一种煤流入炉计量与在线监测系统的制作方法

1.本发明涉及煤流入炉计量技术领域,更具体的说是涉及一种煤流入炉计量与在线监测系统。


背景技术：

2.我国的火力发电使用的燃烧能源主要已煤炭为主，，在相当长的一段时期内，我国的能源结构仍将以火力发电为主。未来燃煤机组将向着高效节能、掺混燃烧、超低排放等方向发展。在锅炉燃煤过程中，运行人员对于最下层实际入炉的煤量和煤流运行的过程是否稳定较为关心。现有煤流过程中设备对于运行人员而言类似于一个黑箱，设备内部的情况不易实时掌控，不利于运行调；同时改烧低价煤或是混配煤，已是火电机组在降低成本时首要采取的措施，在使用低价煤和混配煤的同时，杂质相应的增多，单独使用给煤机对锅炉负载进行计算，计算后的偏差增大。
3.因此如何对煤流进行进一步计量和保持煤流运输的稳定是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种煤流入炉计量与在线监测系统，通过对给煤机和石子煤的计量，提高了对原煤入炉的计量的精准度；通过对原煤斗和煤粉仓的料位检测提高了煤流运行的稳定性。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.优选的，在上述一种煤流入炉计量与在线监测系统，包括：
7.煤流入炉模块，能够将原煤输送到锅炉中进行燃烧；
8.数据采集模块，对所述煤流入炉模块的煤流进行数据采集；
9.控制模块，根据所述数据采集模块的数据信息分析，对煤流入炉进行计量，并对所述煤流入炉模块的设备进行控制。
10.优选的，在上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，所述煤流入炉模块，包括：
11.原煤斗，用于存储原煤，其出煤口处设置第一阀门控制出煤口的开度；
12.给煤机，用于运输原煤，其运输带与所述原煤斗的出煤口对应；
13.磨煤机，对原煤进行研磨成粉，并分离杂质，其进煤口与所述给煤机的出煤口连接；
14.石子煤斗，其进煤口与所述磨煤机的石子煤出口连接，对所述原煤产生的石子煤进行暂时收集，其出煤口处设置第二阀门；
15.收集箱，与所述石子煤斗的出煤口连接，对原煤产生的石子煤进行收集；
16.煤粉仓，其进粉口与所述磨煤机的出粉口连接，对生成的煤粉进行收集；
17.给粉机，其进粉口与所述煤粉仓的出粉口连接，通过一次风将煤粉送入锅炉中燃烧。
18.优选的，在上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，所述数据采集模块，包括：
19.第一测距传感器，设置在所述原煤斗的顶部，测量原煤至所述原煤斗顶部的距离；
20.第一称重装置，设置在所述给煤机运输皮带的下方，对皮带运输的原煤进行称重计量；
21.第二称重装置，设置在所述收集箱下方，对所述收集箱内石子煤的重量进行检测；
22.第二测距传感器，设置在所述煤粉仓的顶部，测量煤粉至所述煤粉仓顶部的距离。
23.优选的，在上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，所述控制模块，包括：
24.存储单元，存储原煤高阈值，存储原煤低阈值，存储煤粉低阈值；
25.计量单元，获取所述第一称重装置和所述第二称重装置的数据信息，对煤流入炉进行计量；
26.原煤控制单元，获取所述第一测距传感器的数据信息，与所述原煤高阈值和所述原煤低阈值进行对比分析，对所述原煤仓的原煤数量进行预警并进行调节；
27.煤粉控制单元，获取所述第二测距传感器的数据信息，与所述煤粉低阈值进行对比分析，对所述煤粉仓的煤粉数量进行预警并进行调节；
28.报警单元，根据所述第二测距传感器和所述第二称重装置的数据信息进行对比分析，判断煤流是否有发生堵塞发生。
29.优选的，在上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，所述计量单元，具体过程为：
30.步骤一，获取所述第一称重装置的数据信息，计算预设时间段内给煤机的累积煤量为第一重量；
31.步骤二，在预设时间段结束时，打开所述第二阀门，使所述石子煤斗内的石子煤流入所述收集箱内；
