一种燃煤电厂燃煤平衡监测装置及方法
阅读说明：本技术 一种燃煤电厂燃煤平衡监测装置及方法 (Coal-fired power plant coal-fired balance monitoring device and method ) 是由 王祝成 梁昊 陈敏 王小华 梅振峰 姚胜 薛晓垒 彭小敏 俞胜捷 刘瑞鹏 赵鹏 于 2021-04-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种燃煤电厂燃煤平衡监测装置及方法,包括卸船机、实物称重校验机构、皮带机组件以及给煤机,皮带机组件包括多个皮带机,一个上设置有入厂皮带秤、一个上设置有上仓皮带秤,实物称重校验机构包括煤仓、煤仓秤、给料机,卸船机与煤仓连接,给料机与皮带机组件连接。本发明通过在线实物称重校验机构对入厂皮带秤和上仓皮带秤进行修正,弥补仅依靠动态链码校验的不足而造成皮带秤累计流量的偏差；对每个煤种实物测量获得典型体积时的煤堆平均密度,通过差值法获得煤场各区域特定煤种的实时平均密度,消除仅靠人工模拟法或挖取法测量的煤堆密度的误差,省时省力,为数字化电厂建设打下基础,对于在役燃煤机组,满足现场空间改造要求。(The invention relates to a coal-fired power plant coal-fired balance monitoring device and a coal-fired balance monitoring method, which comprise a ship unloader, a real object weighing and checking mechanism, a belt conveyor assembly and a coal feeder, wherein the belt conveyor assembly comprises a plurality of belt conveyors, one belt conveyor is provided with a factory-entering belt conveyor scale, the other belt conveyor is provided with a bin-loading belt conveyor scale, the real object weighing and checking mechanism comprises a coal bin, a coal bin scale and a feeder, the ship unloader is connected with the coal bin, and the feeder is connected with the belt conveyor assembly. The on-line real object weighing and checking mechanism corrects the belt weigher entering the factory and the belt weigher entering the warehouse, and makes up for the deviation of the accumulated flow of the belt weigher caused by the lack of checking only by the dynamic chain code; the method has the advantages that the average density of the coal pile when the typical volume is obtained by measuring each coal type in real object is obtained, the real-time average density of specific coal types in each region of the coal yard is obtained by a difference method, the error of the coal pile density measured by only a manual simulation method or an excavation method is eliminated, time and labor are saved, the foundation is laid for the construction of a digital power plant, and the requirement of field space transformation is met for an on-service coal-fired unit.)
