CN111595722A - 一种干法重介质流化床密度在线测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干法重介质流化床密度在线测试方法，用于干法重介质流化床选煤作业中床层密度的实时在线测试。技术方案是：在循环流化床上行床管道安装一个电感式磁性物质测量仪，磁性物质的通过会引起测量仪螺管线圈电感发生变化，测量仪通过波形变换检测等得到流经测量导管的磁性物质含量，进而计算床层密度，从而监测床层密度变化，保证床层分选的稳定进行。本发明具有如下优点和有益效果：首次依据电磁感应原理，通过测量磁性物含量来计算床层密度，避免了通过压差法测量床层密度的弊端，将干法选煤过程的关键参数数字化显示，提高了分选精度和效率，同时也减轻了操作人员的劳动强度。

Description

一种干法重介质流化床密度在线测试装置及方法

技术领域

本发明属于干法重介质流化床选煤技术领域，尤其涉及一种干法重介质流化床密度在线测试装置及方法。

背景技术

作为空气重介质流化床干法选煤的分选机－气固二相流化床，为了获得高质量的低灰精煤，要求流化床的密度必须均匀稳定。经筛分后一定粒度范围的原煤送入流化床，在既定的工艺条件下形成某种密度的比较均匀的气固悬浮体，煤炭在此悬浮体中按密度分层，但是由于原煤的筛分留有原生煤泥，分选过程中还会产生一部分次生煤泥，它们混入介质中使得非磁性物不断增长，使流化床的密度发生变化。

目前，对于气固二相流化床密度的测量都是依据压差法原理。一种是由测量探头、U型玻璃管及它们间的橡胶管连接构成。测量探头由直管和包于管前端口处的滤布构成，它被固定在流化床侧壁的不同高度处，不可拆卸；U型玻璃管内充以带色的液体，供直接读取压差或压力数值，据此判断流化床的密度。这种装置一是测量精度差，读数波动大，靠人工直读容易错读；二是运行过程中滤布受到煤流、介质流等的运动摩擦，极易被磨破，一旦磨破探头堵、漏，其测量会完全失真，甚至形成错误的测量。得到测得的数据后，还要靠人工操作介质分流的角阀和调节给料机电机转速，进行控制，从而保持流化床的密度稳定。总之，这种装置只能进行直读式的测量，它不能对流化床的密度进行自动控制。另一种装置相较与上述装置，除测量探头外，还设置与测量探头相对应的压差、压力传感器、小信号隔离变送器、低通滤波器，PC微机装置，介质分流控制装置、给料控制装置及电源等部分。测量探头将流化床内微压力通过压差、压力传感器产生的压力信号转换成相应的电信号，再经小信号放大隔离变送器放大后将该电信号通过低通滤波器滤去高频分量，最后传送到PC微机装置里，利用PC微机实现对介质分流和给料两路输出控制。这种方法测量精度高，操作使用方便，还可进行对流化床密度自动控制，是前一种方法的进步，但仍然具有问题。一是造成床层压力波动的因素很多，气流的速度以及对床层的扰动、气泡的运动、颗粒的湍动和碰撞等，床层压力不稳，时刻处于变化中；二是该装置测得的是床层内某两点的压力差，并不是床层的压差，不具有代表性。

发明内容

本发明目的是提供一种干法重介质流化床密度在线测试装置及方法，首次依据电磁感应原理，通过测量流化床内的磁性物含量来在线测试床层密度，解决背景技术存在的上述问题。

本发明目的是通过下面的技术方案实现的：

一种干法重介质流化床密度在线测试装置，包括输送单元、测试单元、显示单元、除尘单元、分选单元；所述输送单元包括上行床；所述测试单元包括电感式磁性物质测量仪；所述显示单元包括液晶显示屏；所述除尘单元包括旋风分离器、袋式除尘器；所述分选单元包括分选床；

所述电感式磁性物质测量仪安装在上行床上，包括测量导管、测量模块、螺管线圈、外壳，所述螺管线圈缠绕于测量导管上，并通过外壳封装，所述测量模块包括依次连接的脉冲发生器、分频器、转换器、检测器、滤波放大器；所述转换器和检测器分别与螺管线圈电连接；所述液晶显示屏与滤波放大器相连接；所述旋风分离器分别与上行床、分选床以及袋式除尘器相连接；所述袋式除尘器与分选床相连接。

