一种焦炉碳化室加煤量精确计量的方法
阅读说明：本技术 一种焦炉碳化室加煤量精确计量的方法 (Method for accurately measuring coal feeding amount of coke oven carbonization chamber ) 是由 刘春祥 柯青春 岳鑫先 崔晓江 于 2020-03-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种焦炉碳化室加煤量精确计量的方法,所述方法包括以下步骤：第一步采用无线通信传输系统来传送煤车装煤前的皮重、装煤后毛重以及推焦车余煤量数据进行计算；第二步实现推焦车平煤过程中带出余煤量计量功能；第三步实现采集加煤车每炉加煤量数据；第四步进行每炉装煤量的精确计算。该技术方案可以根据精确加煤量进行煤碳化成焦的工艺控制调整,以提升焦炭质量以及各种焦炉指标的控制,并且更能够节省能源。(The invention relates to a method for accurately metering the coal feeding amount of a coke oven carbonization chamber, which comprises the following steps: firstly, a wireless communication transmission system is adopted to transmit the tare weight before coal charging, the gross weight after coal charging and the residual coal amount data of a coke pusher for calculation; secondly, the function of measuring the amount of the residual coal in the coal leveling process of the coke pusher is realized; thirdly, acquiring the coal charging amount data of each furnace of the coal charging car; and the fourth step is to accurately calculate the coal charging amount of each furnace. The technical scheme can control and adjust the process of coal carbonization and coking according to the accurate coal feeding amount so as to improve the coke quality and control various coke oven indexes and save energy sources.)
技术领域
本发明涉及一种计量方法，具体涉及一种焦炉碳化室加煤量精确计量的方法，属于检测控制
技术领域
。背景技术
目前，在焦化企业焦炉加煤车采用的加煤量计量方式一般有两种。1、在焦炉煤塔下部设置轨道秤，通过加煤车加煤前后触发轨道秤进行称量，通过函数计算（车载PLC或是地面用PLC）得出当前加煤车对某一碳化室加煤量；2、采用车载煤斗秤（一般采用的4mA-20mA标准信号传感器）来计算加煤车当前碳化室的加煤量。此两种方式均存在计量问题。原因是焦炉加煤车加煤过程中为了防止碳化室煤量在加煤口堆积成“山”型、加煤过程中缺角现象的出现以及加煤堵炉口现象的发生，在加煤车加煤过程需要推焦车进行平煤动作，平煤过程中会带出碳化室煤量（专业术语余煤量）。其平煤次数越多带出的余煤就越多，同一碳化室中加入煤量45吨，其余煤量最多时会带出700kg重量。每天1座焦炉150炉，其统计的加煤量数据就会相差105吨上下，此种情况严重影响加煤量数据的统计。加煤量的偏差对于碳化室煤炭的碳化过程控制存在影响，并且不能使用加煤数据来反应加煤司机的作业水平。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种焦炉碳化室加煤量精确计量的方法，该技术方案可以根据精确加煤量进行煤碳化成焦的工艺控制调整，以提升焦炭质量以及各种焦炉指标的控制，并且更能够节省能源。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种焦炉碳化室加煤量精确计量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