技术领域
本发明涉及燃煤火电机组领域，具体涉及一种燃煤电厂燃煤平衡监测装置及方法。
背景技术
大型燃煤电厂燃料成本占整个电厂发电成本的70%左右，燃料管理对每个燃煤电厂来说非常重要，做好燃煤全过程管理是电厂财务准确核算发电成本的重要基础。对于电厂竞价上网来说，需要准确核算每天燃料耗量及发电成本。
目前，燃煤电厂一般是每个月底进行定期盘煤活动，盘煤小组由电厂燃料部、生产部、发电部等各相关部门人员组成。一般电厂入厂皮带秤和上仓皮带秤实行每月动态链码校验，入炉皮带秤实行每月砝码校验；煤场存煤量通过测量存煤体积和密度进行计算存煤量，其中煤场存煤体积通过激光扫描仪来完成，燃煤密度通过模拟法或者通过挖取法称重计算。由于入厂皮带秤和上仓皮带秤均是通过模拟法进行校验，缺少实物校验，经常遇到皮带秤模拟校验符合要求，但是进、出煤场煤量与电厂煤场存煤量偏差较大。造成燃煤不平衡较大的原因主要有：一方面是皮带秤随着运行时间的积累会产生张力偏差，通过动态链码模拟法校验并不能准确消除；另一方面，燃煤密度通过模拟法或者通过挖取法称重计算获得，燃煤密度测量结果存在偏差。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种燃煤电厂燃煤平衡监测装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种燃煤电厂燃煤平衡监测装置，包括卸船机、实物称重校验机构、皮带机组件以及给煤机，所述的卸船机与所述的实物称重校验机构连接，所述的实物称重校验机构与所述的皮带机组件连接，所述的皮带机组件与所述的给煤机连接，
所述的皮带机组件包括多个皮带机，多个所述的皮带机中的一个上设置有入厂皮带秤、一个上设置有上仓皮带秤，
所述的实物称重校验机构包括煤仓、用于对所述的煤仓进行称重的煤仓秤、与所述的煤仓相连通的给料机，所述的卸船机与所述的煤仓连接，所述的给料机与所述的皮带机组件连接。
优选地，所述的实物称重校验机构还包括称重显示器，所述的称重显示器与所述的煤仓秤相连接。
优选地，所述的平衡监测装置还包括犁煤机，所述的卸船机通过所述的犁煤机与所述的煤仓连接，同时所述的卸船机通过所述的犁煤机与所述的皮带机组件连接。
优选地，所述的皮带机组件包括第一皮带机、第二皮带机，所述的第一皮带机与所述的给料机连接，所述的第二皮带机与所述的第一皮带机连接，所述的入厂皮带秤设置在所述的第二皮带机上。
进一步优选地，所述的平衡监测装置还包括除大块机，所述的除大块机设置在所述的第一皮带机、第二皮带机之间。
进一步优选地，所述的皮带机组件还包括第三皮带机、第四皮带机，所述的第三皮带机与所述的第二皮带机连接、同时与煤场连通，所述的第四皮带机与所述的第三皮带机连接，所述的上仓皮带秤设置在所述的第四皮带机上。
进一步优选地，所述的平衡监测装置还包括碎煤机，所述的碎煤机设置在所述的第三皮带机、第四皮带机之间。
进一步优选地，所述的皮带机组件还包括第五皮带机、第六皮带机，所述的第五皮带机与所述的第二皮带机连接，所述的第六皮带机分别与所述的第三皮带机、第五皮带机连接，同时与煤场连通。
优选地，所述的卸船机、皮带机组件分别设置有两组，所述的卸船机与所述的煤仓连接，同时所述的卸船机与所述的皮带机组件连接。
优选地，所述的煤仓呈柱体或椎体，所述的煤仓秤、给料机设置在所述的煤仓的底部。
本发明的另一个目的是提供一种燃煤电厂燃煤平衡监测方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种燃煤电厂燃煤平衡监测方法，该方法采用上述燃煤电厂燃煤平衡监测装置实现，通过实物称重校验机构对入厂皮带秤、上仓皮带秤进行校验和修正，该方法包括：
1）、对煤仓进煤，记录煤仓重量W1，向皮带机组件送煤，入厂皮带秤、上仓皮带秤同步进行对比试验，完成试验后，停止向皮带机组件送煤，待皮带机组件上煤输送完毕后，记录煤仓重量W2，煤中大块重量为W3，入厂皮带秤/上仓皮带秤累计煤量为Wn，重复n次上述比对试验，最终取n次试验结果的平均值作为入厂皮带秤/上仓皮带秤修正值k，
