专利名称：一种干法选煤系统料层密度在线测控装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种工业用干法选煤系统料层密度在线测控装置及方法，用于 干法选煤作业中成品煤(或矸石)品质的在线自动测控。
背景技术：
目前，干法选煤生产作业中，选煤分选床层物料在到达出料端水平分隔堰 前，已通过风力跳汰实现按密度垂直分布，矸石密度高于煤，跳汰过程中沉降 形成底部矸石料层；煤的密度相对较低，上浮形成精煤料层，分选床出料端的 水平分隔堰将已按密度梯度垂直分布的物料按预先设定的分选密度值水平分 割，精煤料层自分隔堰上方溢流进入精煤出料口，矸石料层通过矸石排料轮排 出。成品煤品质的控制主要凭经验目视观察其变化，依靠人工现场手动调节设 备运行参数。这种操作方法很难实现作业规范化，控制精度相对较低，成品煤 质稳定性较差，且操作人员劳动强度大，人员的技术培训较为复杂，不适应现 代企业生产的需要。
发明内容
本发明目的是提供一种干法选煤系统料层密度在线测控装置及方法，通过 对料层密度的在线自动测控，精确可靠，提高成品煤质量，解决背景技术存在 的上述问题。
本发明目的是通过下面的技术方案实现的
干法选煤系统料层密度在线测控方法是在选煤分选床的两侧分别设置同 位素放射源和信号传感器，根据被测物料对同位素射线的吸收规律检测物料密 度值；检测数据与预先储存的设定值比对处理，然后反馈给执行机构动态调控排料速度，使所设定密度的料层在分选床出料端处的水平高度始终保持动态稳 定平衡，从而保证成品煤的分选质量。
同位素射线在穿过被测物质时， 一部分射线会被吸收和散射，导致辐射强 度衰减，而射线衰减程度与被测物质的质量密度有关；信号传感器将接收到的
信号放大整形后输入密度仪表，密度仪表中的微处理器通过数学运算，得出被 测物料密度的加权值。
所说的同位素放射源设置在分选床一侧、出料端分隔堰的顶端位置，作为 料层密度在线检测点，信号传感器设置在于分选床的另一侧、与同位素发射源 相匹配的位置，用于接收穿过分隔堰顶部料层的检测射线信号并进行放大处理，
检测数据被转换为电信号输出，通过密度仪表运算后与PLC(可编程控制器)程 序与预先储存的设定值比对，再经PID运算反馈信号给变频机构和回控执行机 构，实施对排料速度的动态调控，使所设定密度的料层在分选床出料端处的水 平高度始终保持动态稳定平衡，从而保证成品煤的分选质量。
干法选煤系统料层密度在线测控装置包含分选床、同位素放射源、信号传 感器、密度仪表、PLC、变频机构和回控执行机构，同位素放射源设置在分选床 一侧的出料端分隔堰顶端位置，作为料层密度在线检测点，信号传感器设置在 于分选床的另一侧与同位素发射源相匹配的位置，用于接收穿过分隔堰顶部料 层的检测射线信号并进行放大处理，检测信号通过密度仪表换算处理后输入 PLC ，与预先储存的设定值比对，再经PID运算反馈信号给变频机构和回控执 行机构，实施对分选床料层密度的在线控制。
干法选煤系统料层密度在线测控装置还设有放射源支架、传感器支架、分 选床信号窗，同位素放射源用于提供射线信号，固定安装于分选床排料端分隔 堰顶部位置一侧的放射源支架上；信号传感器安装于分选床另一侧的传感器支架上，与同位素放射源的位置对应，用于接收穿过分隔堰顶部料层的检测射线 信号并进行放大处理；分选床信号窗设置在在射线穿过的分选床两侧壁上，用 于避免设备自身材料造成检测信号过度衰减。
干法选煤系统料层密度在线测控装置的回控执行机构包含排料电机、矸石 排料轮，排料电机的输出轴连接矸石排料轮，驱动矸石排料轮转动。
干法选煤系统料层密度在线测控装置的密度仪表、PLC系统、变频机构，安 装于电控柜内，密度仪表与信号传感器连接，密度仪表的输出连接PLC系统， PLC系统连接变频机构，变频机构的输出连接回控执行机构。PLC系统对检测信 号进行分析比对，输出指令，变频机构调整排料电机的驱动频率，改变矸石排 料轮的排料速度，从而调整分选床出料端料层厚度，使分隔堰顶部料层密度值 趋近设定分选密度值，保持动态稳定平衡。