32.步骤三，获取所述第二称重传感器的数据信息，计算预设时间段内产生的石子煤重量为第二重量；
33.步骤四，根据所述第一重量和所述第二重量计算进入所述煤粉仓的重量。
34.优选的，在上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，所述原煤控制单元，具体过程为：
35.步骤一，获取所述第一测距传感器的数据信息，将数据信息转化为数字信息为原煤距离；
36.步骤二，当所述原煤距离小于所述原煤低阈值时，生成低原煤预警信息；
37.步骤三，收到所述低原煤预警信息对所述原煤斗内的原煤进行补充；
38.步骤四，当所述原煤距离大于所述原煤高阈值时，生成高原煤预警信息；
39.步骤五，收到所述高原煤预警信息停止对所述原煤斗进行原煤补充。
40.优选的，在上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，所述煤粉控制单元，具体过程为：
41.步骤一，获取所述第二测距传感器的数据信息，将数据信息转化为数字信息为煤粉距离；
42.步骤二，当所述煤粉距离小于所述煤粉低阈值时，生成低煤粉预警信息；
43.步骤三，收到所述低煤粉预警信息，对所述第一阀门的开度进行调节，同时提高所
述给煤机皮带的传输速度；
44.步骤四，判断所述煤粉距离保持稳定后，停止对所述第一阀门和所述给煤机的调节。
45.优选的，在上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，所述报警单元，具体过程为：
46.获取所述第二称重装置的历史数据信息，在打开所述第二阀门后，所述第二称重装置的数据信息没有发生变化或变化数字偏差较大，判断所述石子煤出煤口发生堵塞，生成石子煤堵塞报警；
47.获取所述第二测距传感器的历史数据信息，当所述给粉机出粉口的开度和所述第一阀门的开度没有发生变化时，所述第二测距传感器检测的距离持续变短，判断所述给粉机发生堵塞，生成给粉堵塞报警。
48.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果为：
49.1.通过原煤计量和石子煤计量对计算锅炉入煤量，提高了锅炉入煤计量的精度；
50.2.通过对煤流过程的监测，在发生异常时对异常判断并进行报警，提高了煤流入炉的稳定性，提高了锅炉负载稳定。
附图说明
51.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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
52.图1附图为本发明的系统组成示意图。
53.图2附图为本发明的煤流计量过程流程示意图。
具体实施方式
54.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。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。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。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。
55.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
56.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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发明和简化描
述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
57.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
58.如图1所示，本发明实施例公开了一种煤流入炉计量与在线监测系统，包括：
59.煤流入炉模块，能够将原煤输送到锅炉中进行燃烧；
