CN115639339B - 一种煤场在线煤质分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤质检测领域，公开了一种煤场在线煤质分析方法，包括：采取煤炭样本；制作检测样本，将检测样本平均分为至少三份；从检测样本中选取一份进行热值检测，获取的煤炭热值检测数据经修正后获取煤炭热值修正数据；进行水分检测，获取的煤炭含水量检测数据经修正后获取煤炭含水量修正数据；根据煤炭含水量修正数据对煤炭热值修正数据进行校准，获取煤炭热值最终数据；进行含硫量检测，获得煤炭含硫量数据；根据所述煤炭热值最终数据和煤炭含硫量数据对煤炭进行分类，本申请对煤质分析时充分考虑环境温度、湿度以及煤质内成分间相互作用对结果的影响，测量更准确可靠，为煤炭分类提供有力依据，有利于划分煤炭应用范围，提高了煤炭利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤场在线煤质分析方法，属于煤质检测领域。
背景技术
目前，煤炭为我国重要的化石能源，对于保证经济建设起到了重要作用。每年的煤炭使用量稳步提升，煤炭质量是煤炭开采及使用过程中十分关注的问题，直接关系到企业的经济效益和煤炭的用处。
煤质分析工作是提高煤炭利用率的前提，当前煤场中在线检测方法多采用元素分析经典法，但是这种方法在煤质检测中存在各项数据之间存在干扰，受外界环境因素影响较大的问题，影响检测结果的可靠性，煤炭使用时无法精准定位煤炭使用范围，造成资源浪费。
发明内容
本发明实施例提供一种煤场在线煤质分析方法，用以解决现有在线煤质分析技术中各项检测数据相互干扰，受外界影响因素影响造成的分析结果缺乏可靠性的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种煤场在线煤质分析方法，包括：
采取预设质量的煤炭作为煤炭样本；
将所述煤炭样本进行粉碎并搅拌后，得到检测样本，将检测样本平均分为至少三份；
从检测样本中选取其中一份进行热值检测，获取煤炭热值检测数据，所述煤炭热值检测数据经修正后获取煤炭热值修正数据；
从检测样本中选取其中一份进行水分检测，获取煤炭含水量检测数据，所述煤炭含水量检测数据经修正后获取煤炭含水量修正数据；
根据所述煤炭含水量修正数据对所述煤炭热值修正数据进行校准，获取煤炭热值最终数据；
从检测样本中选取其中一份进行含硫量检测，获得煤炭含硫量数据；
根据所述煤炭热值最终数据与第一预设标准对比结果，将煤炭进行初次分类；根据所述煤炭含硫量数据与第二预设标准对比结果，将煤炭进行二次分类。
优选的，所述热值检测时，包括：
使用量热模块对煤炭进行热值检测，获取煤炭热值检测数据Q1，检测前获取样本温度q0，获取现场温度数据q1，根据q1和q0对Q1进行修正。
优选的，所述根据q1和q0对Q1进行修正，包括：
根据q0和q1的差值对Q1进行修正。
优选的，所述根据q0和q1的差值对Q1进行修正，包括：
设定热值修正系数矩阵α，设定α(α1、α2、α3、α4)，其中，α1为第一预设热值修正系数、α2为第二预设热值修正系数、α3为第三预设热值修正系数、α4为第四预设热值修正系数，且α1＞α2＞α3＞α4；
当q0－q1≥20时，取第一预设热值修正系数α1对Q1进行数据修正；
当20＞q0－q1＞10时，取第二预设热值修正系数α2对Q1进行数据修正；
当10＞q0－q1＞0时，取第三预设热值修正系数α3对Q1进行数据修正；
当q0－q1≤0时，取第四预设热值修正系数α4对Q1进行数据修正；
修正后获取煤炭热值修正数据为α＊Q1。
优选的，所述水分检测时，包括：
获取坩埚中测量煤炭中水分含量M1，检测前获取样本表面湿度数据m1，获取现场湿度数据m0，根据m1和m0对M1进行修正。
优选的，所述根据m1和m0对M1进行修正，包括：
根据m1和m0的差值进行修正。
优选的，所述根据m1和m0的差值进行校准，包括：