矸石排料轮控制排矸速度，保持分选床出料端矸石料层厚度的动态稳定平 衡，从而使设定分选密度值的料层位置(即精煤料层与矸石料层的分界线)与 分隔堰板的水平分割线等高。
本发明的创新点在于首次将同位素放射源应用于干法选煤系统，具有如下
优点和有益效果将放射源安装于分选床分隔堰顶端，取代传统的凭经验由人
工目视和调节选煤参数的方式，使干法选煤过程参数实现数字化自动测控，提 高分选精度和效率，同时大大减低操作人员劳动强度。
图1是本发明实施里的结构示意图。
图2是本发明实施里的侧视结构示意图。
图中1.同位素放射源；2.放射源支架；3.信号传感器；4.分选床信号窗; 5.矸石排料轮；6.精煤出料口； 7.分隔堰；8.精煤料层；9.矸石料层；IO.排料电机。
图3是本发明测控流程示意图。
具体实施例方式
以下结合附图，通过实施例进一步说明本发明。
参照附图l、 2，在实施例中，干法选煤系统料层密度在线测控装置包含分
选床、同位素放射源l、信号传感器3、变频机构和回控执行机构，同位素放射 源1设置在分选床一侧、出料端分隔堰7的顶端位置，作为料层密度在线检测 点，信号传感器3设置在分选床的另一侧、与同位素发射源l相匹配的位置， 用于接收穿过分隔堰7顶部料层的检测射线信号并进行放大处理。回控执行机 构包含排料电机IO、矸石排料轮5，排料电机的输出轴连接矸石排料轮，驱动 矸石排料轮转动。实施例中还设有放射源支架2、传感器支架、分选床信号窗4， 同位素放射源1固定安装于分选床排料端分隔堰7顶部位置一侧的放射源支架2 上；信号传感器3安装于分选床另一侧的传感器支架上，与同位素放射源的位 置对应，分选床信号窗4设置在在射线穿过的分选床两恻壁上。本实施例还设 有密度仪表、PLC系统、变频机构，安装于电控柜内，密度仪表与信号传感器 连接，密度仪表的输出连接PLC系统，PLC系统连接变频机构，变频机构的输出 连接回控执行机构。PLC系统对检测信号进行分析比对，输出指令，变频机构调 整排料电机的驱动频率，改变矸石排料轮的排料速度，从而调整分选床出料端 料层厚度，使分隔堰顶部料层密度值趋近设定分选密度值，保持动态稳定平衡。 矸石排料轮5控制排矸速度，保持分选床出料端矸石料层9厚度的动态稳定平 衡，从而使设定分选密度值的料层位置，即精煤料层8与矸石料层9的分界线， 与分隔堰板的水平分割线等高。
参照附图l、 2、 3，干法选煤系统料层密度在线测控方法是在选煤分选床的两侧分别设置同位素放射源1和信号传感器3，根据被测物料对同位素射线的 吸收规律检测物料密度值。所说的同位素放射源设置在分选床一侧、出料端分 隔堰7的顶端位置，作为料层密度在线检测点，信号传感器设置在于分选床的 另一侧、与同位素发射源相匹配的位置，用于接收穿过分隔堰顶部料层的检测
射线信号并进行放大处理，检测数据被转换为电信号输出，通过PLC程序与预 先储存的设定值比对，再经PID运算反馈信号给变频机构和回控执行机构，实 施对排料速度的动态调控，使所设定密度的料层在分选床出料端处的水平高度 始终保持动态稳定平衡,从而保证成品煤的分选质量。
本实施例中，选煤分选床层物料在到达出料端水平分隔堰前，己通过风力 跳汰实现按密度垂直分布，矸石密度高于煤，跳汰过程中沉降形成底部矸石料
层9;煤的密度相对较低，上浮形成精煤料层8，分选床出料端的水平分隔堰将
己按密度梯度垂直分布的物料按预先设定的分选密度值水平分割，精煤料层自
分隔堰上方溢流进入精煤出料口 6，矸石料层通过矸石排料轮排出。根据某批入 选煤质分析试验结果，设定该批入选原煤的分选密度值为1.7。将对应分选密度 值编码4000输入PLC;分选回控PID处理参数，设P二260、 1=80、 D=150;排料 电机供电频率38Hz。运行中系统检测数据反映入料原煤煤质波动，测取到分隔 堰7顶部物料密度值改变，显示编码为3700。 PLC系统检测到输入信号与设定 值的偏差，反映此时系统实际分选密度值已偏高，分选床出料端矸石料层偏厚， 部分矸石溢流进入精煤出料口；于是经过PID处理，与当时的给、排料操作参 数相结合，自动输出指令，调整排料电机频率上升至40Hz，加快矸石排料轮5 的转速，加速排矸，使分选床面矸石料层厚度降低，实际分选密度值向设定分 选密度值趋近。如此反复循环，实现对分选系统的闭环控制。
