华电莱州发电有限公司王荣昌获国家专利权
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龙图腾网获悉华电莱州发电有限公司申请的专利适用于中间仓储式制粉系统的煤质实时检测装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115808369B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211502563.1,技术领域涉及:G01N5/04;该发明授权适用于中间仓储式制粉系统的煤质实时检测装置及方法是由王荣昌;王俊强;张中伟;邢立军;姚树义;许良友设计研发完成,并于2022-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本适用于中间仓储式制粉系统的煤质实时检测装置及方法在说明书摘要公布了:本发明涉及煤质检测设备技术领域,尤其涉及一种适用于中间仓储式制粉系统的煤质实时检测装置及方法,包括依次分布的皮带采样模块、一次研磨模块、一次缩分模块、二次研磨模块、二次缩份模块、水分检测模块、三次研磨模块、压饼模块、LIBS分析模块和通信接口;本发明设置有水分检测及烘干环节,可排除样品水分影响,在水分检测模块设置有两次称重,可有效控制用于压制煤饼的采样煤量,对煤饼的多个不同位置分别测量多次,获取N个样品光谱图,可有效降低环境和煤饼均匀性对检测结果的影响。对从输煤皮带到入炉煤的6~8小时延迟进行补偿,降低了从输煤皮带到入炉煤延时不确定的影响,提高了入炉煤质测量的实时准确性。
本发明授权适用于中间仓储式制粉系统的煤质实时检测装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种适用于中间仓储式制粉系统的煤质实时检测方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤1.利用皮带采样模块,从燃煤电厂输煤皮带上提取原料煤; 步骤2.利用一次研磨模块将皮带采样模块输出的采样煤研磨至粒度13mm以内; 步骤3.一次缩分模块提取一次研磨模块输出的采样煤,所提取的采样煤质量为一次研磨模块输出采样煤质量的一部分; 步骤4.二次研磨模块将一次缩分模块输出的采样煤研磨至3mm以内; 步骤5.二次缩分模块提取二次研磨模块输出的采样煤,所提取的采样煤质量为二次研磨模块输出采样煤质量的一部分; 步骤6.水分检测模块将所述二次缩分模块输出的采样煤摊平、称重、送入干燥箱后再次称重;干燥方式为多层快速空气干燥; 步骤7.三次研磨模块将水分检测模块输出的采样煤研磨至0.2mm以内; 步骤8.压饼模块将三次研磨模块输出的采样煤压制的煤饼; 步骤9.LIBS分析模块的Nd:YAG固体激光器发出激光束经过透镜聚焦后,打在旋转状态的煤饼表面,生成等离子体;收光器收集等离子体在冷却和衰减过程中所发出的光信号,通过光纤传到光谱仪和探测器,并将处理得到的谱线信息传输到工控机,为降低环境和煤饼均匀性影响,对煤饼的多个不同位置分别测量多次,获取N个样品光谱图; 步骤10.对N个样品光谱图进行平均和归一化处理,获得平均光谱图; 步骤11.计算谱线峰面积积分,采取局部光谱归一化和等离子体温度补偿的光谱修正方法计算得到待测元素谱线强度;将待测元素谱线强度带入定标曲线方程,进而计算待测元素的浓度; 步骤12.计算中间仓储式制粉系统从皮带取样处到入炉处的延时,用于信息系统进行时间补偿以准确获取当前煤质; 步骤13.将步骤11获得的煤质数据、步骤12获得的延时计算值Tdelay传输给电厂信息系统; 其中,步骤12的延时计算方法如下: 步骤I:从历史数据库中提取若干天的运行数据; 数据提取参数有磨煤机左右侧容量风门开度、给煤机瞬时给煤量、磨煤机入口一次风压力、磨煤机料位; 步骤II:对数据需进行预处理,预处理包括剔除异常值和提取各稳定条件下运行数据; 剔除异常值是按采样先后顺序,参数阶跃改变后的多个采样周期为过渡过程,对采样数据运用低通滤波方式滤波后,按照实际参数区间,设置各参数相对偏差精度,删除偏差大于规定精度的值,并提取各稳定条件下运行数据; 步骤III:采用k-Means聚类算法以欧氏距离为判据,将距离相近的数据归为同类; 根据各数据实际工况,设定好数据集合数和各数据集初始中心点,将所有数据归于与其距离最近的集合,再采用均值法重新计算集合中心点,如果集合新中心与原中心点一致,则聚类完成,否则再次设定好数据集合数和各数据集初始中心点、再次计算,直至集合新中心与原中心点一致; 步骤IV:根据步骤III的拟合结果,构建磨煤机煤粉流量与给煤机瞬时给煤量、容量风门开度、一次风压力和料位密切相关的动态特性模型; 模型公式为: 式中,Qnt表示第n台磨煤机在t时刻的煤粉流量,单位为th;Qn_int表示给煤机瞬时给煤量,单位为th;fn,1Xn,1表示第n台磨煤机的容量风门开度对应煤粉流量特性函数,Lt为t时刻容量风门开度,单位为%;fn,2Xn,2表示第n台磨煤机的入口一次风压力对应煤粉流量特性函数,Pt为t时刻磨煤机入口一次风压力,单位为kPa;fn,3Xn,3表示第n台磨煤机的料位对应煤粉流量特性函数,Ht为t时刻磨煤机料位,单位为Pa;Qtotalt表示t时刻磨煤机总煤量,N为磨煤机数量; 步骤V:将实时测量的磨煤机左右侧容量风门开度、给煤机瞬时给煤量、磨煤机入口一次风压力、磨煤机料位实际数据代入步骤IV构建的模型公式中,获得锅炉实时总入炉煤量; 步骤VI:计算中间仓储式制粉系统从皮带取样处到入炉处的延时初始值,计算公式如下: 式中,T0表示当前时刻;QtotalT0表示当前时刻磨煤机总煤量;Tdelay_T0表示中间仓储式制粉系统从皮带取样处到入炉处的延时初始计算值,QN为额定容量; 步骤VII:计算从距当前时刻Tdelay_T0时刻到当前时刻之间的积分总煤量QN_cal: 式中,Qtotalt表示t时刻计算的磨煤机总煤量; 步骤VIII:将积分总煤量QN_cal与中间仓储制粉系统的额定容量QN对比,若QN_cal比QN小,则增大延时计算值Tdelay_T0;若QN_cal比QN大,则减小延时计算值Tdelay_T0;重新计算QN_cal,直至QN_cal与QN相同;从而最终获得中间仓储式制粉系统从皮带取样处到入炉处的延时计算值Tdelay。
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