60.数据采集模块，对煤流入炉模块的煤流进行数据采集；
61.控制模块，根据数据采集模块的数据信息分析，对煤流入炉进行计量，并对煤流入炉模块的设备进行控制。
62.其中，控制模块可以为plc或者远程服务区，为现有技术；
63.上述实施例的有益效果为：通过原煤计量和石子煤计量对计算锅炉入煤量，提高了锅炉入煤计量的精度；通过对煤流过程的监测，在发生异常时对异常判断并进行报警，提高了煤流入炉的稳定性，提高了锅炉负载稳定。
64.在一个实施例中，上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，煤流入炉模块，包括：
65.原煤斗，用于存储原煤，其出煤口处设置第一阀门控制出煤口的开度；
66.给煤机，用于运输原煤，其运输带与原煤斗的出煤口对应；
67.磨煤机，对原煤进行研磨成粉，并分离杂质，其进煤口与给煤机的出煤口连接；
68.石子煤斗，其进煤口与磨煤机的石子煤出口连接，对原煤产生的石子煤进行暂时收集，其出煤口处设置第二阀门；
69.收集箱，与石子煤斗的出煤口连接，对原煤产生的石子煤进行收集；
70.煤粉仓，其进粉口与磨煤机的出粉口连接，对生成的煤粉进行收集；
71.给粉机，其进粉口与煤粉仓的出粉口连接，通过一次风将煤粉送入锅炉中燃烧。
72.其中，第一阀门和第二阀门都为现有技术。
73.上述实施例中工作原理为：原煤斗中的原煤落到给煤机的输送皮带上，设置在出煤口的第一阀门，通过调节第一阀门的开度来控制原煤流量，给煤机将原煤输送到磨煤机中，磨煤机对原煤进行碾碎成粉，并将石子煤分离出来，石子煤进入石子煤斗中进行暂时存储，在收到信息后打开第二阀门，将石子煤输送到收集箱中；磨煤机中的煤粉进入到煤粉仓内，煤粉输送到给粉机通过一次风将煤粉吹入锅炉内。
74.在一个实施例中，上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，数据采集模块，包括：
75.第一测距传感器，通过螺栓固定连接在原煤斗的顶部，测量原煤至原煤斗顶部的距离；
76.第一称重装置，设置在给煤机运输皮带的下方，对皮带运输的原煤进行称重计量；
77.第二称重装置，设置在收集箱下方，对收集箱内石子煤的重量进行检测；
78.第二测距传感器，设置在煤粉仓的顶部，测量煤粉至煤粉仓顶部的距离。
79.其中，第一测距传感器和第二测距传感器优选的激光测距传感器，为现有技术；第一称重装置和第二称重装置优选的为电磁力式称重传感器，为现有技术；上述装置都通过有线连接有信号转换器，将数据信息转换为数字信息，信号转换器连接信号发射器，通过信号发射器将检测的数据信息发送控制模块。
80.在一个实施例中，上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，控制模块，包括：
81.存储单元，存储原煤高阈值，存储原煤高阈值，存储煤粉低阈值；
82.计量单元，获取第一称重装置和第二称重装置的数据信息，对煤流入炉进行计量；
83.原煤控制单元，获取第一测距传感器的数据信息，与原煤高阈值和原煤低阈值进行对比分析，对原煤仓的原煤数量进行预警并进行调节；
84.煤粉控制单元，获取第二测距传感器的数据信息，与煤粉低阈值进行对比分析，对煤粉仓的煤粉数量进行预警并进行调节；
85.报警单元，根据第二测距传感器和第二称重装置的数据信息进行对比分析，判断煤流是否有发生堵塞发生。
86.其中，原煤高阈值、原煤高阈值和煤粉低阈值都为预设值，通过控制模块的人机交互界面对具体数值进行更改；
87.在一个实施例中，上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，计量单元，具体过程为：
88.步骤一，获取第一称重装置的数据信息，计算预设时间段内给煤机的累积煤量为第一重量；
89.步骤二，在预设时间段结束时，打开第二阀门，使石子煤斗内的石子煤流入收集箱内；
90.步骤三，获取第二称重传感器的数据信息，计算预设时间段内产生的石子煤重量为第二重量；
91.步骤四，根据第一重量和第二重量，预设时间段内煤流计量为计算进入煤粉仓的重量。