设定含水量修正系数矩阵β，设定β(β1、β2、β3、β4)，其中，β1为第一预设含水量修正系数、β2为第二预设含水量修正系数、β3为第三预设含水量修正系数、β4为第四预设含水量修正系数，且β1＞β2＞β3＞β4；
当m1－m0≥0.2时，取第一预设含水量修正系数β1对M1进行修正；
当0.2＞m1－m0＞0.1时，取第二预设含水量修正系数β2对M1进行修正；
当0.1＞m1－m0＞0时，取第三预设含水量修正系数β3对M1进行修正；
当m1－m0≤0时，取第四预设含水量修正系数β4对M1进行校修正；
修正后获取煤炭含水量修正数据为β＊M1。
优选的，所述根据所述煤炭含水量修正数据对所述煤炭热值修正数据进行校准时，还包括：
根据所述煤炭含水量修正数据β＊M1对所述煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
设定热值校准系数矩阵γ，设定γ(γ1、γ2、γ3、γ4)，其中，γ1为第一预设热值校准系数、γ2为第二预设热值校准系数、γ3为第三预设热值校准系数、γ4为第四预设热值校准系数，且γ1＞γ2＞γ3＞γ4；
当β＊M1≥0.15时，取第一预设热值校准系数γ1对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
当0.15＞β＊M1＞0.1时，取第二预设热值校准系数γ2对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
当0.1＞β＊M1＞0.05时，取第三预设热值校准系数γ3对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
当β＊M1≤0.05时，取第四预设热值校准系数γ4对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
校准后获取煤炭最终热值数据为α＊Q1＊γ。
优选的，所述根据所述煤炭热值最终数据与第一预设标准对比结果，将煤炭进行初次分类，包括：
根据所述煤炭最终热值数据α＊Q1＊γ与第一预设标准Q0比较进行判断；
当α＊Q1＊γ≥Q0时，将煤炭分入高热值煤炭库并进行含硫量检测；
当α＊Q1＊γ＜Q0时，将煤炭分入低热值煤炭库并进行含硫量检测。
优选的，所述根据所述煤炭含硫量数据与第二预设标准对比结果，将煤炭进行二次分类时，包括：
所述煤炭含硫量数据S1是由一份检测样本经量硫模块检测获得；
根据所述煤炭含硫量数据S1与第二预设标准S0比较进行判断；
在高热值煤炭库中，
当S1≤S0时，煤炭分入高热低硫煤炭库；
当S1＞S0时，煤炭分入高热高硫煤炭库；
在低热值煤炭库中，
当S2≤S0时，煤炭分入低热低硫煤炭库；
当S2＞S0时，煤炭分入低热高硫煤炭库。
本发明实施例一种煤场在线煤质分析方法与现有技术相比，其有益效果在于：
检测样本经量热模块测量获得热值数据，进一步经考虑环境温度影响，对热值数据进行修正后获取煤炭热值修正数据；检测样本经水分测量模块测量获得煤炭含水量检测数据，进一步经考虑环境湿度影响，对煤炭含水量检测数据进行修正后获取煤炭含水量修正数据，进一步考虑煤炭含水量对煤炭热值的影响，根据煤炭含水量修正数据对煤炭热值修正数据进行校准，得到煤炭最终热值数据；检测样本经量硫模块测量获得煤炭含硫量数据，根据煤炭最终热值数据对煤炭进行初次分类，进一步根据煤炭含硫量数据对煤炭进行二次分类；对煤质分析时充分考虑环境温度、湿度条件对测量结果的影响，充分考虑煤质内成分间相互作用对测量结果的影响，测量结果更准确可靠，为煤炭分类提供有力依据，有利于划分煤炭应用范围，提高了煤炭利用率。
附图说明
图1是本发明实施例中一种煤场在线煤质分析方法流程示意图；
图2是本发明实施例中分析过程示意图
图3是本发明实施例中分析单元的功能框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例优选实施例的，一种煤场在线煤质分析方法，包括：
控制机械手臂自动在煤炭运输产线上自动采取预设质量的煤炭作为煤炭样本；
将所述煤炭样本经粉碎机粉碎并搅拌后，得到检测样本，将检测样本平均分为多份，优选为三份；
