CN113686409A - 一种燃煤电站煤仓粉位检测装置及其方法 - Google Patents

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杜岩
李浩然
倪玮晨
张长志
王建
王梓越
甘智勇
张璐璐
欧阳佳慧
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Abstract

本发明涉及一种燃煤电站煤仓粉位检测装置及其方法，该检测装置在给煤皮带上安装第一称重传感器用于检测给煤皮带上的煤粉重量并发送给检测主机，在给煤机皮带上安装第二称重传感器用于检测给煤机皮带上的煤粉重量并发送给检测主机，所述检测主机对两个称重传感器检测的数据及煤仓的容积进行分析计算，得出煤仓中的存煤量及煤位。本发明通过在给煤皮带及给煤机皮带上分别安装称重传感器，能够准确测量及显示煤仓中的存煤量及煤位，可以准确计算并显示煤仓中存煤量以及煤仓中煤量的粉位，保证了燃煤机组的安全可靠运行，克服了电网运行存在的安全隐患。

Description

一种燃煤电站煤仓粉位检测装置及其方法
技术领域
本发明属于电力调度系统技术领域，涉及燃煤电站煤场存煤量监控，尤其是一种燃煤电站煤仓粉位检测装置及其方法。
背景技术
燃煤电站煤场存煤量对于电力调度系统是一项重要指标，它关系着电网的安全稳定运行及调峰调频裕量的大小，而煤仓的粉位对于电站运行安全来讲是又一项至关重要的运行参数，如果将前者比作国之粮仓，那么后者将视为家之粮库。
在燃煤电站燃煤时，原煤从煤场经过输煤皮带运输至煤仓，煤仓经过给煤机进入锅炉燃烧发电，在整个流程中，最容易拥堵的就属于煤仓的煤，如果不能准确测量煤仓的煤量，不仅无法准确控制煤的燃烧，更重要的是容易造成燃煤机组非计停，给电网运行造成巨大的安全隐患。
堵煤断煤将造成给煤机加速运行，严重时造成锅炉压力迅速下降，汽轮机调速汽门开启，一旦煤量突然恢复造成压力陡升，锅炉压力迅速反弹，安全门动作存在更大的危险。煤粉如果过于湿润，则煤粉容易产生摩擦力，造成在粉仓内的棚煤。目前的粉位测量技术对于棚煤情况下无法准确测量，只能是造成一种假信号，给机组运行带来很大的不便，另外对于粉位极低的情况，测量又会受到信号干扰而不断变化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种燃煤电站煤仓粉位检测装置及其方法，解决了煤粉测量不准确的问题。
本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种燃煤电站煤仓粉位检测装置，包括煤仓、给煤皮带和给煤机皮带，所述给煤皮带安装在煤仓的侧上方用于将煤粉输送至煤仓内，所述给煤机皮带安装在煤仓的侧下方，用于将煤仓流出的煤粉输送至燃煤炉中，在给煤皮带上安装第一称重传感器用于检测给煤皮带上的煤粉重量并发送给检测主机，在给煤机皮带上安装第二称重传感器用于检测给煤机皮带上的煤粉重量并发送给检测主机，所述检测主机对两个称重传感器检测的数据及煤仓的容积进行分析计算，得出煤仓中的存煤量及煤位。
而且，所述检测主机包括主控模块及其与相连接的显示器和报警器，所述主控模块与第一传感器和第二传感器相连接，所述显示器根据主控模块的分析结果，显示煤仓的存煤量、煤仓的煤粉位置以及存煤量的运行时间信息；所述报警器根据主控模块的分析结果，对煤仓的煤量超高、煤量超低状态进行报警。
而且，所述煤仓为倒立的圆锥形容器。
一种燃煤电站煤仓粉位检测装置的方法，包括以下步骤：
步骤1、检测主机实时接收第一称重传感器测量的称重数据Q1；
步骤2、检测主机实时接收第二称重传感器测量的称重数据Q2；
步骤3、检测主机计算两个称重传感器之间以单位时间内的煤量偏差Q0；
步骤4、将煤量偏差Q0按照一定采样间隔进行叠加，产生新的煤量Q；
步骤5、将新的煤量Q按照一定时间间隔进行累计；
步骤6、计算煤仓的容积；