92.需要说明的是，一个锅炉组可对应多个给煤机，例如300mw机组锅炉一般设置6台中速磨煤机,5台工作,1台备用,也有设置5台中速磨煤机的,4台工作,1台备用；其中，一台磨煤机对应一台给煤机；
93.其中，第一重量为所有给煤机的输送原煤总和，第二重量为所有磨煤机产生的石子煤的总量；
94.其中，收集箱与锅炉的所有磨煤机石子煤出口连通，既第二称重传感器计算的第二重量为锅炉对应的磨煤机产生的石子煤总量；
95.其中，预设时间段为煤流计量单位时间，每过一次单位时间就对煤流进行一次计量，现成闭环的计量，将计量的数据实时更新到控制模块的人机交互界面上；
96.上述实施例的有益效果为：通过对原煤计量和对石子煤计量对煤流计量，提高了煤流计量的精准度；
97.在一个实施例中，上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，原煤控制单元，具体过程为：
98.步骤一，获取第一测距传感器的数据信息，将数据信息转化为数字信息为原煤距
离；
99.步骤二，当原煤距离小于原煤低阈值时，生成低原煤预警信息；
100.步骤三，收到低原煤预警信息对原煤斗内的原煤进行补充；
101.步骤四，当原煤距离大于原煤高阈值时，生成高原煤预警信息；
102.步骤五，收到高原煤预警信息停止对原煤斗进行原煤补充。
103.上述实施例对原煤斗的元煤量进行监控，提高了煤流运行的稳定性。
104.在一个实施例中，上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，煤粉控制单元，具体过程为：
105.步骤一，获取第二测距传感器的数据信息，将数据信息转化为数字信息为煤粉距离；
106.步骤二，当煤粉距离小于煤粉低阈值时，生成低煤粉预警信息；
107.步骤三，收到低煤粉预警信息，对第一阀门的开度进行调节，同时提高给煤机皮带的传输速度；
108.步骤四，判断煤粉距离保持稳定后，停止对第一阀门和给煤机的调节。
109.上述实施例为dcs系统调节锅炉负荷，对给粉机出粉口的开度进行调节，同时导致煤粉仓的粉位下降，破坏煤流的稳定，对原煤斗的出煤流量进行调节，设置安全调节单位，每次对第一阀门调节后验证煤粉仓的变化，不稳定再次对第一阀门进行调节，直到煤粉仓料位稳定，提高了煤流的稳定性。
110.在一个实施例中，上述一种煤流入炉计量与在线监测系统中，报警单元，具体过程为：
111.获取第二称重装置的历史数据信息，在打开第二阀门后，第二称重装置的数据信息没有发生变化或变化数字偏差较大，判断石子煤出煤口发生堵塞，生成石子煤堵塞报警；
112.获取第二测距传感器的历史数据信息，当给粉机出粉口的开度和第一阀门的开度没有发生变化时，第二测距传感器检测的距离持续变短，判断给粉机发生堵塞，生成给粉堵塞报警。
113.在煤流过程中会发生堵塞现象，通过对历史数据的判断及时确定堵塞的发生，减少故障发生，提高了煤流运行稳定性。
114.需要说明的是，上述实施例，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
115.术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
116.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
117.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种煤流入炉计量与在线监测系统，其特征在于，包括：煤流入炉模块，能够将原煤输送到锅炉中进行燃烧；数据采集模块，对所述煤流入炉模块的煤流进行数据采集；控制模块，根据所述数据采集模块的数据信息分析，对煤流入炉进行计量，并对所述煤流入炉模块的设备进行控制。2.根据权利要求1所述的一种煤流入炉计量与在线监测系统，其特征在于，所述煤流入炉模块，包括：原煤斗，用于存储原煤，其出煤口处设置第一阀门控制出煤口的开度；给煤机，用于运输原煤，其运输带与所述原煤斗的出煤口对应；磨煤机，对原煤进行研磨成粉，并分离杂质，其进煤口与所述给煤机的出煤口连接；石子煤斗，其进煤口与所述磨煤机的石子煤出口连接，对所述原煤产生的石子煤进行暂时收集，其出煤口处设置第二阀门；收集箱，与所述石子煤斗的出煤口连接，对原煤产生的石子煤进行收集；煤粉仓，其进粉口与所述磨煤机的出粉口连接，对生成的煤粉进行收集；给粉机，其进粉口与所述煤粉仓的出粉口连接，通过一次风将煤粉送入锅炉中燃烧。