如图3所示从检测样本中选取其中一份进行热值检测，检测时控制燃烧时间和氧气供给量使煤炭燃烧充分，获取煤炭热值检测数据，所述煤炭热值检测数据经修正后获取煤炭热值修正数据；
从检测样本中选取其中一份进行水分检测，获取煤炭含水量检测数据，所述煤炭含水量检测数据经修正后获取煤炭含水量修正数据；
根据所述煤炭含水量修正数据对所述煤炭热值修正数据进行校准，获取煤炭热值最终数据；
从检测样本中选取其中一份进行含硫量检测，含硫量检测时应注意反应时间根据不同煤种适当延长或缩短，获得煤炭含硫量数据；
本申请中所用的分析模块如图3所示，包括：量热模块、水分检测模块、量硫模块；
根据所述煤炭热值最终数据与第一预设标准对比结果，将煤炭进行初次分类；根据所述煤炭含硫量数据与第二预设标准对比结果，将煤炭进行二次分类。
本申请中分析步骤如图一所示为：采样、制样、分析、分类；
其中分析流程如图2所示；
优选的，所述热值检测时，包括：
使用量热模块对煤炭进行热值检测，获取煤炭热值检测数据Q1，检测前获取样本温度q0，所测样本温度为检测样本进行热值检测前温度，获取现场温度数据q1，由于现场温度实时变化，所测现场温度数据应为煤炭进行热值检测前一刻环境温度，根据q1和q0对Q1进行修正。
优选的，所述根据q1和q0对Q1进行修正，包括：
根据q0和q1的差值对Q1进行修正。
优选的，所述根据q0和q1的差值对Q1进行修正，包括：
设定热值修正系数矩阵α，设定α(α1、α2、α3、α4)，其中，α1为第一预设热值修正系数、α2为第二预设热值修正系数、α3为第三预设热值修正系数、α4为第四预设热值修正系数，且α1＞α2＞α3＞α4；
当q0－q1≥20时，取第一预设热值修正系数α1对Q1进行数据修正；
当20＞q0－q1＞10时，取第二预设热值修正系数α2对Q1进行数据修正；
当10＞q0－q1＞0时，取第三预设热值修正系数α3对Q1进行数据修正；
当q0－q1≤0时，取第四预设热值修正系数α4对Q1进行数据修正；
修正后获取煤炭热值修正数据为α＊Q1。
优选实施例：
当环境温度q1为30℃，样本温度q0为35℃，检测样本煤炭热值数据为6000大卡/千克，q0－q1＝5，选取第三预设热值修正系数α3对Q1进行数据修正，获得煤炭热值修正数据为6000＊α3大卡/千克；
优选的，所述水分检测时，包括：
获取坩埚中测量煤炭中水分含量M1，检测前获取样本表面湿度数据m1，获取现场湿度数据m0，根据m1和m0对M1进行修正。
优选的，所述根据m1和m0对M1进行修正，包括：
根据m1和m0的差值进行修正。
优选的，所述根据m1和m0的差值进行校准，包括：
设定含水量修正系数矩阵β，设定β(β1、β2、β3、β4)，其中，β1为第一预设含水量修正系数、β2为第二预设含水量修正系数、β3为第三预设含水量修正系数、β4为第四预设含水量修正系数，且β1＞β2＞β3＞β4；
当m1－m0≥0.2时，取第一预设含水量修正系数β1对M1进行修正；
当0.2＞m1－m0＞0.1时，取第二预设含水量修正系数β2对M1进行修正；
当0.1＞m1－m0＞0时，取第三预设含水量修正系数β3对M1进行修正；
当m1－m0≤0时，取第四预设含水量修正系数β4对M1进行校修正；
修正后获取煤炭含水量修正数据为β＊M1。
优选实施例：
当环境湿度m0为30％，样本表面湿度数据m1为35％，检测样本煤炭水分含量M1为15％，m1－m0＝0.05，选取第三预设含水量修正系数β3对M1进行修正，获得煤炭含水量修正数据为15％＊β3；
优选的，所述根据所述煤炭含水量修正数据对所述煤炭热值修正数据进行校准时，还包括：
根据所述煤炭含水量修正数据β＊M1对所述煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
设定热值校准系数矩阵γ，设定γ(γ1、γ2、γ3、γ4)，其中，γ1为第一预设热值校准系数、γ2为第二预设热值校准系数、γ3为第三预设热值校准系数、γ4为第四预设热值校准系数，且γ1＞γ2＞γ3＞γ4；
