CN116202821A - 一种石灰石自动采样系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种石灰石自动采样系统及其使用方法，涉及电力设施技术领域，石灰石自动采样系统包括：卸料斗、PLC控制系统、红外测距传感器、石灰石采样管路和石灰石样品收集装置；所述卸料斗下方出口处设置有石灰石采样管路，与所述石灰石采样管路相连的样品管路左侧出口下方设置有石灰石样品收集装置，所述卸料斗中心上方正对墙体处设置有用以采集所述卸料斗内石灰石料位的实时高度的红外测距传感器，所述PLC控制系统设置于侧面墙体上，所述PLC控制系统自动控制石灰石采样管路中第一电动阀门和第二电动阀门的开合。本发明降低了石灰石采样工作所需的人工成本，避免了因人为因素导致的采样结果不具有代表性的问题，提高了石灰石采样工作的整体效率。

Description

一种石灰石自动采样系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及电力设施技术领域，具体而言，尤其涉及一种石灰石自动采样系统及其使用方法。

背景技术

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术因其技术成熟、脱硫效率高、经济效益好等优点，已经成为了当前火电厂烟气脱硫的主要工艺方法。其主要是通过将石灰石加工后形成的石灰石浆液与烟气中所带的二氧化硫发生反应，生成固体的硫酸钙以达到将烟气中的二氧化硫吸收的目的。随着近年来煤炭价格的常居高位，许多电厂为了降低燃煤成本而选用含硫量较高的高硫煤作为主要煤种来使用。这使得烟气中所含硫化物大大提高，当负荷增大时将加大脱硫运行人员的工作负担。同时为了保证二氧化硫的排放量达到规定值以内，石灰石浆液的供给量也随之增高。直接导致了石灰石的来料量增大，人员安排也无法满足工作需要。在此背景下，如何减少人员工作量的同时保证石灰石采样工作的顺利开展，确保石灰石来料质量的管理就显得格外重要。因此有必要发明高效、稳定、安全、可靠的一种石灰石自动采样系统。

目前火电厂脱硫用石灰石采样工作通常采用人工采样的方法，其流程为石灰石由卡车拉至石灰石卸料仓后，采样人员攀爬至车顶，使用铲斗在车顶进行五点采样。同时也存在将石灰石卸至卸料斗后，在卸料斗内完成采样工作的情况。

而无论采用上述哪种采样方法，其都存在着问题和不足。一、由于需要人员攀爬或进入卸料仓完成采样工作，其不可避免的存在着高空作业和密闭空间作业的风险，对采样人员的生命安全存在着较大威胁；二、人工采样的方式，会存在人员舞弊的风险，对电厂效益及设备有着直接影响；三、人工采样范围有限，样品代表性差，对每车次整体来料情况无法进行有效的检查，容易产生漏洞，导致电厂直接经济损失；四、石灰石采样工作相对单一、繁琐，对人员的消耗量极大，采样成本过高。

发明内容

根据上述提出现有石灰石采样方法的技术问题，而提供一种石灰石自动采样系统及其使用方法。本发明主要利用设置一套石灰石自动采样系统和其使用方法，从而起到安全高效的对石灰石进行采样的效果。

本发明采用的技术手段如下：

一种石灰石自动采样系统，包括：卸料斗、PLC控制系统、红外测距传感器、石灰石采样管路和石灰石样品收集装置；所述卸料斗下方出口处设置有石灰石采样管路，与所述石灰石采样管路相连的样品管路左侧出口下方设置有石灰石样品收集装置，所述卸料斗中心上方正对墙体处设置有用以采集所述卸料斗内石灰石料位的实时高度的红外测距传感器，所述PLC控制系统设置于侧面墙体上，所述PLC控制系统收集红外测距传感器发送的距离反馈信号和压力传感器发送的质量反馈信号，自动控制石灰石采样管路中第一电动阀门和第二电动阀门的开合。

