DD279799A3

DD279799A3 - Verfahren und anordnung zur steuerung mehrerer, auf eine zentrale transportanlage foerdernder kohleaufgabeeinrichtungen

Info

Publication number: DD279799A3
Application number: DD29620386A
Authority: DD
Inventors: Dietmar Schingnitz; Gerhard Jentsch; Bernd Rischowy; Eckhard Graf; Wolfgang Rauhoeft; Hans-Guenter Weidlich
Original assignee: Orgreb Inst Kraftwerke
Priority date: 1986-11-12
Filing date: 1986-11-12
Publication date: 1990-06-20
Also published as: ES2008324A6; DE3735749A1

Abstract

Verfahren und Anordnung zur Steuerung mehrerer, ueber Foerderbaender auf eine zentrale Transportanlage foerdernder Kohleaufgabeeinrichtungen zur Versorgung einer Kohleverarbeitungsanlage. Die Aufgabe besteht darin, die Kohleaufgabeeinrichtungen so zu steuern, dass der Kohleverarbeitungsanlage ein vorgegebener Qualitaetskennwert mit geringer Toleranzbreite mengenabhaengig zugefuehrt wird. Dies wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass an den einzelnen Kohlefoerderstroemen der Kohleaufgabeeinrichtungen gleichzeitig der Massendurchsatz, der Aschegehalt und/oder der Heizwert und/oder der Wassergehalt und/oder die Schuettdichte der Kohle im Echtzeitbetrieb gemessen werden, aus den einzelnen Messwerten die Gesamtmenge und das mittlere Qualitaetsmerkmal der zentralen Transportanlage berechnet und mit den fuer die Kohleverarbeitungsanlage erforderlichen momentanen Mengen- und Qualitaetsmerkmalen verglichen werden, aus dem Vergleich eine mengen- und qualitaetsgerechte Trennung oder Vereinigung der Kohlefoerderstroeme berechnet und durch entsprechende Aenderung der Foerdermengen der einzelnen Kohleaufgabeeinrichtungen auf der Grundlage der Sollwerte fuer die Gesamtmenge und Durchschnittsqualitaet gesteuert wird, wobei das Qualitaetsmerkmal aus dem Aschegehalt und/oder dem Wassergehalt und/oder dem Heizwert und/oder der Schuettdichte der Kohle und der Massendurchsatz vorzugsweise aus der radiometrisch gemessenen Flaechenmasse, dem Schuettgutquerschnitt und der Geschwindigkeit des Kohlestromes gebildet wird. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung inohrerer, über Förderbänder auf eine zentrale Transportanlage fördernder Kohleaufgabeeinrichtungen zur Versorgung einer Kohleverarbeitungsanlage.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Großabnehmer von .lohbraunkohle, wie Kohleverarbeitungsanlagen zur Erzeugung von Elektroenergie, Fernwärme, Brikett oder Koks erfordern jeweils eine dem Produktionsprozeß angepaßte spezifische Brennstoffqualität. So erfordert z. B. die Brikettierung und Verkokung den Einsatz von Kohle mit geringen Aschegehalten. Hohe Aschegehalte gefährden auch die Feuerführung in den Dampferzeugern der Großkraftwerke. Die Deklarierung der Kohlequalität erfolgt meist im Tagebau durch Entnahme und Analyse von Kohleproben, während die gelieferte Menge vorwiegend beim Abnehmer durch Wägung bestimmt wird. Beide Bestimmungsarten erfolgen an unterschiedlichen Orten und meist mit großer Zeitdifferenz. Zum anderen entstehen durch komplizierte Abbaubedingungen größere Schwankungen in der Kohlequalität, die durch einzelne Probenahmen nicht mehr erfaßbar sind. Zur Stabilisierung der Kohlequalität ist es deshalb erforderlich, verschiedene Kohlesorten bereits im Rohzustand mengen- und qualitätsabhängig zu überlagern.- damit bei der nachfolgenden Aufbereitung der Kohle die gewünschte Kohlenmischqualität erreicht wird. Es wurde vorgeschlagen, die Qualitätsmerkmale einer Zugladung mittels Probenahme und radiometrischer Schnellbestimmung zu deklarieren und Zugladungen mit unterschiedlichen Qualitätsmerkmalen schichtweise oder selektiv auf Kohlelagerplätzen zu verkippen. Die gewünschte mittlere Kohlequalität konnte jedoch nicht erreicht werden, weil die gleichmäßige mehischichtige Abhaldung aus den durch die Lagerung entstandenen Schüttprofilen nicht möglich war.