当β＊M1≥0.15时，取第一预设热值校准系数γ1对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
当0.15＞β＊M1＞0.1时，取第二预设热值校准系数γ2对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
当0.1＞β＊M1＞0.05时，取第三预设热值校准系数γ3对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
当β＊M1≤0.05时，取第四预设热值校准系数γ4对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
校准后获取煤炭最终热值数据为α＊Q1＊γ。
优选实施例：
当煤炭热值修正数据为6000＊α3大卡/千克，煤炭含水量修正数据为15％＊β3，15％＊β3≥0.15时，选取第一预设热值校准系数γ1对煤炭热值修正数据6000＊α3进行校准，获取煤炭最终热值数据为6000＊α3＊γ1；
优选的，所述根据所述煤炭热值最终数据与第一预设标准对比结果，将煤炭进行初次分类，包括：
根据所述煤炭最终热值数据α＊Q1＊γ与第一预设标准Q0比较进行判断；
当α＊Q1＊γ≥Q0时，将煤炭分入高热值煤炭库并进行含硫量检测；
当α＊Q1＊γ＜Q0时，将煤炭分入低热值煤炭库并进行含硫量检测。
优选的，所述根据所述煤炭含硫量数据与第二预设标准对比结果，将煤炭进行二次分类时，包括：
所述煤炭含硫量数据S1是由一份检测样本经量硫模块检测获得；
根据所述煤炭含硫量数据S1与第二预设标准S0比较进行判断；
在高热值煤炭库中，
当S1≤S0时，煤炭分入高热低硫煤炭库；
当S1＞S0时，煤炭分入高热高硫煤炭库；
在低热值煤炭库中，
当S2≤S0时，煤炭分入低热低硫煤炭库；
当S2＞S0时，煤炭分入低热高硫煤炭库。
本发明的分析过程为：检测样本经量热模块测量获得热值数据，进一步经考虑环境温度影响，对热值数据进行修正后获取煤炭热值修正数据；检测样本经水分测量模块测量获得煤炭含水量检测数据，进一步经考虑环境湿度影响，对煤炭含水量检测数据进行修正后获取煤炭含水量修正数据，进一步考虑煤炭含水量对煤炭热值的影响，根据煤炭含水量修正数据对煤炭热值修正数据进行校准，得到煤炭最终热值数据；检测样本经量硫模块测量获得煤炭含硫量数据，根据煤炭最终热值数据对煤炭进行初次分类，进一步根据煤炭含硫量数据对煤炭进行二次分类。
综上，本发明实施例提供一种煤场在线煤质分析方法，其对煤质分析时充分考虑环境温度、湿度条件对测量结果的影响，充分考虑煤质内成分间相互作用对测量结果的影响，测量结果准确可靠，为煤炭分类提供有力依据，有利于划分煤炭应用范围，提高煤炭利用率。
以上所述仅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替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种煤场在线煤质分析方法，其特征在于，包括：
采取预设质量的煤炭作为煤炭样本；
将所述煤炭样本进行粉碎并搅拌后，得到检测样本，将检测样本平均分为至少三份；
从检测样本中选取其中一份进行热值检测，获取煤炭热值检测数据，所述煤炭热值检测数据经修正后获取煤炭热值修正数据；
从检测样本中选取其中一份进行水分检测，获取煤炭含水量检测数据，所述煤炭含水量检测数据经修正后获取煤炭含水量修正数据；
根据所述煤炭含水量修正数据对所述煤炭热值修正数据进行校准，获取煤炭热值最终数据；
从检测样本中选取其中一份进行含硫量检测，获得煤炭含硫量数据；
根据所述煤炭热值最终数据与第一预设标准对比结果，将煤炭进行初次分类；根据所述煤炭含硫量数据与第二预设标准对比结果，将煤炭进行二次分类；
所述热值检测时，包括：
使用量热模块对煤炭进行热值检测，获取煤炭热值检测数据Q1，检测前获取样本温度q0，获取现场温度数据q1，根据q1和q0对Q1进行修正；