进一步地，所述卸料口下方与卸料斗出口管路相连，所述石灰石采样管路通过支撑架连接于卸料口与卸料斗出口管路的内部相连处，所述出口管路下方出口设置于振动给料机上方。

进一步地，所述石灰石采样管路的左支管穿出出口管路，所述石灰石采样管路的左支管出口下方设置有螺旋给料机，所述螺旋给料机下方与样品管路相连，所述样品管路的左支管出口设置于石灰石样品收集装置上方，所述样品管路的右支管出口设置于振动给料机上方。

进一步地，所述样品管路左支管上设置有第一电动阀门，所述出口管路的中部装设有第二电动阀门。

进一步地，所述样品管路的左支管和右支管上设置有振打装置。

进一步地，所述卸料口的上方平行设置有格栅。

进一步地，所述石灰石样品收集装置包括正方形的外部框架，所述外部框架内设置有内部框架，所述外部框架与内部框架相组合形成若干个方格，每个方格内设置有一个样品收集罐，每个所述样品收集罐下方的外部框架夹层内设置有一个压力传感器，所述外部框架的两个侧面的中心处分别与横置电动伸缩杆和纵置电动伸缩杆相连。

本发明还提供了一种石灰石自动采样系统的使用方法，基于上述任一项石灰石自动采样系统实现，包括如下步骤：

步骤一、当汽车将石灰石卸入料斗内时，红外测距传感器开始检测卸料斗的高度数据并向PLC控制系统发送距离反馈信号，所述PLC控制系统通过V＝hs计算得出h-h五个等体积的高度数值，用于模拟石灰石采样国标中要求的汽车采样的五点取样法；

步骤二、当卸料斗料位下降到计算数值h后，PLC控制系统向第一电动阀门发送开启信号，向第二电动阀门发送关断信号；当压力传感器检测到样品质量达到规定样品质量的五分之一时，向PLC控制系统发送质量信号，PLC控制系统向第二电动阀门发送开启信号，向第一电动阀门发送关断信号；当卸料斗料位到达h-h时重复步骤二；

步骤三、当压力传感器第五次向PLC控制系统传递信号后，横置电动伸缩杆与纵置电动伸缩杆进行动作，使新的样品收集罐置于样品管路左侧出口下方，等待下车次取样工作；

步骤四、当压力传感器检测到的样品质量均达到规定样品质量时，PLC控制系统向远程集控中心发送告警指示信号以提醒人员收集样品。

进一步地，工作过程中螺旋给料机和振打装置保持运行，防止石灰石采样管路堵塞；第一电动阀门默认状态为常闭状态，第二电动阀门默认状态为常开状态，第一电动阀门未开启时石灰石沿样品管路右侧出口下方进入振动给料机。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过设置带有PLC控制系统、红外测距传感器、石灰石采样管路和石灰石样品收集装置的石灰石自动采样系统，使得石灰石可以被自动采样，与传统的石灰石人工采样相比，节省了人力的同时，提高了采样效率。

本发明公开的一种石灰石自动采样系统的使用方法，采用模拟五点取样法，使得取样结果更为精准。

本发明相比传统的石灰石采样方法，效益更高，且装置都是取自生产现场，更容易实施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明总体结构示意图。

图2为本发明采样部分结构图。

图3为本发明卸料斗位置俯视图。

图4为本发明卸料斗位置俯视放大图。

图5为本发明石灰石收集装置俯视图。

图6为本发明石灰石收集装置主视图。

图中：1、墙体；2、PLC控制系统；3、格栅；4、卸料斗；5、振动给料机；6、红外测距传感器；7、汽车；8、支撑架；9、石灰石采样管路；10、卸料斗出口管路；11、第一电动阀门；12、螺旋给料机；13、振打装置；14、样品管路；15、石灰石收集装置；16、第二电动阀门；1501、纵置电动伸缩杆；1502、横置电动伸缩杆；1503、外部框架；1504、压力传感器；1505、收集罐；1506、内部框架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-6所示，本发明提供了一种石灰石自动采样系统，包括：卸料斗4、PLC控制系统2、红外测距传感器6、石灰石采样管路9和石灰石样品收集装置15；所述卸料口4的上方平行设置有格栅3。所述卸料斗4下方出口处设置有石灰石采样管路9，与所述石灰石采样管路9相连的样品管路14左侧出口下方设置有石灰石样品收集装置15，所述卸料斗4中心上方正对墙体1处设置有用以采集所述卸料斗4内石灰石料位的实时高度的红外测距传感器6，所述PLC控制系统2设置于侧面墙体上，所述PLC控制系统2收集红外测距传感器6发送的距离反馈信号和压力传感器1504发送的质量反馈信号，自动控制石灰石采样管路9中第一电动阀门11和第二电动阀门16的开合。

