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原文传递煤发热量在线测量系统及其测量方法

专利名称：	煤发热量在线测量系统及其测量方法
摘要：	一种煤发热量在线测量系统是由料斗、分料管、输送机、水分测量装置、灰分测量装置、数据采集控制器以及离线挥发检测仪构成。数据采集控制器采集水分装置的水分信号M测、灰分测量装置的灰分信号A测以及挥发分检测仪的挥发分信号V测，并按Q＝KQ×f(M测，A测，V测)测量数学模型计算出煤发热量Q值，其中KQ是发热量标定系数。本发明还公开了一种煤发热量Q的测量方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	华电能源股份有限公司哈尔滨第三发电厂
发明人：	柏春光;邸磊;郑济宁;李树臣;蒋松辉;李海鹏;于长海;颜建海
专利状态：	有效
申请日期：	2018-02-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201810139736.5
公开号：	CN110161058A
分类号：	G01N22/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N22
申请人地址：	150024 黑龙江省哈尔滨市松北区三电街一号第三发电厂科技环保部
主权项：	1.一种煤发热量在线测量系统，其特征是：料斗(1)安装在分料管(2)的上方，用于下料；分料管(2)安装在输送机(3)或下料装置(11)的上方，用于分流多余物料并维持物料高度近似常数；输送机(3)或下料装置(11)安装在外壳支架(9)上，用于输送来自分料管(2)内物料；水分测量装置(4)安装在输送机(3)的上方和下方或安装在分料管(2)的两侧，用于测量物料水分，并给出其信号M测；灰分测量装置(5)安装在输送机(3)的上方和下方或安装在分料管(2)的两侧，用于测量物料灰分，并给出其信号A测；挥发分检测仪(7)用于测量物料挥发分，并给出其信号V测；外壳支架(9)安装在地基上，用于固定输送机(3)或下料装置(11)和破碎机(10)；数据采集控制器(8)，用于接收M测、A测、V测信号，并按测量数学模型： Q计＝C-K1M测-K2A测-K3V测………(1) Q测＝KQ×Q计………(2) 计算出煤发热量Q测，式中：Q计——按公式(1)计算出的煤的发热量； Q测——按公式(2)算出的煤发热量； KQ——发热量标定系数； C——煤种系数； K1——煤水分系数； K2——煤灰分系数； K3——煤挥发分系数； M测——水分测量装置测得的煤水分值； A测——灰分测量装置测得的煤灰分值； V测——挥发分测量仪测得的煤挥发分值。 2.根据权利要求1所述的煤发热量在线测量系统，其特征是还包括一台破碎机(10)，安装在料斗(1)的上方，用于破碎物料煤。 3.根据权利要求1所述的煤发热量在线测量系统，其特征是所述水分测量装置是微波式水分测量装置。 4.根据权利要求3所述的煤发热量在线测量系统，其特征是所述微波式水分测量装置包括：高度测量装置(4-1)，安装在输送机上方，用于测量煤的高度，并给出其信号h测；微波发生器(4-2)，安装在输送机上方，用于发生微波信号；微波信号接收器(4-3)，安装在输送机下方，用于接收微波信号并给出其水分信号M，M＝f(ΔE，ΔΦ)；数据采集控制器8，根据采集信号h测、M并按数学模型： M测＝Km×Kρ×M………(3) 计算出煤的水分；式中：M测——测量的水分； M——微波接收器输出水分信号； Km——水分标定系数； Kρ——修正系数，Kρ＝f[h测，xi]，其中xi-单位面积上物料负荷； h测——煤的高度； ΔE——微波通过被测物料后能量的变化； Δφ——微波通过被测物料后相位的变化。 5.根据权利要求1所述的煤发热量在线测量系统，其特征是所述灰分测量装置是X射线式灰分测量装置。 6.根据权利要求5所述的煤发热量在线测量系统，其特征是所述X射线式灰分测量装置，包括：高度测量装置(5-1)安装在输送机上方，用于测量煤的高度，并给出其信号h测； X射线源(5-2)安装在输送机上方，用于发射X射线； X射线探测器(5-3)安装在输送机下方，用于接收X射线并给出其信号U0，U测；数据采集控制器(8)根据采集的信号h测、U0、U测以及水分测量装置(4)测得的信号M测，按数学模型：计算出煤灰分A测；式中xi——单位面积上物料负荷； A测——灰分测量装置测得的灰分值； U测——有物料时X射线探测器输出信号； U0——无物料时X射线探测器输出信号； h测——高度测量装置测得的物料厚度； ——水分修正系数； Kh——修正系数，Kρ＝f(h测)； KA——灰分标定系数。 7.根据权利要求1所述的煤发热量在线测量系统，其特征是所述输送机是皮带式输送机或螺旋式输送机；所述下料装置是给料机或是拨料机。 8.根据权利要求6所述的煤发热量在线测量系统，其特征是所述高度测量装置是激光式高度测重装置或是压轮-角位移式高度测量装置。 9.根据权利要求1所述的煤发热量在线测量系统，其特征是所述测量数学模型为Q计＝C-K1M测-K2A测-K3V测………(1)，其中的系数K1、K2、K3是用以下方法确定的： (1)对被测煤取N个煤样(N＞3)； (2)用静态(离线)水分检测仪、灰分检测仪、挥发分检测仪和发热量检测仪分别测出N个煤样的M测、A测、V测值和Q计； (3)将N个M测、N个A测、N个V测值和N个Q计代入公式(1)，得n＝N/3个三元一次联立方程式组； (4)解n个三元一次联立方程式可得：n个K1、n个K2、n个K3，以n个平均值确定K1、K2、K3即： K1的平均值K1平均＝(K1-1+K1 2+……Kn)/n K2的平均值K2平均＝(K2 1+K2 2+……K2-n)/n K3的平均值K3平均＝(K3-1+K3-2+……K3-n)/n。 10.一种煤发热量在线测量方法，其特征是：步骤1、建立计算煤发热量的数学模型Q计＝C-K1M测-K2A测-K3V测………(1)；步骤2、确定系数K1、K2、K3；步骤2-1、根据被测煤的种类和现有技术的煤发热量经验公式确定C，K1，K2，K3；或步骤2-2、取被测煤N个煤样(N＞3)用静态离线检测仪测出N个煤样的发热量，发热量：Q1、Q2、……QN、水分：M1、M2、……MN、灰分：A1、A2、……AN、挥发分：V1、V2、……VN，建立N/3＝n，n个三元一次联立方程组，解n个联立方程式，可得n个K1，n个K2，n个K3，以其平均值确定K1、K2、K3即： K1＝K1平均＝(K1 1+K1-2+……Kn)/n K2＝K2平均＝(K2 1+K2-2+……K2-n)/n K3＝K3平均＝(K3 1+K3-2+……K3-n)/n 步骤3、将K1、K2、K3输入数据处理采集控制器；步骤4、建立测量数学模型Q测＝KQ×Q计………(2)；步骤5、标定KQ值；步骤5-1、假定KQ＝1，则测量数学模型Q测＝C-K1M测-K2A测-K3V测…(5)；步骤5-2、煤发热量测量系统按公式(5)测量被测煤发热量得Q测，与此同时对已测过发热量的煤取样，再用静态离线发热量测量仪测煤样的发热量值Q标，而后以Q标为标准值求：KQ＝Q标/Q测；步骤6、将确定的标定系数KQ输入到数据采集控制器，可得测量数学模型： Q计＝C-K1M测-K2A测-K3V测………(1) Q测＝KQ×Q计………(2)；步骤7、煤发热量在线测量系统按测量数学模型进行煤发热量在线测量。
所属类别：	发明专利