机悬臂两侧的激光扫描装置。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述燃料掺配模块还包括：
参数优化单元，用于对煤场分区以及设备运行参数进行优化；
优化所述煤场分区是根据历年机组负荷、实际煤种、煤价信息对燃煤堆放位置与堆放量进行调整优化；
优化所述设备运行参数是在燃煤堆料厚度确定的条件下，不断优化斗轮机的移动/旋转频率。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述燃煤取料模块包括：自恢复单元、边界取料优化单元和防撞单元；
所述自恢复单元，用于对取料过程可能引起的塌垛进行预判及恢复，并根据煤堆状态调整斗轮机的运行；
所述边界取料优化单元，用于对煤堆的边界燃煤的切割深度进行优化，并根据取料量对斗轮机的移动/旋转速度进行调控；
所述防撞单元，用于利用超声波测距仪对所述斗轮机悬臂与煤堆的间距进行实时监测，并根据测距调整斗轮机与煤堆的距离，避免发生碰撞。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
掺配方案调整模块，用于根据锅炉燃烧性能、环保参数以及设备运行参数对掺配方案进行调整。
11.一种燃煤的智慧掺配堆取方法，其特征在于，包括：
获取燃煤特征信息以及掺配条件，并以所述燃煤特征信息和所述掺配条件为基础数据进行分析计算，制定燃煤掺配方案；
根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料；
利用斗轮机对所述层叠的掺配煤料进行取料燃烧。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述掺配条件包括：锅炉性能、环保参数及设备运行功率。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述燃煤特征信息包括：煤质信息、煤量信息和煤种密度。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料包括：
根据所述燃煤掺配方案按照各煤种的堆料厚度对其进行分层堆料，该堆料过程通过斗轮机完成，最终得到“三明治”形式的层叠的掺配煤料。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料还包括：
对煤堆和斗轮机相对于煤场的位置进行定位，根据煤堆位置信息和斗轮机位置信息自动完成斗轮机与煤堆的对位操作。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述对煤堆和斗轮机相对于煤场的位置进行定位，根据煤堆位置信息和斗轮机位置信息自动完成斗轮机与煤堆的对位操作包括：
利用激光扫描装置对煤堆相对于煤场的位置进行定位；
利用定位系统对斗轮机相对于煤场的位置进行定位；
将所述煤堆和所述斗轮机的位置确定后，斗轮机控制系统自动完成与煤堆的对位操作。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料还包括：
对皮带上的煤料进行流量监测以及对落下皮带的煤料进行厚度及形状监测。
18.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述燃煤掺配方案控制斗轮机将不同特性的燃煤进行分层堆料，以获得层叠的掺配煤料还包括：
对煤场分区以及设备运行参数进行优化；
优化所述煤场分区是根据历年机组负荷、实际煤种、煤价信息对燃煤堆放位置与堆放量进行调整优化；
优化所述设备运行参数是在燃煤堆料厚度确定的条件下，不断优化斗轮机的移动/旋转频率。
19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述利用斗轮机对所述层叠的掺配煤料进行取料燃烧包括：
对取料过程可能引起的塌垛进行预判及恢复，并根据煤堆状态调整斗轮机的运行；
对煤堆的边界燃煤的切割深度进行优化，并根据取料量对斗轮机的移动/旋转速度进行调控；
利用超声波测距仪对所述斗轮机悬臂与煤堆的间距进行实时监测，并根据测距调整斗轮机与煤堆的距离，避免发生碰撞。
20.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
根据锅炉燃烧性能、环保参数以及设备运行参数对掺配方案进行调整。
21.一种计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求11-20中任意一项所述方法的步骤。
22.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、显示器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求11-20中任意一项所述方法的步骤。
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