专利名称：管道粉体流量检测方法
技术领域：
本发明涉及一种钢铁、冶金、火电、水泥工业、玻璃窑炉等领域中测量管道粉体流量的方法。
目前，在钢铁、冶金、水泥工业及玻璃窑炉等领域中，均使用粉状煤炭作为燃料，依靠气力输送的方法送入专用窑炉中进行燃烧。为控制工艺过程，改善技术经济指标，提高产品质量，节约能耗都需要对送往窑炉的管道中的煤粉流量进行检测。国内外目前最常用的、最具代表性的是电容相关检测法。该方法是在被测管道中设置由极板和绝缘管道组成的电容传感器，使得在燃料输送过程中，流过电容传感器的不带煤粉的压缩空气或带煤粉的粉体流就成为电容极板间的电介质，根据不同的介质或同一介质的不同浓度，传感器就反映出不同的电容值，用二次仪表对传感器的电容变化进行测量、记录，再通过喷煤量-电容值进行标定，便得出管道煤粉在不同时刻的瞬时值。但这种方法仍存在很大的问题，因为电容传感器反映出来的电容值的大小不仅与管道中流过煤粉的浓度有关，还与煤粉本身的灰份、煤粉的温度、特别是煤粉的水分有很大关系，有时煤粉水分增加百分之一，电容传感器的电容值可增加百分之十到几十，这样就会使二次仪表的零点发生漂移，测量结果失去意义。因此这种方法的测量结果极不准确，没有实用价值。为解决这个问题，有些研究者采用对煤粉浓度以外的上述影响因素进行预标定来加以修正。如用电子称测量的总吹入煤粉量的数值来补正。但随之而来的是过于频繁的标定会使流量测量记录曲线成为断断续续的虚线，这给工艺操作人员带来很多困难，无法控制工艺过程。
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种测量准确，性能稳定可靠，具有实用价值的管道粉体流量检测方法及其传感器。
本发明的技术解决方案一种管道粉体流量检测方法，其特征在于a、在单位时间t内用电子称对喷入窑炉内的煤粉总量进行初始时刻和终了时刻的两次称量，分别得到初始时刻煤粉总量Go和终了时刻煤粉总量Gk，取其差值△G＝Gk-Go;
b、在输往各用燃料点(燃料点至少是两个)的管道上，其第一管道的电容传感器在同一单位时间t内进行m次(m为大于1的整数)电容值测量，得到各次电容测量值1Co、1C1…1Cm;其第二管道的电容传感器亦在同一单位时间t内进行m次测量，得到电容测量值为2Co、2C1…2Cm依此类推，第n管道的电容测量值为nCo、nC1…nCm;
c、对各管道在单位时间t内测得的m次电容值，取各自的平均值为
lC= (lCO+lC1+……+lCm)/(m)ZC= (ZCO+ZC1+……+ZCm)/(m)nC= (nCO+nC1+……+nCm)/(m)
d、将上述各平均值1C、2C……nC求和Σ＝1C＋2C＋……＋nCe、将a步骤得到的煤粉总量差值△G比上d步骤得到的平均值总和Σ，就得到煤粉流量和电容变化的比率Z＝ (△G)/(∑)f、将e步骤得到的比率Z与各管道测得的电容平均值相乘，就得到各管道在单位时间t内的所要求的煤粉流量Q，即第一管道煤粉流量Q1＝Z×1C，第二管道煤粉流量Q2＝Z×2C，…，第n管道煤粉流量Qn＝Z×nC。
本发明首次将吹入窑炉的煤粉总量与各管道电容传感器的电容平均值有机地融为一体，通过数据采集器和计算机可迅速得到各管道的煤粉的瞬间流量及平均值和累加值。本发明方法简单、实用，测量结果准确，准确度可达到2%，能满足工艺操作人员控制工艺过程的要求，随时控制和调整各管道的燃料煤粉输送量，达到节约能源、提高产品质量、改善技术经济指标的目的，具有很高的推广使用价值。本发明方法不仅适用于钢铁厂炼铁高炉的喷煤粉、炼钢转炉的喷煤粉和冶金窑炉的喷煤粉以及火力发电厂锅炉的燃煤装置，也适用于水泥和玻璃的燃煤设备。
下面结合
本发明的具体工作过程。
图1是本发明用于喷煤高炉工艺流程图;
图2是本发明喷煤罐重量电压信号数据采集电路电原理图;
图3是本发明管道电容传感器及其数据采集电路电原理图。
本发明以钢铁厂喷煤高炉(1)为例，如图(1)，假设喷煤高炉(1)有10个喷煤风口(2)，则与每个喷煤风口(2)对应连通的10根管道(3)都分别装有各自的电容传感器(4)。
喷煤罐(5)煤粉重量的变化通过电子称(6)测量得到。电子称(6)根据喷煤罐(5)的煤粉重量变化，其桥路输出电流信号。当喷煤罐(5)装满煤粉时，得到电流最大值imax，当喷煤罐(5)内煤粉喷完时，得到电流最小值imin，这两个电流信号imax、imin输入喷煤罐重量电压信号数据采集电路，如图2。由于喷煤罐(5)中的煤粉不断地喷出，其电流最大值imax变为最小值imin是一个连续的变化过程，则该变化的电流信号通过运放IC1得到一个相应的电压变化信号送入模数转换器IC2的电压输入端Vx，IC2输出的数字信号从数据输出端Do-D7送至数显器IC3进行实时显示，同时又送往计算机主机的输入输出口I/O。
