一种基于煤质的智能阻燃剂喷淋系统及方法与流程

本发明涉及一种基于煤质的智能阻燃剂喷淋系统及方法，属于一套燃煤存储安全防护系统，具体是一种应用于皮带卸煤过程中的褐煤阻燃剂喷淋系统，主要针对不同自燃倾向性的煤种智能选择最佳喷淋浓度，保证阻燃剂用于高效和经济的抑制褐煤自燃。

背景技术：

褐煤由于挥发份高，水分大，在存储过程中往往发生自燃。高分子基阻燃剂通过在煤炭表面形成一层保护膜，并破坏煤中反应活化能较低的结构，能很好的抑制劣质煤在存储过程中的自燃。阻燃剂的喷洒需要在堆煤过程中完成，在卸煤皮带上喷洒是较好的喷洒位置。不同煤种的自燃倾向性有差别，实验结果显示：针对同一种阻燃剂，不同煤种的阻燃剂最佳喷洒浓度不同。但实际使用过程中不同煤种往往采用同一喷洒浓度，造成煤堆阻燃效果不佳，阻燃剂的大量浪费，影响阻燃剂的使用和推广。即使采用目前相对较好的技术，如公开日为2014年08月06日，公开号为CN103961827A的中国专利中，公开的一种燃煤电厂阻燃剂喷淋系统及其控制方法，也难以有效的达到高效和经济的喷洒褐煤阻燃剂的目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，保证阻燃剂使用高效经济的基于煤质的智能阻燃剂喷淋系统及方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该基于煤质的智能阻燃剂喷淋系统包括皮带秤、煤流开关和输煤皮带，所述皮带秤和煤流开关均与输煤皮带配合，其结构特点在于：还包括喷淋集管、一号玻璃液位计、一号压力液位计、阻燃剂原液罐、二号压力液位计、二号玻璃液位计、阻燃剂稀释液存储罐、一号变频泵、一号流量计、一号电磁阀、三号电磁阀、三号流量计、三号变频泵、混合罐、二号电磁阀、电动调节阀、二号流量计、阻燃剂原液输送管道、复用水输送管道和阻燃剂稀释液输送管道，所述一号玻璃液位计和一号压力液位计均安装在阻燃剂原液罐上，所述阻燃剂原液罐和混合罐通过阻燃剂原液输送管道连接，所述一号变频泵、一号流量计和一号电磁阀均安装在阻燃剂原液输送管道上，所述复用水输送管道和混合罐连接，所述二号电磁阀、电动调节阀和二号流量计均安装在复用水输送管道上，所述混合罐通过管路和阻燃剂稀释液存储罐连接，所述二号压力液位计和二号玻璃液位计均安装在阻燃剂稀释液存储罐上，所述阻燃剂稀释液存储罐通过阻燃剂稀释液输送管道与喷淋集管连接，所述三号电磁阀、三号流量计和三号变频泵均安装在阻燃剂稀释液输送管道上，所述喷淋集管位于输煤皮带的输出端的上方，该喷淋集管与输煤皮带的输出端配合。

作为优选，本发明所述喷淋集管包括喷淋堵管、喷淋母管和数根喷淋横管，所述喷淋堵管和喷淋母管均为弧形结构，喷淋横管设置有喷淋孔，所述喷淋横管的一端连接在喷淋堵管上，该喷淋横管的另一端连接在喷淋母管上，数根喷淋横管平行，所述阻燃剂稀释液输送管道与喷淋母管连接，所述喷淋横管与输煤皮带的幅宽方向平行。

作为优选，本发明所述智能阻燃剂喷淋系统还包括变频离心泵，所述变频离心泵安装在复用水输送管道上。

作为优选，本发明所述智能阻燃剂喷淋系统还包括控制系统，所述皮带秤、煤流开关、一号压力液位计、二号压力液位计、一号变频泵、一号流量计、一号电磁阀、三号电磁阀、三号流量计、三号变频泵、二号电磁阀、电动调节阀和二号流量计均与控制系统连接。