所述卸料口4下方与卸料斗出口管路10相连，所述石灰石采样管路9通过对角分布装设的4个支撑架8连接于卸料口4与卸料斗出口管路10的内部相连处，所述出口管路10下方出口设置于振动给料机5上方。所述出口管路10的中部装设有第二电动阀门16。

所述石灰石采样管路9的左支管穿出出口管路10，所述石灰石采样管路9的左支管出口下方设置有螺旋给料机12，所述螺旋给料机12下方与样品管路14相连，所述样品管路14的左支管出口设置于石灰石样品收集装置15上方，所述样品管路14的右支管出口设置于振动给料机5上方。所述样品管路14左支管上设置有第一电动阀门11，所述样品管路14的左支管和右支管上设置有振打装置13。

所述石灰石样品收集装置15包括正方形的外部框架1503，所述外部框架1503内设置有内部框架1506，所述外部框架1503与内部框架1506相组合形成长宽高10*10*15厘米的25个方格，每个方格内设置有一个样品收集罐1505，每个所述样品收集罐1505下方的外部框架1503夹层内设置有一个压力传感器1504。所述外部框架1503的两个侧面的中心处分别与横置电动伸缩杆1502和纵置电动伸缩杆1501相连，用于控制所述石灰石样品收集装置15的自由活动。。

本发明还提供了一种石灰石自动采样系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、当汽车7将石灰石卸入料斗内时，红外测距传感器6开始检测卸料斗4的高度数据并向PLC控制系统2发送距离反馈信号，所述PLC控制系统2通过V＝hs计算得出h1-h5五个等体积的高度数值，用于模拟石灰石采样国标中要求的汽车采样的五点取样法；

步骤二、当卸料斗4料位下降到计算数值h1后，PLC控制系统2向第一电动阀门11发送开启信号，向第二电动阀门16发送关断信号；当压力传感器1504检测到样品质量达到规定样品质量的五分之一时，向PLC控制系统2发送质量信号，PLC控制系统2向第二电动阀门16发送开启信号，向第一电动阀门11发送关断信号；当卸料斗4料位到达h2-h5时重复步骤二；

步骤三、当压力传感器1504第五次向PLC控制系统2传递信号后，横置电动伸缩杆1502与纵置电动伸缩杆1501进行动作，使新的样品收集罐1505置于样品管路14左侧出口下方，等待下车次取样工作；

步骤四、当压力传感器1504检测到的样品质量均达到规定样品质量时，PLC控制系统2向远程集控中心发送告警指示信号以提醒人员收集样品。

工作过程中螺旋给料机12和振打装置13保持运行，防止石灰石采样管路9堵塞；第一电动阀门11默认状态为常闭状态，第二电动阀门16默认状态为常开状态，第一电动阀门11未开启时石灰石沿样品管路14右侧出口下方进入振动给料机5。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种石灰石自动采样系统，其特征在于，包括：卸料斗(4)、PLC控制系统(2)、红外测距传感器(6)、石灰石采样管路(9)和石灰石样品收集装置(15)；所述卸料斗(4)下方出口处设置有石灰石采样管路(9)，与所述石灰石采样管路(9)相连的样品管路(14)左侧出口下方设置有石灰石样品收集装置(15)，所述卸料斗(4)中心上方正对墙体(1)处设置有用以采集所述卸料斗(4)内石灰石料位的实时高度的红外测距传感器(6)，所述PLC控制系统(2)设置于侧面墙体上，所述PLC控制系统(2)收集红外测距传感器(6)发送的距离反馈信号和压力传感器(1504)发送的质量反馈信号，自动控制石灰石采样管路(9)中第一电动阀门(11)和第二电动阀门(16)的开合。