Des weiteren wurde vorgeschlagen, die Vereinigung von Rohbraunkohlenförderströmen mit zwei Förderbändern zu realisieren, deren Massendurchsätze auf der Grundlage mittlerer Qualitätskennwerte fest voreingestellt sind. Praktische Versuche in einem braunkohlegefeuerten Kraftwerk haben ergeben, daß die für eine Mengenvoreinstellung verwendeten Mittelwerte, z. B. die Heizwerte, einen großen Streubereich aufweisen, so daß die Toleranz des gewünschten Sollheizwertes der Mischung nicht eingehalten werden konnte.

Es sind radiometrische Förderbandwaagen zur Bestimmung des Massendurchsatzes von Schüttgütern und radiometrische Aschemesser zur Gehaltsbestimmung am Förderband bekannt.

Mit diesen bekannten Lösungen können die Menge und Qualität nur einzeln erfaßt werden. Eine Beeinflussung des Kohleförderstromes ist jedoch nicht möglich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine kontinuierliche Versorgung einer Kohleverarbeitungsanlage zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, über Förderbänder auf eine zentrale Transportanlage fördernde Kohletiufgabeeinrichtungen zur Versorgung einer Kohleverarbeitungsanlage so zu steuern, daß der Kohleverarbeitungsanlage ein vorgegebener Qualitätskennwert mit geringer Toleranzbreite mengenabhängig zugeführt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den einzelnen Kohleförderströmen der Kohleaufgabeeinrichtungen gleichzeitig der Massendurchsatz, der Aschegehalt und/oder der Heizwert und/oder der Wassergehalt und/oder die Schüttdichte der Kohle im Echtzeitbetrieb gemessen werden, aus den einzelnen Meßwerten die Gesamtmenge und das mittlere Qualitätsmerkmal der zentralen Transportanlage berechnet und mit den für die Kohleverarbeitungsanlage erforderlichen momentanen Mengen- und Qualitätsmerkmalen verglichen werden, aus dem Vergleich oine mengen- und qualitätsgerechte Trennung oder Vereinigung der Kohleförderströme berechnet und durch entsprechende Änderung der Fördermengen der einzelnen Kohleaufgabeeinrichtungen auf der Grundlage der Sollwerte für die Gesamtmenge und Durchschnittsqualität gesteuert wird, wobei das Qualitätsmerkmal aus dem Aschegehalt und/oder dem Wassergehalt und/oder dem Heizwert und/ oder der Schüttdichte der Kohle und der Massendurchsatz vorzugsweise aus der radiometrisch gemessenen Flächenmasse, dem Schüttgutqueischnitt und der Geschwindigkeit des Kohlestromes gebildet wird.

Die Mengen- und C. lalitätsmerkmale der Kohle und ihr zeitlicher Verlauf werden durch Häufigkeitsverteilungen bewertet. Weiterhin werden an den Kohleförderst ömen mit harter Gammastrahlung die Flächenmassen und die Schüttdichte, mit weicher Gammastrahlung der radiometrische Massenschwächungskoeffizient und mit Neutronen-, Mikrowellen- oder Infrarotstrahlung der Wassergehalt kontinuierlich gemessen.

Außerdem wird erfindungsgemäß der Mengendurchsatz der Kohleaufgabeeinrichtungen wahlweise durch Steuerung der Drehzahl, der Vorschubes, der Eingrifftiefe und des Anstellwinkels von Räumrädern, Eimerketten, Schaufelrädern, Zellradschleusen oder Stellklappen geregelt.

Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist derart ausgebildet, daß unter jedem Obertrum der Förderbänder ein Gammastrahler mit mehreren Strahlenquellen und in dessen Strahlengang über der Fördergutschicht ein Detektor, seitlich neben dem Obertrum ein weiterer Gamma« trahler und in dessen Sirahlengang auf der anderen Seite des Obertrums ein Detektor und am Obertrum weiturhin eine kombiniert.? Strahler-Detektor-Einheit angeordnet sind, wobei cie Detektoren und die Strahler-Detektor-Einheit über Meßleitungen mit einer zentralen Auswerteeinheit verbunden sind, die Auswerteeinheit über einen seriellen Ausgang mit einer zentralen Rechenanlage gekoppelt ist, von der Auswerteeinheit Steuerleitungen zu den Kohleaufgabe- bzw. Dosiereinrichtungen geführt sind und an die Auswerteeinheit wahlweise ein Terminal angekoppelt ist. In weiterer Ausbildung sind die Strahlenquellen des Gammastrahlers unter dem Obertrum in Stapelbauweise nebeneinander oder übereinander angeordnet.

Der Detektor über der Fördergutschicht ist mit einem Sicherheitsabstand über der Fördergutschicht angeordnet. Der Gammastrahler ist neben dem Obertrum an einem konstanten Schüttgutquerschnitt angeordnet. Die Strahler-Detektor-Einheit ist vorzugsweise an einer Stelle des Obertrums mit einem konstanten Schüttprofil oder an einer Stelle der Fördergutschicht mit veränderlichem Schüttprofil angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Anordnung zur Steuerung in schematischer Darstellung.

An den einzelnen Kohleförderströmen ist unter jedem Obertrum 1 der Förderbänder mit der Fördergutschicht 2 ein Gammastrahler 3 mit mehreren Strahlenquellen in Stapelbauweise nebeneinander oder übereinander angeordnet. Im Strahlengang 5 des Gammastrahlen 3 ist mit einem Sicherheitsabstand A über der Fördergutschicht 2 ein Detektor 4 angeordnet. Der Detektor 4 ist ein zwei- oder mehrkanaliges Szintillations-Quotienten-Spektrometer mit einem Meßbereich von 15keV bis 1,5MeV. Seitlich neben dem Obertrum 1 sind an einem konstanten Schüttgutquerschnitt B ein weiterer Gammastrahler 6 und in dessen Strahlengang 3 auf der anderen Seite des Obertrums 1 ein Detektor 7 angeordnet. Der Gammastrahler 6 ist für eine Quantenenergie gleich oder größer 660 keV ausgelegt. Am Obertrum 1 ist weiterhin eine kombinierte Stiahler-Detektor-Einheit 9 oder 10 angeordnet. Die Strahler-Detektor-Einheit 9 ist an einer Stelle des Obertrums 1 mit einem konstanten Schüttprofil, die Strahler-Detektor-Einheit 10 an einer Stelle der Fördergutschicht 2 mit veränderlichem Schüttprofil seitlich über oder parallel zu dem Detektor 4 angeordnet. Die Detektoren 4; 7 und die Strahler-Detektor-Einheit 9 und 10 sind über Meßleitungen 11 mit einer zentralen Auswerteeinheit 12 verbunden, die über einen seriellen Ausgang 14 mit einer zentralen Rechenanlag =s gekoppelt ist. Von der Auswerteeinheit 12 sind Steuerleitungen 15 zu den Kohleaufgabe- bzw. Dosiereinrichtungan 16, wie Räumräder, Zuteiler, Eimerketten, Schaufelräder, Stellklappen oder Zellradschleusen, geführt. An die Auswerteeinheit 12 ist wahlweise ein Terminal 13 angekoppelt.