，
，
2）、将煤场分成m个区域：F1、F2、…Fn，对应每个煤场的区域设置煤种：C1、C2、…Cn，测量各煤种的体积V1、V2、…Vn，测量各煤种的重量WC1、WC2、…WCn，计算各煤种的平均密度为DC1、DC2、…DCn，根据差值法，由获得新的体积Vnx后求取煤堆实时平均密度DCny，
3）、根据入厂皮带秤的累计流量ΣW入、上仓皮带秤的累计流量ΣW上以及煤场存煤量ΣWC可实现燃料平衡实时监测，要求燃煤不平衡率不大于1%，即：
。
优选地，计算煤种的平均密度为DCn时，每次进场指定重量的煤堆Wn，并测得该指定重量的煤堆体积Vn，重复x次，每次煤堆的平均密度为：
。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明通过在线实物称重校验机构对入厂皮带秤和上仓皮带秤进行修正，弥补仅依靠动态链码校验的不足而造成皮带秤累计流量的偏差；通过对每个煤种实物测量获得典型体积时的煤堆平均密度，通过差值法获得煤场各区域特定煤种的实时平均密度，消除仅靠人工模拟法或挖取法测量的煤堆密度的误差，并且省时省力，为数字化电厂建设打下基础，对于在役燃煤机组，现场空间能够满足改造要求。
附图说明
附图1为本实施例的结构示意图。
以上附图中：
1、轮船；2、卸船机；30、煤仓；31、煤仓秤；32、称重显示器；33、给料机；40、入厂皮带秤；41、上仓皮带秤；5、除大块机；6、碎煤机；7、给煤机；8、犁煤机；90、煤场1；91、煤场2。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，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发明中的具体含义。
如图1所示的一种燃煤电厂燃煤平衡监测装置，包括卸船机2、实物称重校验机构、皮带机组件、除大块机5、碎煤机6以及给煤机7等。轮船1与卸船机2连接，卸船机2与实物称重校验机构连接，实物称重校验机构与皮带机组件连接，皮带机组件与给煤机7连接。
在本实施例中：实物称重校验机构包括煤仓30、用于对煤仓30进行称重的煤仓秤31、用于显示煤仓秤31称重重量的称重显示器32、与煤仓30相连通的给料机33。其中：煤仓30一般设计为圆柱体或圆锥体，煤仓秤31、给料机33设置在煤仓30的底部，称重显示器32与煤仓秤31相连接；卸船机2与煤仓30连接，给料机33与皮带机组件连接。在本实施例中：卸船机2通过犁煤机8与煤仓30连接将燃煤切至煤仓20，同时卸船机2也可以通过犁煤机8直接与皮带机组件连接将燃煤直接切至皮带机组件。
在本实施例中：皮带机组件包括多个皮带机，多个皮带机中的一个上设置有入厂皮带秤40、一个上设置有上仓皮带秤41。具体为：第一皮带机1A/1B、第二皮带机2A/2B、第三皮带机5A/5B、第四皮带机6A/6B、第五皮带机3A/3B、第六皮带机4A/4B、第七皮带机7A/7B以及第八皮带机8A/8B，其中，第一皮带机1A/1B与给料机33和卸船机2同时连接，除大块机5与第一皮带机1A/1B连接，第二皮带机2A/2B与除大块机5连接，第五皮带机3A/3B与第二皮带机2A/2B连接，第六皮带机4A/4B与第五皮带机3A/3B和煤场同时连接，第三皮带机5A/5B与第六皮带机4A/4B和煤场同时连接，碎煤机6与第三皮带机5A/5B连接，第四皮带机6A/6B与碎煤机6连接，第七皮带机7A/7B与第四皮带机6A/6B连接，第八皮带机8A/8B与第七皮带机7A/7B连接，给煤机7与第八皮带机8A/8B连接。入厂皮带秤40设置在第二皮带机2A/2B上，上仓皮带秤41设置在第四皮带机6A/6B上。
在本实施例中：卸船机2、皮带机组件分别设置有两组，通过实物称重校验机构对入厂皮带秤40和上仓皮带秤41进行校验和修正，通过两组线可轮流实物校验两组线上的入厂皮带秤40和上仓皮带秤41，不影响正常入厂卸煤以及上仓进煤运行。
当需要对入厂皮带秤40、上仓皮带秤41进行实物校验时：首先对入厂皮带秤40和上仓皮带秤41进行动态链码校验，并对皮带秤的累计装置进行校验和检查，保证皮带秤瞬时值和累计值显示正常；然后利用实物称重校验机构依次对入厂皮带秤40、上仓皮带秤41进行实物称重校验，试验期间收集除大块并统计重量，实物称重校验机构的称重数值减去除大块重量作为燃煤重量基准值，依次对皮带秤的显示值进行修正，校验上仓皮带秤41时，需要注意第六皮带机4A/4B切至第三皮带机5A/5B，防止有燃煤被输送至煤场，影响燃煤重量的统计，每个皮带秤进行多次重复性试验，最终以多次试验的平均值（燃煤重量基准值和皮带秤显示值的比值）对皮带秤进行修正。