本发明还提出了一种干法重介质流化床密度在线测试方法，包括以下步骤：

步骤一，原煤与磁性物质混合后给入上行床，在送入上行床的空气的推动下向上运动，经过电感式磁性物质测量仪；

步骤二，磁性物质经过电感式磁性物质测量仪，测量仪内螺管线圈电感变化，测量模块监测螺管线圈的电感变化进行波形变换输出，得到磁性物质含量V；

步骤三，根据步骤二得到的磁性物质含量，结合床层高度、膨胀率计算床层密度ρ’，与预设密度ρ相比较，若差异超过设定的阈值，则调节磁性物质含量；

步骤四，原煤与磁性物质经过旋风分离器和袋式除尘器除尘后给入分选床进行分选。

进一步地，所述步骤二，得到磁性物质含量的方法如下：

首先，由脉冲发生器产生高频振荡脉冲信号，经过分频器变换成方波信号；然后，转换器通过权电路将方波转换成三角正弦波，此三角正弦波作用于螺管线圈，并为螺管线圈提供恒定的经过功率放大的三角波励磁电流；三角波信号通过螺管线圈产生方波和三角波的混合波信号；接着，将混合波信号分别送到相位差90°的两个检测器，其中一个检测器检测方波信号，另一个检测器检测三角波信号；方波信号用于计算磁性物含量，三角波信号用于温度补偿；最后，将方波信号进行滤波放大，并变换输出，得到流经测量导管的磁性物质含量V。

进一步地，所述步骤三，由步骤二得到的磁性物质含量V计算的床层密度ρ’与预设密度ρ相比较：若ρ’＞ρ，则降低床层密度，向分选床中加入循环介质；若ρ’＜ρ，则提高床层密度，向分选床中加入磁性物质；所述的循环介质是随分选产物排出未经磁选的含有细粒煤泥的磁铁矿粉混合物。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：

本发明的干法重介质流化床密度在线测试装置及方法首次将电磁感应原理应用到干法重介质流化床选煤密度在线测试上，通过测量床内磁性物质含量来计算床层密度，避免了通过压差法测量床层密度的弊端，将干法选煤过程的关键参数数字化显示，提高了分选精度和效率，同时也减轻了操作人员的劳动强度。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是电感式磁性物质测量仪的结构示意图；

图3是电感式磁性物质测量仪工作原理示意图；

图中：1.测量导管；2.测量模块；3螺管线圈；4.液晶显示屏；5.电感式磁性物质测量仪；6.上行床；7.旋风分离器；8.分选床；9.袋式除尘器；10.外壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明所述的一种干法重介质流化床密度在线测试装置，如图1所示，包括输送单元、测试单元、显示单元、除尘单元、分选单元；所述输送单元包括上行床6；所述测试单元包括电感式磁性物质测量仪5；所述显示单元包括液晶显示屏4；所述除尘单元包括旋风分离器7、袋式除尘器9；所述分选单元包括分选床8；

如图2所示，所述电感式磁性物质测量仪5包括测量导管1、测量模块2、螺管线圈3、外壳10，测量磁性物质含量时安装位置如图1所示，安装在上行床6上。所述螺管线圈3缠绕于测量导管1上，并通过外壳10封装。所述测量模块2包括依次连接的脉冲发生器、分频器、转换器、检测器、滤波放大器；所述转换器和检测器分别与螺管线圈3电连接；所述液晶显示屏4与滤波放大器相连接；所述旋风分离器7分别与上行床6、分选床8以及袋式除尘器9相连接；所述袋式除尘器9与分选床8相连接。

本发明提供一种干法重介质流化床密度在线测试方法，包括以下步骤：。

步骤一，原煤与磁性物质混合后给入上行床6，在送入上行床6的空气的推动下向上运动，经过电感式磁性物质测量仪5。

步骤二，磁性物质经过电感式磁性物质测量仪5，由于有磁性物质通过，引起测量仪内螺管线圈3电感发生变化，测量模块2监测到螺管线3的电感变化进行波形变换输出，得到磁性物质含量V。电感式磁性物质测量仪5工作过程参见图3，具体如下：