所述根据q1和q0对Q1进行修正，包括：
根据q0和q1的差值对Q1进行修正；
所述根据q0和q1的差值对Q1进行修正，包括：
设定热值修正系数矩阵α，设定α(α1、α2、α3、α4)，其中，α1为第一预设热值修正系数、α2为第二预设热值修正系数、α3为第三预设热值修正系数、α4为第四预设热值修正系数，且α1＞α2＞α3＞α4；
当q0－q1≥20时，取第一预设热值修正系数α1对Q1进行数据修正；
当20＞q0－q1＞10时，取第二预设热值修正系数α2对Q1进行数据修正；
当10＞q0－q1＞0时，取第三预设热值修正系数α3对Q1进行数据修正；
当q0－q1≤0时，取第四预设热值修正系数α4对Q1进行数据修正；
修正后获取煤炭热值修正数据为α＊Q1；
所述水分检测时,包括：
获取坩埚中测量煤炭中水分含量M1，检测前获取样本表面湿度数据m1，获取现场湿度数据m0，根据m1和m0对M1进行修正；
所述根据m1和m0对M1进行修正，包括：
根据m1和m0的差值进行修正；
所述根据m1和m0的差值进行校准，包括：
设定含水量修正系数矩阵β，设定β(β1、β2、β3、β4)，其中，β1为第一预设含水量修正系数、β2为第二预设含水量修正系数、β3为第三预设含水量修正系数、β4为第四预设含水量修正系数，且β1＞β2＞β3＞β4；
当m1－m0≥0.2时，取第一预设含水量修正系数β1对M1进行修正；
当0.2＞m1－m0＞0.1时，取第二预设含水量修正系数β2对M1进行修正；
当0.1＞m1－m0＞0时，取第三预设含水量修正系数β3对M1进行修正；
当m1－m0≤0时，取第四预设含水量修正系数β4对M1进行校修正；
修正后获取煤炭含水量修正数据为β＊M1；
所述根据所述煤炭含水量修正数据对所述煤炭热值修正数据进行校准时，还包括：
根据所述煤炭含水量修正数据β＊M1对所述煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
设定热值校准系数矩阵γ，设定γ(γ1、γ2、γ3、γ4)，其中，γ1为第一预设热值校准系数、γ2为第二预设热值校准系数、γ3为第三预设热值校准系数、γ4为第四预设热值校准系数，且γ1＞γ2＞γ3＞γ4；
当β＊M1≥0.15时，取第一预设热值校准系数γ1对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
当0.15＞β＊M1＞0.1时，取第二预设热值校准系数γ2对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
当0.1＞β＊M1＞0.05时，取第三预设热值校准系数γ3对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
当β＊M1≤0.05时，取第四预设热值校准系数γ4对煤炭热值修正数据α＊Q1进行校准；
校准后获取煤炭最终热值数据为α＊Q1＊γ。
2.根据权利要求1所述的一种煤场在线煤质分析方法，其特征在于，所述根据所述煤炭热值最终数据与第一预设标准对比结果，将煤炭进行初次分类，包括：
根据所述煤炭最终热值数据α＊Q1＊γ与第一预设标准Q0比较进行判断；
当α＊Q1＊γ≥Q0时，将煤炭分入高热值煤炭库并进行含硫量检测；
当α＊Q1＊γ＜Q0时，将煤炭分入低热值煤炭库并进行含硫量检测。
3.根据权利要求1－2任一项所述的一种煤场在线煤质分析方法，其特征在于，所述根据所述煤炭含硫量数据与第二预设标准对比结果，将煤炭进行二次分类时，包括：
所述煤炭含硫量数据S1是由一份检测样本经量硫模块检测获得；
根据所述煤炭含硫量数据S1与第二预设标准S0比较进行判断；
在高热值煤炭库中，
当S1≤S0时，煤炭分入高热低硫煤炭库；
当S1＞S0时，煤炭分入高热高硫煤炭库；
在低热值煤炭库中，
当S2≤S0时，煤炭分入低热低硫煤炭库；
当S2＞S0时，煤炭分入低热高硫煤炭库。
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