作为优选，本发明所述智能阻燃剂喷淋系统还包括分析决策系统，所述分析决策系统与控制系统连接。

一种采用所述的基于煤质的智能阻燃剂喷淋系统的智能阻燃剂喷淋方法，其特点在于：所述方法的步骤如下：来煤入厂准备通过输煤皮带接卸时，燃料管理人员将待卸煤种的矿发煤质数据录入到煤质数据库中，分析决策系统根据录入的煤质数据库计算煤种的自燃倾向性指数，并根据煤种自燃倾向指数自动计算阻燃剂的喷淋浓度，给出阻燃剂的最佳稀释比；分析决策系统将最佳稀释比传递给控制系统，控制系统开启阻燃剂原液输送管道上的一号电磁阀和复用水输送管道上的二号电磁阀，依据最佳稀释比驱动阻燃剂原液输送管道上的一号变频泵和一号电磁阀，并对电动调节阀进行流量调节，根据一号电磁阀的数据调节变频离心泵和电动调节阀的工作状态；输出的阻燃剂原液和复用水在混合罐内进行混合后进入阻燃剂稀释液存储罐中，当阻燃剂稀释液存储罐的液位达到设定液位高度后，控制系统关闭阻燃剂原液输送管道上的变频离心泵和电动调节阀；当来煤传感器检测到输煤皮带上有煤流时，控制系统打开阻燃剂稀释液输送管道上的三号电磁阀，并根据输煤皮带的煤量和喷洒比自动调节阻燃剂稀释液喷洒量；阻燃剂稀释液通过阻燃剂稀释液输送管道到达位于输煤皮带端部的喷淋集管上，对煤流进行均匀喷洒。

作为优选，本发明所述方法的步骤如下：

火车煤或船煤单次来煤量大，来煤入厂前，发货方将矿发煤质数据告知收货方，矿发煤质数据包括发热量、挥发分、硫分、灰分、哈氏可磨指数等；收货方拿到矿发数据后对该入厂煤种进行编号，并录入分析决策系统的矿发煤质数据库中；分析决策系统根据录入的矿发煤质数据计算煤种的自燃倾向性指数，根据自燃倾向性指数-阻燃剂稀释比曲线，自动选择最佳的阻燃剂稀释比，并将稀释比传送给控制系统；

控制系统同时启动复用水输送管道上的二号电磁阀和电动调节阀，阻燃剂原液输送管道上的一号电磁阀和一号变频泵，并将二号流量计和一号流量计的流量信号传回控制系统；控制系统根据传回的流量计算出当前稀释比，如果当前稀释比大于最佳稀释比，控制系统驱动电动调节阀增大开度，增加复用水流量；如果当前稀释比小于最佳稀释比，控制系统驱动电动调节阀减小开度，减少复用水流量，直至当前稀释比等于最佳稀释比；

根据最佳稀释比输送的阻燃剂原液和复用水通过混合罐混合，进入阻燃剂稀释液存储罐，当二号压力液位计检测到阻燃剂稀释液存储罐中的液面高度达到设定的高度值时，将液位信号反馈给控制系统，控制系统停止复用水输送管道上的二号电磁阀和电动调节阀，以及阻燃剂原液输送管道上的一号电磁阀和一号变频泵；

当输煤皮带上的煤流开关检测到该煤种来煤时，将煤流开关的信号传递给控制系统，控制系统启动阻燃剂稀释液输送管道上的三号电磁阀和三号变频泵，阻燃剂稀释液通过阻燃剂稀释液输送管道到达位于输煤皮带端部的喷淋集管，通过喷淋集管的多个喷洒点喷洒到煤流上；喷洒过程中，皮带秤的流量和三号流量计的流量信号返回控制系统，控制系统计算阻燃剂喷洒量和煤量比，当小于设定的比值时则驱动三号变频泵增大流量，当大于设定的比值时则驱动三号变频泵减小阻燃剂稀释液流量；