对于不同煤种需要计算密度时，从煤场某区域空场地开始，将不同煤种堆放在煤场不同区域（例如煤场1中的F11、F12、F13、F14，煤场2中的F21、F22、F23、F24），如果电厂采购煤种过多，可选相近煤种堆在同一个地方。燃煤堆积密度可以通过进煤场的煤量与煤堆各垛的存煤体积，计算得出不同煤种10个工况典型体积煤堆的平均密度，建立煤堆（煤种）、煤堆体积及煤堆平均密度的关系，根据差值法求得不同体积下煤堆的平均密度。根据进、出煤场的入厂皮带秤40、上仓皮带秤41的累计流量和煤场储煤量实现实时平衡数据在线显示，燃煤量不平衡率偏差不大于1%。
以某厂超临界660MW机组为例说明发明装置使用详细过程：
（1）、首先，通过操作犁煤器8对煤仓30进煤，料位至100%时，停止进煤，记录煤仓重量为W1，然后启动煤仓30下部的给料机33进行皮带秤对比试验，第六皮带机4A切至第三皮带机5A，对入厂皮带秤40、上仓皮带秤41同步进行对比试验，试验结束后，停止煤仓30下部的给料机33，检查试验第一皮带机1A、第二皮带机2A、第四皮带机6A上燃煤全部走空，记录煤仓30重量为W2，煤中大块重量为W3，第二皮带机2A、第四皮带机6A的入厂皮带秤40/上仓皮带秤41累计煤量为W2a/W6a，重复3次试验，最终取3次试验结果的平均值作为皮带秤修正值。例如对于第二皮带机2A上入厂皮带秤40修正计算公式如下：
式中：
、、——分别表示第一次、第二次、第三次试验煤仓进料后重量，t/h；
、、——分别表示第一次、第二次、第三次试验煤仓进料后重量，t/h；
、、——分别表示第一次、第二次、第三次试验煤仓试验结束后重量，t/h；
、、——分别表示第一次、第二次、第三次试验煤中除大块重量，t/h；
、、——分别表示第一次、第二次、第三次试验入厂皮带秤40累计燃煤重量，t/h；
、、——分别表示第一次、第二次、第三次试验入厂皮带秤40累计燃煤重量修正系数；
——表示入厂皮带秤40累计重量的平均修正系数。
对于其余入厂皮带秤40、上仓皮带秤41的修正系数可采用上述同样的步骤获得，此处不再赘述。
（2）、将煤场1分成4个区域：F11、F12、F13、F14，将煤场2分成四个区域F21、F22、F23、F24，电厂日常使用煤种有8种：C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8，分别对应上述2个煤场的8个区域，利用煤场安装的激光扫描仪测量8个煤堆体积分别为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8，每个煤堆重量分别为WC1、WC2、WC3、WC4、WC5、WC6、WC7、WC8，对应的平均密度分别为DC1、DC2、DC3、DC4、DC5、DC6、DC7、DC8。以煤种C1为例，求取平均密度的过程为：首先对煤场区域F11场地清扫干净，然后开始进场堆料，F11区域设计可以堆料4万吨煤，煤堆形状采用圆锥状，每进场4000吨煤采用激光仪测量一次煤堆体积，直至堆料4万吨为止，总共测量10次煤堆体积，即：V11、V12、V13、V14、V15、V16、V17、V18、V19、V110，根据重量和体积计算得到10个平均密度，即：DC11、DC12、DC12、DC13、DC14、DC15、DC16、DC17、DC18、DC19、DC110：
；；；
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；；；。
根据差值法，由激光扫仪获得新的体积V1x后求取煤堆平均密度DC1y。对于其他煤种求取平均密度可采用上述同样方法，此处不再赘述。
（3）、在完成上述2个步骤后，根据入厂皮带秤的累计流量ΣW2、上仓煤的累计流量ΣW6以及煤场存煤量ΣWC可实现燃料平衡实时监测,要求燃煤不平衡率不大于1%，即
。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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