Zur Steuerung der über Förderbänder auf eine zentrale Transportanlage fördernden Kohleaufgabeeinrichtungen werden an den einzelnen Kohleförderströmen gleichzeitig der Massendurchsatz, der Aschegehalt und/oder der Heizwert und/oder der Wassergehalt und/oder die Schüttdichte der Kohle im Echtzeitbetrieb gemessen. Dazu werden mit dem Gammastrahler 3 und dem Detektor 4 der Massenschwächungskoeffizient und die Flächenmasse gemessen und daraus der Aschegehalt, der Heizwert und die einzelnen Komponenten wie Eisen-, Schwefel- oder z. B. auch Knochen- und Salzgehalt von Fetten bestimmt. Mit Hilfe des Detektors 7 wird aus den gemessenen Quotienten „Flächenmasse durch Schüttgutquerschnitt" die Schüttdichte bestimmt. Mit der Strahler-Detektor-Einheit 9 oder 10 wird der Gesamtwassergehalt bestimmt. Aus den einzelnen Meßwerten wird die Gesamtmenge und das mittlere Qualitätsmerkmal der zentralen Transportanlage berechnet und mit den für die Kohleverarbeitungsanlage erforderlichen momentanen Mengen- und Qualitätsmerkmalen verglichen. Aus dem Vergleich wird eine mengen- und qualitätsgerechte Trennung oder Vereinigung der Kohleförderströme berechnet und durch entsprechende Änderung der Fördermengen der einzelnen Kohleaufgabe- bzw. Dosiereinrichtungen 16 auf der Grundlage der Sollwerte für die Gesamtmenge und Durchschnittsqualität gesteuert. Dabei kann in der Auswerteeinheit 12 das Dichtesignal aus dem Detektor 7 mit dem Signal aus der Strahler-Detektor-Einheit 9 oder 10 zur Dichtekorrektur gekoppelt werden. Ebenso kann das Signal aus dem Detektor 4 (Flächenmasse oder Schütthöhenschwankung) mit dem Signal aus der Strahler-Detektor-Einheit 10 zur Korrektur von Abstandsänderungen zur Fördergutschicht 2 gekoppelt werden. Eine weitere Kopplung kann zwischen dem Dichtesignal aus dem Detektor 7 und der Meßwertbildung aus dem Detektor 4 zur näherungsweisen Bestimmung des linearen Schwächungskoeffizienten und für erforderliche Grenzwertschwankungen erfolgen. Das Qualitätsmerkmal wird aus dem Aschegehalt und/oder dem Wassergehalt und/oder dem Heizwert und/oder der Schüttdichte der Kohle gebildet. Der Massendurchsatz wird vorzugsweise aus der radiometrisch gemessenen Flächenmasse, dem Schüttgutquerschnitt und der Geschwindigkeit des Kohlestromes gebildet. Die Mengen- und Qualitätsmerkmale der Kohle und ihr zeitlicher Verlauf werden durch Häufigkeitsverteilungen bewertet.

Die Flächenmasse und die Schüttdichte werden mit harter Gammastrahlung, der radiometrische Massenschwächungskoeffizient mit weicher Gammastrahlung und der Wassergehalt mit Neutronen-, Mikrowellen- oder Infrarotstrahlung gemessen.

Der Mengendurchsatz der Kohleaufgabe- bzw. Dosiereinrichtung 16 wird wahlweise durch Steuerung der Drehzahl, des Vorschubes, der Eingrifftiefe und des Anstellwinkels der Räumräder, Eimerketten, Schaufelräder, Zellradschleusen oder Stellklappen geregelt.

Während die bisherigen radiometrischen Meßeinrichtungen nur für eine bestimmte Kohlesorte mit genau zuordenbaren Wassergehalten anwendbar sind, können mit dem neuen Verfahren verschiedene Kohlesorten mit stark schwankenden Wassergehalten bei gleichzeitiger Verringerung der Fehlertoleranz gemessen werden. Beispielsweise konnte die Fehlertoleranz bei der kontinuierlichen radiometrischen Bestimmung des Heizwertes von Rohbraunkohle von ±100 kcal/kg auf ±60 kcal/kg und des Aschegehaltes von ±3,8% rel. auf ±2,5% rel. verringert werden.