首先由脉冲发生器产生高频振荡脉冲信号，经过分频器变换成方波信号；

然后转换器2通过权电路将方波转换成三角正弦波，并为螺管线圈3提供恒定的经过功率放大的三角波励磁电流；三角波信号作用在螺管线圈3之后，由于螺管线圈3的等效电路中有电感、电阻和电容，如果把三角波分解为傅里叶级函数，按各种不同频率的正弦波分量进行分频计算与合成，则三角波信号通过电感时的电压为方波；三角波通过电阻时的电压波形仍然为三角形；通过电容时的电压波形为抛物线波形；

接着将螺管线圈3作用后产生的混合波信号分别送到相位差90°的两个检测器，其中一个检测器检测出由电感造成的方波信号，另一个检测器检出电阻造成的三角波信号；因为电容量很小，它的影响可以忽略不计，方波信号是与磁性物含量有关的信号，电阻三角波是因螺管线圈3的电阻造成的，一般变化量很小，并且它与温度有关，此信号可用于温度补偿；

最后将方波信号进行滤波放大，并变换输出，得到流经测量导管1的磁性物质含量V。

步骤三，根据步骤二得到的磁性物质含量V，结合床层高度、膨胀率计算床层密度ρ’，输出在液晶显示屏4上，并与预设密度ρ相比较：

若ρ’＞ρ，则降低床层密度，向分选床中加入循环介质；若ρ’＜ρ，则提高床层密度，向分选床中加入磁性物质；所述的循环介质是随分选产物排出未经磁选的含有细粒煤泥的磁铁矿粉混合物。

步骤四，原煤与磁性物质经过旋风分离器和袋式除尘器除尘后给入分选床进行分选。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种干法重介质流化床密度在线测试装置，其特征在于：该装置包括输送单元、测试单元、显示单元、除尘单元、分选单元；所述输送单元包括上行床；所述测试单元包括电感式磁性物质测量仪；所述显示单元包括液晶显示屏；所述除尘单元包括旋风分离器、袋式除尘器；所述分选单元包括分选床；

所述电感式磁性物质测量仪安装在上行床上，包括测量导管、测量模块、螺管线圈、外壳，所述螺管线圈缠绕于测量导管上，并通过外壳封装，所述测量模块包括依次连接的脉冲发生器、分频器、转换器、检测器、滤波放大器；所述转换器和检测器分别与螺管线圈电连接；所述液晶显示屏与滤波放大器相连接；所述旋风分离器分别与上行床、分选床以及袋式除尘器相连接；所述袋式除尘器与分选床相连接。

2.基于权利要求1所述的装置实现的一种干法重介质流化床密度在线测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一，原煤与磁性物质混合后给入上行床，在送入上行床的空气的推动下向上运动，经过电感式磁性物质测量仪；

步骤二，磁性物质经过电感式磁性物质测量仪，测量仪内螺管线圈电感变化，测量模块监测螺管线圈的电感变化进行波形变换输出，得到磁性物质含量V；

步骤三，根据步骤二得到的磁性物质含量，结合床层高度、膨胀率计算床层密度ρ’，与预设密度ρ相比较，若差异超过设定的阈值，则调节磁性物质含量；

步骤四，原煤与磁性物质经过旋风分离器和袋式除尘器除尘后给入分选床进行分选。

3.根据权利要求2所述的一种干法重介质流化床密度在线测试方法，其特征在于：所述步骤二，得到磁性物质含量的方法如下：

首先，由脉冲发生器产生高频振荡脉冲信号，经过分频器变换成方波信号；然后，转换器通过权电路将方波转换成三角正弦波，并为螺管线圈提供恒定的经过功率放大的三角波励磁电流；三角波信号通过螺管线圈产生方波和三角波的混合波信号；接着，将混合波信号分别送到相位差90°的两个检测器，其中一个检测器检测方波信号，另一个检测器检测三角波信号；方波信号用于计算磁性物含量，三角波信号用于温度补偿；最后，将方波信号进行滤波放大，并变换输出，得到流经测量导管的磁性物质含量V。

4.根据权利要求2或3所述的一种干法重介质流化床密度在线测试方法，其特征在于：所述步骤三，由步骤二得到的磁性物质含量V计算的床层密度ρ’与预设密度ρ相比较：

若ρ’＞ρ，则降低床层密度，向分选床中加入循环介质；若ρ’＜ρ，则提高床层密度，向分选床中加入磁性物质；所述的循环介质是随分选产物排出未经磁选的含有细粒煤泥的磁铁矿粉混合物。

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