步骤7、按照煤粉的密度及煤量Q，计算煤粉的体积；
步骤8、根据煤仓的结构，计算煤仓内的煤位h；
步骤9、当煤位h大于满仓阈值时，通过报警器发出报警信号；
步骤10、当煤位h小于空仓阈值时，通过报警器发出报警信号；
步骤11、当煤量Q大于≥1且称重数据Q2＝0，则向给煤机发出棚煤信号；
步骤12、计算煤量Q可运行时间T。
而且，所述步骤8中，在计算煤仓内的煤位h后，还通过显示器显示煤位。
而且，所述步骤12中，在计算煤量Q可运行时间T后，还通过显示器显示可运行时间。
而且，所述步骤3中的煤量偏差Q0的计算方法为：
Q0＝(Q1-Q2)/3600。
而且，所述步骤4中煤量Q的计算方法为：采样间隔初t0时刻的Q0叠加上采样间隔末t1的Q0。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明通过在给煤皮带及给煤机皮带上分别安装称重传感器，能够准确测量及显示煤仓中的存煤量及煤位，可以准确计算并显示煤仓中存煤量以及煤仓中煤量的粉位，保证了燃煤机组的安全可靠运行，克服了电网运行存在的安全隐患。
2、本发明能够准确分析得出粉仓中棚煤的状态，对于煤仓中煤量超高、超低等状态分别发送满仓报警信号、空仓报警信号、棚煤信号(给煤机运行且煤量为零)等，同时，还可以给出根据计算结果，给出当前机组负荷下机组还可运行时间，便于运维人员及时处理，保证电网系统的正常运行。
附图说明
图1为本发明的燃煤电站煤仓粉位检测装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种燃煤电站煤仓粉位检测装置，如图1所示，包括煤仓、给煤皮带、给煤机皮带、安装在给煤皮带上的第一称重传感器(称重传感器1)、安装在给煤机皮带上的第二称重传感器(称重传感器2)以及检测主机，所述煤仓为倒立的圆锥形容器，给煤皮带安装在煤仓的侧上方用于将煤粉输送至煤仓内，所述给煤机皮带安装在煤仓的侧下方，用于将煤仓流出的煤粉输送至燃煤炉中，第一称重传感器检测给煤皮带上的煤粉重量，第二传感器检测给煤机皮带上的煤粉重量，两个称重传感器检测数据传送给检测主机，所述检测主机包括主控模块及其与相连接的显示器和报警器，该主控模块与第一传感器和第二传感器相连接，对两个称重传感器检测的数据及煤仓的容积进行分析计算，得出煤仓中的存煤量及煤位，并显示器进行显示，包括煤仓的存煤量、煤仓的煤粉位置以及存煤量的运行时间等，同时，主控模块还可对粉仓中棚煤的状态进行分析，对于煤仓中煤量超高、超低等状态，通过报警器进行报警，如声光报警等。
基于上述燃煤电站煤仓粉位检测装置，本发明还提出一种燃煤电站煤仓粉位检测方法，包括以下步骤：
步骤1、主控模块实时接收称重传感器1测量的称重数据Q1，该称重数据Q1为单位时间通过给煤皮带上的煤量，进入下一步。
步骤2、主控模块实时接收称重传感器2测量的称重数据Q2，该称重数据Q2为单位时间通过给煤机皮带上的煤量，进入下一步。
步骤3、主控模块计算称重传感器两者之间的偏差Q0，并转化时间单位(秒)，进入下一步。
在本步骤中，计算两个称重传感器之间的煤量偏差Q0的公式为：
Q0＝(Q1-Q2)/3600。
步骤4、将煤量偏差Q0按照以秒为采样间隔进行叠加，产生每一秒新的煤量Q，然后进入下一步。
在本步骤中，煤量Q是采样间隔初t0时刻的Q0叠加上采样间隔末t1的Q0，其计算公式为：
Q(t1时刻)＝Q0(t0时刻)+Q0(t1时刻)。
上式中，t1与t0间隔为1秒。
步骤5、将煤量Q按照以秒为时间间隔进行不停止的累计，进入下一步。
步骤6、计算煤仓的容积。
在本发明中，煤仓为倒立的圆锥形容器，因此，煤仓的容积根据煤仓的顶角θ，并按照圆锥的形状计算。
步骤7、按照疏松煤的密度ρ＝0.625t/m3，根据煤量Q的大小，按照煤的密度可求出煤量体积，进入下一步。
步骤8、根据煤仓的结构，计算煤仓内的煤位，并通过显示器显示煤位。