3.根据权利要求2所述的一种煤流入炉计量与在线监测系统，其特征在于，所述数据采集模块，包括：第一测距传感器，设置在所述原煤斗的顶部，测量原煤至所述原煤斗顶部的距离；第一称重装置，设置在所述给煤机运输皮带的下方，对皮带运输的原煤进行称重计量；第二称重装置，设置在所述收集箱下方，对所述收集箱内石子煤的重量进行检测；第二测距传感器，设置在所述煤粉仓的顶部，测量煤粉至所述煤粉仓顶部的距离。4.根据权利要求3所述的一种煤流入炉计量与在线监测系统，其特征在于，所述控制模块，包括：存储单元，存储原煤高阈值，存储原煤低阈值，存储煤粉低阈值；计量单元，获取所述第一称重装置和所述第二称重装置的数据信息，对煤流入炉进行计量；原煤控制单元，获取所述第一测距传感器的数据信息，与所述原煤高阈值和所述原煤低阈值进行对比分析，对所述原煤仓的原煤数量进行预警并进行调节；煤粉控制单元，获取所述第二测距传感器的数据信息，与所述煤粉低阈值进行对比分析，对所述煤粉仓的煤粉数量进行预警并进行调节；报警单元，根据所述第二测距传感器和所述第二称重装置的数据信息进行对比分析，判断煤流是否有发生堵塞发生。5.根据权利要求4所述的一种煤流入炉计量与在线监测系统，其特征在于，所述计量单元，具体过程为：步骤一，获取所述第一称重装置的数据信息，计算预设时间段内给煤机的累积煤量为第一重量；步骤二，在预设时间段结束时，打开所述第二阀门，使所述石子煤斗内的石子煤流入所述收集箱内；步骤三，获取所述第二称重传感器的数据信息，计算预设时间段内产生的石子煤重量
为第二重量；步骤四，根据所述第一重量和所述第二重量计算进入所述煤粉仓的重量。6.根据权利要求4所述的一种煤流入炉计量与在线监测系统，其特征在于，所述原煤控制单元，具体过程为：步骤一，获取所述第一测距传感器的数据信息，将数据信息转化为数字信息为原煤距离；步骤二，当所述原煤距离小于所述原煤低阈值时，生成低原煤预警信息；步骤三，收到所述低原煤预警信息对所述原煤斗内的原煤进行补充；步骤四，当所述原煤距离大于所述原煤高阈值时，生成高原煤预警信息；步骤五，收到所述高原煤预警信息停止对所述原煤斗进行原煤补充。7.根据权利要求4所述的一种煤流入炉计量与在线监测系统，其特征在于，所述煤粉控制单元，具体过程为：步骤一，获取所述第二测距传感器的数据信息，将数据信息转化为数字信息为煤粉距离；步骤二，当所述煤粉距离小于所述煤粉低阈值时，生成低煤粉预警信息；步骤三，收到所述低煤粉预警信息，对所述第一阀门的开度进行调节，同时提高所述给煤机皮带的传输速度；步骤四，判断所述煤粉距离保持稳定后，停止对所述第一阀门和所述给煤机的调节。8.根据权利要求4所述的一种煤流入炉计量与在线监测系统，其特征在于，所述报警单元，具体过程为：获取所述第二称重装置的历史数据信息，在打开所述第二阀门后，所述第二称重装置的数据信息没有发生变化或变化数字偏差较大，判断所述石子煤出煤口发生堵塞，生成石子煤堵塞报警；获取所述第二测距传感器的历史数据信息，当所述给粉机出粉口的开度和所述第一阀门的开度没有发生变化时，所述第二测距传感器检测的距离持续变短，判断所述给粉机发生堵塞，生成给粉堵塞报警。

技术总结
本发明公开了一种煤流入炉计量与在线监测系统，包括：煤流入炉模块，能够将原煤输送到锅炉中进行燃烧；数据采集模块，对煤流入炉模块的煤流进行数据采集；控制模块，根据数据采集模块的数据信息分析，对煤流入炉进行计量，并对煤流入炉模块的设备进行控制；通过原煤计量和石子煤计量对计算锅炉入煤量，提高了锅炉入煤计量的精度；通过对煤流过程的监测，在发生异常时对异常判断并进行报警，提高了煤流入炉的稳定性，提高了锅炉负载稳定。提高了锅炉负载稳定。提高了锅炉负载稳定。


技术研发人员：徐海 李先兴 刘光
受保护的技术使用者：华能临沂发电有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/8/22