第一步采用无线通信传输系统来传送煤车装煤前的皮重、装煤后毛重以及推焦车余煤量数据进行计算；
第二步实现推焦车平煤过程中带出余煤量计量功能；
第三步实现采集加煤车每炉加煤量数据；
第四步进行每炉装煤量的精确计算。
作为本发明的一种改进，所述第一步中，无线通信传输系统包括推焦车电台系统，推焦车车载PLC ，网线，推焦车无线电台（从站），推焦车车载天线，推焦车地面天线，推焦车地面电台（主站），地面通信光缆，交换机，地面plc ，加煤车电台系统，加煤车车载PLC ，加煤车车载无线电台（从站），加煤车车载天线，加煤车地面天线，加煤车地面电台（主站）,以及无线电台和天线连接馈线，推焦车电台系统和加煤车电台系统均通过车载plc（推焦车车载plc、加煤车车载plc连接车载电台（推焦车车载电台、加煤车车载电台），其连接采用的是普通网线进行电台和车载plc进行数据交换，推焦车车载电台（从站）通过电台馈线连接车载天线，加煤车车载电台（从站）通过电台馈线连接车载天线，推焦车车载电台（从站）和推焦车地面站电台（主站）采用无线传送数据，加煤车车载电台（从站）和推焦车地面站电台（主站）采用无线传送数据，推焦车地面站电台（主站）通过馈线连接地面天线，加煤车地面站电台（主站）通过馈线连接地面站天线，地面推焦车主站和加煤车主站通过光纤连接到地面通信交换机上部，交换机把数据传送到地面PLC进行数据处理，从而实现推焦车、加煤车之间的加煤量和余煤量数据交换。通过上述无线系统能够实现推焦车的余煤量、以及装煤车装煤数据传送到地面控制PLC，实现了加煤车加煤量减除余煤量的可能。但是实现推焦车平煤过程中余煤的重量计量和加煤车每炉重量的计算还需进行第二步。
作为本发明的一种改进，所述第二步是实现推焦车平煤过程中带出余煤量计量功能，具体如下：采用一种推焦车平煤斗称量装置。在推焦车平煤接槽下部安装余煤斗秤台，取推焦车平煤开始信号作为采集平煤前称重传感器数据的触发源信号，并把数据传送给推焦车逻辑控制器PLC。取推焦车平煤动作后退到位信号作为采集平煤后称重传感器数据的触发源，即每次平煤结束通过PLC来运算平煤后称量数据减去平煤前称量数据，运算结果即是当前碳化室装煤过程中的余煤量数据，采集的余煤传感器和车载plc之间采用隔离器隔离，防止PLC模块的烧毁以及仪表车辆过程中的干扰。当前碳化室余煤量数据运算好后通过步骤无线传送把余煤量数据传送给地面PLC，进而实现推焦余煤量信号采集，下一步就是实现加煤车煤塔受煤过程中的加煤量的数据采集。
作为本发明的一种改进，所述第三步是实现采集加煤车每炉加煤量数据，具体如下：采用无线通信系统和地面称量系统进行每炉碳化室加煤量数据的采集。加煤车到达煤塔下加煤口进行对位，对位采用的是磁感应的煤塔上部发信器磁铁和车载控制受信器来控制对位过程，煤塔顶部采用三组加煤口A、B、C，当车载控制受信器接受到对位信号完成后由车载PLC发送称量触发数据采集指令，其传送路径由加煤车地面主站无线连接加煤车炉顶称量无线电台（从站）进行称量数据收集命令的传送，由称量PLC接受命令后采集由轨道秤传感器称出的皮重，同样称出的数据按照无线的原路径反馈给加煤车触摸屏上以及地面控制PLC数据库中，加煤车进行其受煤动作，加煤车车载PLC逻辑判断加煤动作开始、煤斗料位计满信号以及煤塔反馈完成信号后，同样由其车载PLC发送煤塔轨道秤数据采集触发命令，采集煤塔受煤后重量毛重，由毛重-皮重得出本炉碳化室加煤车受煤重量，加煤车的受煤量反馈给地面PLC，至此加煤车受煤的装煤量采集完毕。
作为本发明的一种改进，第四步进行每炉装煤量的精确计算，具体如下：通过地面PLC收集来由第三步加煤车采集的受煤量数据和由第二步推焦车采集余煤量数据进行运算（受煤量-推焦平煤余煤量），就能准确计算得出本炉碳化室加煤量.