权利要求
1、一种干法选煤系统料层密度在线测控装置，其特征在于包含分选床、同位素放射源(1)、信号传感器(3)、密度仪表、PLC系统、变频机构和回控执行机构，同位素放射源(1)设置在分选床一侧的出料端分隔堰顶端位置，作为料层密度在线检测点，信号传感器(3)设置在于分选床的另一侧与同位素发射源(1)相匹配的位置，用于接收穿过分隔堰顶部料层的检测射线信号并进行放大处理，检测信号通过密度仪表换算处理后输入PLC系统，与预先储存的设定值比对，再经PID运算反馈信号给变频机构和回控执行机构，实施对分选床料层密度的控制。
2、 根据权利要求1所述之干法选煤系统料层密度在线测控装置，其特征在 于还设有放射源支架(2)、传感器支架、分选床信号窗(4)，同位素放射源(1) 固定安装于分选床排料端分隔堰顶部位置一侧的放射源支架(2)上；信号传感 器(3)安装于分选床另一侧的传感器支架上，与同位素放射源的位置对应，分 选床信号窗(4)设置在在射线穿过的分选床两侧壁上。
3、 根据权利要求1或2所述之干法选煤系统料层密度在线测控装置，其特 征在于所说的密度仪表、PLC系统、变频机构，安装于电控柜内，密度仪表与信 号传感器连接，密度仪表的输出连接PLC系统，PLC系统连接变频机构，变频机 构的输出连接回控执行机构；回控执行机构包含排料电机(10)、矸石排料轮(5)， 排料电机的输出轴连接矸石排料轮，驱动矸石排料轮转动。
4、 一种干法选煤系统料层密度在线测控方法，其特征在于在选煤分选床的 两侧分别设置同位素放射源和信号传感器，根据被测物料对同位素射线的吸收 规律检测物料密度值；检测数据与预先储存的设定值比对处理，然后反馈给执 行机构动态调控排料速度，使所设定密度的料层在分选床出料端处的水平高度 始终保持动态稳定平衡，从而保证成品煤的分选质量。
5、 根据权利要求4所述之干法选煤系统料层密度在线测控方法，其特征在 于信号传感器将接收到的信号放大整形后输入密度仪表，密度仪表中的微处理 器通过数学运算，得出被测物料密度的加权值。
6、 根据权利要求5所述之干法选煤系统料层密度在线测控方法，其特征在于所说的同位素放射源设置在分选床一侧、出料端分隔堰的顶端位置，作为料 层密度在线检测点，信号传感器设置在分选床的另一侧、与同位素发射源相匹 配的位置，用于接收穿过分隔堰顶部料层的检测射线信号并进行放大处理，检测数据通过密度仪表被转换为电信号输出，通过PLC程序与预先储存的设定值 比对，再经PID运算反馈信号给变频机构和回控执行机构，实施对排料速度的 动态调控，使所设定密度的料层在分选床出料端处的水平高度始终保持动态稳 定平衡,从而保证成品煤的分选质量。
全文摘要
本发明涉及一种工业用干法选煤系统料层密度在线测控装置及方法，用于干法选煤作业中成品煤(或矸石)品质的在线自动测控。技术方案是在选煤分选床的两侧分别设置同位素放射源和信号传感器，根据被测物料对同位素射线的吸收规律检测物料密度值；检测数据与预先储存的设定值比对处理，然后反馈给执行机构动态调控排料速度，使所设定密度的料层在分选床出料端处的水平高度始终保持动态稳定平衡，从而保证成品煤的分选质量。本发明具有如下优点和有益效果将放射源安装于分选床分隔堰(7)顶端，取代传统的凭经验由人工目视和调节选煤参数的方式，使干法选煤过程参数实现数字化自动测控，提高分选精度和效率，同时大大减低操作人员劳动强度。
文档编号G05B19/05GK101452280SQ20091000063
公开日2009年6月10日 申请日期2009年1月12日 优先权日2009年1月12日
发明者刘维生, 李松奕, 广 路 申请人:唐山陆凯科技有限公司