Mit Hilfe der Dichtemeßstrecke sind Fremdkörpereinlagerungen im Kohlestrom lokalisierbar und mit Hilfe der 2fach y-Transmission die Fremdkörperart bestimmbar. Des weiteren können mit dem Produkt aus Dichte x Massenschwächungskoeffizient Kohle und Abraumanteile eindeutig unterschieden und selektiv ausgehalten werden. Der große Meßbereich und die mehrkanalige spektrometrische Auswertung der Spektren gestattet die Bestimmung einzeln Stoffkomponenten eines Schüttgutes.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung mehrerer, über Förderbänder auf eine zentrale Transportanlage fördernder Kohleaufgabeeinrichtungen zur Versorgung einer Kohleverarbeitungsanlage, bei dem die Eigenschaften der einzelnen Kohleförderströme radiometrisch nach einem Zweifach-Gamrr._; Durchstrahlungsverfahren ermittelt, in Steuersignale umgesetzt und einer zentralen Auswerteeinheit zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß an den einzelnen Kohleförderströmen gleichzeitig das Qualitätsmerkmal durch Absorption weicher Gammastrahlung im Meßgut mittels zweier linearer Bewortunrjsfaktoren aus dem stoffspezifischen Massenschwächungskoeffizienten der 60-keV-Quantenstrahlung und der Massendurchsatz durch Absorption harter Gammastrahlung im Meßgut aus der radiometrisch berechneten Flächenmasse mit Hilfe von Bewertungsfaktoren für den Schüttgutquerschnitt und die Scnüttgutges",hwindigkeit im Echtzeitbetrieb bestimmt werden, ein Vergleich der Istwerte mit einem vorgegebenen Sollwert für die Gesamtmenge und Durchschnittsqualität vorgenommen und bei einer Abweichung eine mengen- und qualitätsgerechte Trennung oder Vereinigung der Kohleförderströme berechnet und durch eine entsprechende Änderung der Fördermengen der einzelnen Kohleförderströme im Echtzeitbetrieb vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Qualitätsmerkmal au-; einer Flächenmassemessung bei konstanter Schüttgutbreite im Kurzzeittakt bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Qualitätsmerkmal aus einer Flächenmassemessung bei variabler Schütthöhe im Kurzzeittakt bestimmt wird.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter jedem Obertrum {1) der Förderbänder ein Gammastrahler (3) mit mehreren Strahlenquellen und in dessen Strahlengang (5) über der Fördergutschicht (2) ein Detektor (4), seitlich neben dem Obertrum (1) ein weiterer Gammastrahler (5) und in dessen Strahlengang (8) auf der anderen Seite des Obertrums (1) ein Detektor (7) und am Obertrum (1) weiterhin eint kombinierte Strahler-Detektor-Ei· ,leit (9; 10) angeordnet sind, wobei die Detektoren (4; 7) und die Strahler-Detektor-Einheit (9; 10) über Meßleitungen (11) mit der zentralen AuswerteeinheH (12) verbunden sind, die Auswerteeinheit (12) über einen seriellen Ausgang (14) mit einer zentralen Rechenanlage gekoppelt ist, von der Auswerteeinheit (12) Steuerleitungen (15) zu den Kohleaufgabe- bzw. Dosiereinrichtungen (16) geführt sind und an die Auswerteeinheit (12) ein Terminal (13) angekoppelt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquellen des Gammastrahlers (3) unter dem Obertrum (1) in Stapelbauweise übereinander angeordnet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gammastrahler (6) neben dem Obertrum (1) an einem konstanten Schüttgutquerschi litt (8) angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler-Detektor-Einheit (9) an einer Stelle des Obertrums (1) mit einem konstanten Schüttprofil angeordnet ist

8. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler-Detektor-Einheit ("O) an einer Stelle der Fördergutschicht (2) mit veränderlichem Schüttprofil angeordnet ist.