相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该技术方案便于生产产量的统计，可以作为当班作业人员生产绩效进行管理；2）该方案生产方可以根据精确加煤量数据，进行炼焦工艺控制调整，例如直行温度、横墙温度、煤气流量以及加热时间等工艺加热制度数据，可稳定焦炭冷热强度质量；3）该方案生产方通过匹配恰当的能源消耗工艺参数，可避免本方案实施前，因加煤量数据虚高而造成的一定能源浪费。其能源节省计算说明:依据焦化企业要达到炼焦行业生产标准（HJ/T126－2003）中资源能源利用指标二级标准，炼焦耗热量:若是焦炉煤气加热≤2250kj/kg煤（7%含水折算）、若是高炉煤气加热≤2550kj/kg煤（7%含水折算）、吨焦耗新水≤3.5t、吨焦耗电量≤35KWh。依梅钢现有110孔6米焦炉为例，每炉焦炭精确计算的余煤量数据即是煤孔加入的虚高数据平均在0.65吨左右（未实施本改进措施前余煤数据也许作为正常碳化室装煤量进行碳化成焦）。每天虚高的装煤量即余煤量=0.65吨/炉*120炉/天=78吨。通过装煤量的精确计量后换算成耗能每天依梅钢110炉6米焦炉来计算即是：炼焦耗热量节省焦炉煤气加热≤2250kj/kg*78吨、高炉煤气加热≤2550kj/kg78吨、吨焦耗新水≤3.5t*78吨、吨焦耗电量≤35KWh*78吨，以每炉余煤量的占比0.65吨÷25吨/炉=0.026，也即是每炉可以节省成焦整体耗能数据2.6%左右。
附图说明
图1、无线网络通信原理图；
图2、推焦车平煤斗余煤量数据采集原理图；
图3、加煤车装煤量数据采集原理图；
图中：1-推焦车电台系统；2-推焦车车载PLC；3-网线；4-推焦车无线电台（从站）；5-推焦车车载天线；6-推焦车地面天线；7-推焦车地面电台（主站）；8-地面通信光缆；9-交换机；10-地面plc；11-加煤车电台系统；12-加煤车车载PLC；13-加煤车车载无线电台（从站）；14-加煤车车载天线；15-加煤车地面天线；16-加煤车地面电台（主站）；17-无线电台和天线连接馈线；21-余煤斗秤台；22-推焦车车载PLC；23-隔离器；24-称重传感器；25-推焦车推焦后限；31-加煤车；32-轨道秤称量仪表传感器；33-炉顶称量PLC；34-炉顶称量电台（从站）；35-炉顶称量电台；36-车载触摸屏； 38-煤塔发信器磁铁；39-加煤车煤塔对位受信器；
具体实施方式
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为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1-图3，一种焦炉碳化室加煤量精确计量的方法，所述方法包括以下步骤：
第一步采用无线通信传输系统来传送煤车装煤前的皮重、装煤后毛重以及推焦车余煤量数据进行计算；
第二步实现推焦车平煤过程中带出余煤量计量功能；
第三步实现采集加煤车每炉加煤量数据；
第四步进行每炉装煤量的精确计算。
所述第一步中，无线通信传输系统包括推焦车电台系统1，推焦车车载PLC 2，网线3，推焦车无线电台（从站）4，推焦车车载天线5，推焦车地面天线6，推焦车地面电台（主站）7，地面通信光缆8，交换机9，地面plc 10，加煤车电台系统11，加煤车车载PLC 12，加煤车车载无线电台（从站）13，加煤车车载天线14，加煤车地面天线15，加煤车地面电台（主站）16,以及无线电台和天线连接馈线17，
推焦车电台系统1和加煤车电台系统11均通过车载plc（推焦车车载plc2、加煤车车载plc12）连接车载电台（推焦车车载电台4、加煤车车载电台13），其连接采用的是普通网线进行电台和车载plc进行数据交换，推焦车车载电台4（从站）通过电台馈线连接车载天线5，加煤车车载电台13（从站）通过电台馈线连接车载天线14，推焦车车载电台4（从站）和推焦车地面站电台7（主站）采用无线传送数据，加煤车车载电台13（从站）和推焦车地面站电台16（主站）采用无线传送数据，推焦车地面站电台7（主站）通过馈线连接地面天线6，加煤车地面站电台16（主站）通过馈线连接地面站天线15，地面推焦车主站7和加煤车主站16通过光纤连接到地面通信交换机9上部，交换机9把数据传送到地面PLC10进行数据处理，从而实现推焦车、加煤车之间的加煤量和余煤量数据交换。通过上述无线系统能够实现推焦车的余煤量、以及装煤车装煤数据传送到地面控制PLC10，实现了加煤车加煤量减除余煤量的可能。但是实现推焦车平煤过程中余煤的重量计量和加煤车每炉重量的计算还需进行第二步。