在本发明中，煤仓为倒立的圆锥形容器，因此，按照圆锥体积公式及特点，按下式计算煤仓的容积：
V＝1/3*πR2*h，R＝h*tg(θ/2)，其中h为煤位，R为煤仓存煤的顶半径，顶角θ。
然后煤仓的容积V计算出煤位h，其计算公式为：
h＝(3V/(πtg2(θ/2)))1/3。
步骤9、当煤位h≥10，通过报警器发出报警信号，提示粉位满仓，进入下一步。
步骤10、当煤位h≤1，通过报警器发出报警信号，提示粉位空仓，同时，通过显示器显示当前机组负荷下机组还可运行几个小时等信息，进入下一步。
步骤11、如果煤仓煤量Q≥1且称重传感器2的称重数据Q2＝0，则向给煤机发出棚煤信号(给煤机运行且煤量为零)，给煤机运行，进入下一步。
步骤12、计算煤仓煤量Q可运行时间T，T＝Q/Q2。
步骤13、重新进行下一轮循环。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种燃煤电站煤仓粉位检测装置，包括煤仓、给煤皮带和给煤机皮带，所述给煤皮带安装在煤仓的侧上方用于将煤粉输送至煤仓内，所述给煤机皮带安装在煤仓的侧下方，用于将煤仓流出的煤粉输送至燃煤炉中，其特征在于：在给煤皮带上安装第一称重传感器用于检测给煤皮带上的煤粉重量并发送给检测主机，在给煤机皮带上安装第二称重传感器用于检测给煤机皮带上的煤粉重量并发送给检测主机，所述检测主机对两个称重传感器检测的数据及煤仓的容积进行分析计算，得出煤仓中的存煤量及煤位。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤电站煤仓粉位检测装置，其特征在于：所述检测主机包括主控模块及其与相连接的显示器和报警器，所述主控模块与第一传感器和第二传感器相连接，所述显示器根据主控模块的分析结果，显示煤仓的存煤量、煤仓的煤粉位置以及存煤量的运行时间信息；所述报警器根据主控模块的分析结果，对煤仓的煤量超高、煤量超低状态进行报警。
3.根据权利要求1或2所述的一种燃煤电站煤仓粉位检测装置，其特征在于：所述煤仓为倒立的圆锥形容器。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的燃煤电站煤仓粉位检测装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、检测主机实时接收第一称重传感器测量的称重数据Q1；
步骤2、检测主机实时接收第二称重传感器测量的称重数据Q2；
步骤3、检测主机计算两个称重传感器之间以单位时间内的煤量偏差Q0；
步骤4、将煤量偏差Q0按照一定采样间隔进行叠加，产生新的煤量Q；
步骤5、将新的煤量Q按照一定时间间隔进行累计；
步骤6、计算煤仓的容积；
步骤7、按照煤粉的密度及煤量Q，计算煤粉的体积；
步骤8、根据煤仓的结构，计算煤仓内的煤位h；
步骤9、当煤位h大于满仓阈值时，通过报警器发出报警信号；
步骤10、当煤位h小于空仓阈值时，通过报警器发出报警信号；
步骤11、当煤量Q大于≥1且称重数据Q2＝0，则向给煤机发出棚煤信号；
步骤12、计算煤量Q可运行时间T。
5.根据权利要求4所述的一种燃煤电站煤仓粉位检测装置的方法，其特征在于：所述步骤8中，在计算煤仓内的煤位h后，还通过显示器显示煤位。
6.根据权利要求4所述的一种燃煤电站煤仓粉位检测装置的方法，其特征在于：所述步骤12中，在计算煤量Q可运行时间T后，还通过显示器显示可运行时间。
7.根据权利要求4或5或6所述的一种燃煤电站煤仓粉位检测装置的方法，其特征在于：所述步骤3中的煤量偏差Q0的计算方法为：
Q0＝(Q1-Q2)/3600。
8.根据权利要求4或5或6所述一种燃煤电站煤仓粉位检测装置的方法，其特征在于：所述步骤4中煤量Q的计算方法为：采样间隔初t0时刻的Q0叠加上采样间隔末t1的Q0。
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