2.根据权利要求1所述的石灰石自动采样系统，其特征在于：所述卸料口(4)下方与卸料斗出口管路(10)相连，所述石灰石采样管路(9)通过支撑架(8)连接于卸料口(4)与卸料斗出口管路(10)的内部相连处，所述出口管路(10)下方出口设置于振动给料机(5)上方。

3.根据权利要求2所述的石灰石自动采样系统，其特征在于：所述石灰石采样管路(9)的左支管穿出出口管路(10)，所述石灰石采样管路(9)的左支管出口下方设置有螺旋给料机(12)，所述螺旋给料机(12)下方与样品管路(14)相连，所述样品管路(14)的左支管出口设置于石灰石样品收集装置(15)上方，所述样品管路(14)的右支管出口设置于振动给料机(5)上方。

4.根据权利要求3所述的石灰石自动采样系统，其特征在于：所述样品管路(14)左支管上设置有第一电动阀门(11)，所述出口管路(10)的中部装设有第二电动阀门(16)。

5.根据权利要求3所述的石灰石自动采样系统，其特征在于：所述样品管路(14)的左支管和右支管上设置有振打装置(13)。

6.根据权利要求1所述的石灰石自动采样系统，其特征在于：所述卸料口(4)的上方平行设置有格栅(3)。

7.根据权利要求1所述的石灰石自动采样系统，其特征在于：所述石灰石样品收集装置(15)包括正方形的外部框架(1503)，所述外部框架(1503)内设置有内部框架(1506)，所述外部框架(1503)与内部框架(1506)相组合形成若干个方格，每个方格内设置有一个样品收集罐(1505)，每个所述样品收集罐(1505)下方的外部框架(1503)夹层内设置有一个压力传感器(1504)，所述外部框架(1503)的两个侧面的中心处分别与横置电动伸缩杆(1502)和纵置电动伸缩杆(1501)相连。

8.一种石灰石自动采样系统的使用方法，基于权利要求1-7所述的任一项石灰石自动采样系统实现，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、当汽车(7)将石灰石卸入料斗内时，红外测距传感器(6)开始检测卸料斗(4)的高度数据并向PLC控制系统(2)发送距离反馈信号，所述PLC控制系统(2)通过V＝hs计算得出h1-h5五个等体积的高度数值，用于模拟石灰石采样国标中要求的汽车采样的五点取样法；

步骤二、当卸料斗(4)料位下降到计算数值h1后，PLC控制系统(2)向第一电动阀门(11)发送开启信号，向第二电动阀门(16)发送关断信号；当压力传感器(1504)检测到样品质量达到规定样品质量的五分之一时，向PLC控制系统(2)发送质量信号，PLC控制系统(2)向第二电动阀门(16)发送开启信号，向第一电动阀门(11)发送关断信号；当卸料斗(4)料位到达h2-h5时重复步骤二；

步骤三、当压力传感器(1504)第五次向PLC控制系统(2)传递信号后，横置电动伸缩杆(1502)与纵置电动伸缩杆(1501)进行动作，使新的样品收集罐(1505)置于样品管路(14)左侧出口下方，等待下车次取样工作；

步骤四、当压力传感器(1504)检测到的样品质量均达到规定样品质量时，PLC控制系统(2)向远程集控中心发送告警指示信号以提醒人员收集样品。

9.根据权利要求8所述的石灰石自动采样系统的使用方法，其特征在于：工作过程中螺旋给料机(12)和振打装置(13)保持运行，防止石灰石采样管路(9)堵塞；第一电动阀门(11)默认状态为常闭状态，第二电动阀门(16)默认状态为常开状态，第一电动阀门(11)未开启时石灰石沿样品管路(14)右侧出口下方进入振动给料机(5)。

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