所述第二步是实现推焦车平煤过程中带出余煤量计量功能，具体如下：采用一种推焦车平煤斗称量装置（见下图2所示）。在推焦车平煤接槽下部安装余煤斗秤台21，取推焦车平煤开始信号26作为采集平煤前称重传感器24数据的触发源信号，并把数据传送给推焦车逻辑控制器PLC22。取推焦车平煤动作后退到位信号25作为采集平煤后称重传感器24数据的触发源，即每次平煤结束通过PLC22来运算平煤后称量数据减去平煤前称量数据，运算结果即是当前碳化室装煤过程中的余煤量数据，采集的余煤传感器24和车载plc22之间采用隔离器23隔离，防止PLC22模块的烧毁以及仪表车辆过程中的干扰。当前碳化室余煤量数据运算好后通过步骤1无线传送把余煤量数据传送给地面PLC10，进而实现推焦余煤量信号采集，下一步就是实现加煤车煤塔受煤过程中的加煤量的数据采集。
所述第三步是实现采集加煤车每炉加煤量数据，具体如下：采用无线通信系统和地面称量系统进行每炉碳化室加煤量数据的采集（见下图3所示）。加煤车31到达煤塔下加煤口进行对位，对位采用的是磁感应的煤塔上部发信器磁铁38和车载控制受信器39来控制对位过程，煤塔顶部采用三组加煤口A、B、C，当车载控制受信器接受到对位信号完成后由车载PLC12（同图1中加煤车车载PLC12）发送称量触发数据采集指令，其传送路径由本例中图1所示的加煤车地面主站16无线连接加煤车炉顶称量无线电台34（从站）进行称量数据收集命令的传送，由称量PLC33接受命令后采集由轨道秤传感器32称出的皮重，同样称出的数据按照无线的原路径反馈给加煤车触摸屏36上以及地面控制PLC10数据库中，加煤车进行其受煤动作，加煤车车载PLC12逻辑判断加煤动作开始、煤斗料位计满信号以及煤塔反馈完成信号后，同样由其车载PLC12发送煤塔轨道秤数据采集触发命令，采集煤塔受煤后重量毛重，由毛重-皮重得出本炉碳化室加煤车受煤重量，加煤车的受煤量反馈给地面PLC10，至此加煤车受煤的装煤量采集完毕。
第四步进行每炉装煤量的精确计算，具体如下：通过地面PLC10收集来由第三步加煤车采集的受煤量数据和由第二步推焦车采集余煤量数据进行运算（受煤量-推焦平煤余煤量），就能准确计算得出本炉碳化室加煤量。
工作过程：参照图1—图3，本例中加煤车受煤量、推焦车余煤量数据的传送用的无线通信系统采用Prosoft Technology无线数传电台RadioLinx系列当中的RLXIB-IHG电台进行无线通信组网。该电台通讯量达到54Mbps。其中2部加煤车、2部推焦车每部车辆均各自安装1台（从站）,每组大车（加煤车、推焦车）选择空间开阔处（防止信号干扰）安装1台地面站（主站）。并且现场采用全向天线进行信号传输，全向天线会向四面八方发射信号，前后左右都可以接受到信号，克服了定向天线后面罩碗壮的反射面现象即信号只能向前面传递，以稳定信号传输的可靠性和连续性。地面站通过光纤通信连接到炼焦综合电气室内的工业以太网交换机上。由交换机连接地面通信plc来进行焦炉连锁信号、班计划数据、除尘信号以及装煤量数据的传输。
参照图2，结合现场实际在推焦车余煤斗底部安装煤斗秤，余煤斗秤传感器采用4mA-20mA标准信号通过光电隔离连接车载PLC进行余煤量的数据交换。结合图3在煤塔顶部轨道上部安装炉顶称量秤，同样炉顶称量秤传感器也是采用4mA-20mA标准信号通过光电隔离连接车载PLC进行余煤量的数据交换，防止干扰。并且通过新增炉顶称量的无线通信电台和地面通信PLC、加煤车车载PLC建立连接，进行称量数据的接收，以实现车载PLC和地面PLC的逻辑运算，采用本发明中的思想：精确加煤量=煤塔加煤量（车辆通过采集皮重、毛重进行计算）-推焦车余煤量。由精确的加煤量来进行各种焦炉工艺数据的收集才能更直接、准确的反应生产实绩。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。