10根管道(3)上各自的电容传感器(4)均为接有各自对应的数据采集电路，如图3。它们的工作原理完全相同，以任一路为例，当某一管道(3)内有煤粉流动时，则该管道的电容传感器(4)反映一个相应的电容值Cx，该电容值Cx是一个随管道内煤粉浓度变化而变化的量，它送入运放IC4放大后得到一个变化的电压值，再送至模数转换器IC5的电压输入端Vx，IC5的数字信号从输出端Do-D7输出至数显器IC6实时显示，同时送至计算机主机的输入输出口I/O。同理，其它管道(3)的电容传感器(4)亦将本管道内的电容变化信号送至计算机的输入输出口I/O。
在进行管道粉体流量检测时，取某一起始时刻为to，单位时间t设为1分钟，则计算机主机将由喷煤罐重量电压信号数据采集电路送来的称重信号选出其to时刻的煤粉重量值Go和to+1分钟时刻的煤粉重量值Gk，得到1分钟内煤粉的重量差△G＝Gk-Go。同时，计算机主机仍从to时刻为起始时刻，将10根管道(3)的电容传感器(4)进行6次取值(即每10秒钟取值一次)。分别得到10根管道(3)的电容测量值1Co、1C1……1C6， 这样就可得到各管道(3)在一分钟内六次电容测量值的平均值lC= (lCO+lC1+……+lC6)/6ZC= (ZCO+ZC1+……+ZC6)/66C= (6CO+6C1+……+6C6)/6将上述各平均值求和，得到平均值总和Σ＝1C＋2C＋……＋6C
将煤粉重量差值△G与平均值总和Σ相比，就得到煤粉流量和电容变化的比率Z＝ (△G)/(Σ) 。
将该比率Z与各管道(3)测得的电容平均值相乘，即得到各管道(3)在以to为初始时刻起1分钟内的煤粉流量Q，即Q1＝Z×1CQ2＝Z×2C……Q10＝Z×10C上述平均值计算、求和运算、比率计算及流量计算等均由计算机主机根据专用软件设计自动完成。
本发明以喷煤罐(5)在单位时间内的减重为基准，分配到n根管道上。n根管道上各自的电容传感器(4)在单位时间内测得的电容平均值表示了在该时间内各管道中煤粉分配的量，且n根管道(3)中分配量的总和应与同一时间内喷煤罐(5)的减重相吻合。这样，当煤粉中水分增加或减少时，其各管道(3)的电容平均值也相应增加或减少，但它们的比率Z不变。同理，煤粉中的灰份(或煤粉的温度等因素)的增加或减少反映到各管道(3)的电容传感器(4)上，其各管道(3)的电容平均值也相应增加或减少，比率Z仍不变。因此就解决了迄今为止各种粉体流量检测方法准确度受粉体含水量、粉体灰分、粉体温度等各种因素影响很大的弊病，具有广泛的实用价值或推广价值，便于操作人员随时控制调整各管道的粉体流量，达到最佳工艺控制的目的。
权利要求
1.一种管道粉体流量检测方法，其特征在于a、在单位时间t内用电子称对喷入窑炉内的煤粉总量进行初始时刻和终了时刻的两次称量，分别得到初始时刻煤粉总量Go和终了时刻煤粉总量GK，取其差值ΔG=Gk-Go；b、在输往各用燃料点(燃料点至少是两个)的管道上，其第一管道的电容传感器在同一单位时间t内进行m次(m为大于1的整数)电容值测量，得到各次电容测量值1C0、1C1…1Cm；其第二管道的电容传感器亦在同一单位时间t内进行m次测量，得到电容测量值为2C0、2C1…2Cm依此类推，第n管道的电容测量值为nC0、nC1…nCm；c、对各管道在单位时间t内测得的m次电容值，取各自的平均值为lC= (lCO+lC1+……+lCm)/(m) Z0= (ZCO+ZC1+……+ZCm)/(m) nC= (nCO+nC1+……+nCm)/(m)d、将上述各平均值1C、2C……nC求和 Σ＝1C＋2C＋……＋nCe、将a步骤得到的煤粉总量差值ΔG比上d步骤得到的平均值总和Σ，就得到煤粉流量和电容变化的比率Z= (ΔG)/(Σ)f、将e步骤得到的比率Z与各管道测得的电容平均值相乘，就得到各管道在单位时间t内的所要求的煤粉流量Q，即第一管道煤粉流量Q1=Z×1C，第二管道煤粉流量Q2=Z×2C，…，第n管道煤粉流量 Qn=Z×nC。
全文摘要
本发明涉及一种钢铁、冶金、火电、水泥工业等领域中测量管道粉体流量的方法，它先取单位时间始末两次粉体重量的差，再在各管道的电容传感器上按上述单位时间进行多次测量，得到各管道的电容平均值，将所有平均值求和，且粉体重量差与平均值求和量相比得到电容变化的比率，该比率与各管道的电容平均值相乘即为各管道的流量。
文档编号C21B7/24GK1110785SQ9411139
公开日1995年10月25日 申请日期1994年7月19日 优先权日1994年7月19日
发明者曾征 申请人:曾征