当二号压力液位计检测到阻燃剂稀释液存储罐中的液位低于设定的最低值时，控制系统同时启动复用水输送管道上的二号电磁阀和电动调节阀，以及阻燃剂原液输送管道上的一号电磁阀和一号变频泵，按最佳稀释比配比后输送到阻燃剂稀释液存储罐中；当二号压力液位计检测到阻燃剂稀释液存储罐中的液面高度达到设定的高度值时，将液位信号反馈给控制系统，控制系统停止复用水输送管道上的二号电磁阀和电动调节阀，以及阻燃剂原液输送管道上的一号电磁阀和一号变频泵；

当一号压力液位计检测到阻燃剂原液罐中的液位低于设定最低值时，提醒工作人员向阻燃剂原液罐中添加原液，直至一号压力液位计检测到阻燃剂原液罐中的液位达到设定的最大值。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构设计合理，阻燃剂的喷淋效果好，输煤皮带煤流具有一定厚度，在皮带转运过程中如果采用单一喷淋点，会造成阻燃剂喷洒不均匀，从而使阻燃剂的实际阻燃效果大打折扣，采用多点分布的喷淋管可以使阻燃剂喷洒均匀，从而使阻燃剂阻燃效果更加明显。阻燃剂的配制方便，配制效率高。

根据预喷洒煤质的不同自动选择阻燃剂最佳喷洒浓度，并依据最佳浓度驱动阻燃剂喷淋装置完成稀释、输送、喷淋的自动化操作，实现阻燃剂喷淋智能化，保证阻燃剂使用高效经济。从煤种的煤质出发，将煤种自然倾向性指数-阻燃剂最佳喷淋浓度曲线应用到褐煤阻燃剂的实际喷洒中，可以有效改善阻燃剂的阻燃效果，使阻燃剂的使用高效经济。

本发明的喷淋系统包括阻燃剂喷淋装置、控制系统和分析决策系统。阻燃剂喷淋装置包括阻燃剂储存、稀释、输送和喷淋工艺环节的罐体、液位计、离心泵、电磁阀、流量调节阀、流量计、手动阀、混合器和喷淋集管，实现阻燃剂储存、稀释、输送和喷淋一体化。控制系统采集喷淋装置罐体液位信号、电磁阀开关信号、来煤信号，并根据控制逻辑对信号作出判断，实现液位报警和喷淋装置的自动启停。分析决策系统包括煤质数据库，煤种自燃倾向性指数-阻燃剂最佳喷淋浓度曲线，通过煤质数据预测在卸煤种的自燃倾向性，进而依据煤种自燃倾向性指数-阻燃剂最佳喷淋浓度曲线选择针对在卸煤种的最佳喷淋浓度，并给出最佳稀释比。控制系统采集流量计信号，根据决策系统给出的最佳稀释比，驱动变频器调节离心泵的流量。分析决策系统依据煤种煤质给出阻燃剂最佳稀释比，控制系统根据最佳稀释比驱动阻燃剂喷淋装置进行阻燃剂的稀释。阻燃剂喷淋时，依据设定喷洒比自动匹配输煤皮带流量和阻燃剂喷淋流量。

附图说明

图1是本发明实施例中基于煤质的智能阻燃剂喷淋系统的结构示意图。

图2是本发明实施例中喷淋集管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图2，本实施例中的基于煤质的智能阻燃剂喷淋系统包括皮带秤1、煤流开关2、喷淋集管3、一号玻璃液位计4、一号压力液位计5、阻燃剂原液罐6、二号压力液位计7、二号玻璃液位计8、阻燃剂稀释液存储罐9、一号变频泵10、一号流量计11、一号电磁阀12、三号电磁阀13、三号流量计14、三号变频泵15、混合罐16、二号电磁阀17、电动调节阀18、二号流量计19、阻燃剂原液输送管道20、变频离心泵、复用水输送管道21、输煤皮带22、阻燃剂稀释液输送管道23、控制系统24和分析决策系统25。

本实施例中的皮带秤1和煤流开关2均与输煤皮带22配合，一号玻璃液位计4和一号压力液位计5均安装在阻燃剂原液罐6上，阻燃剂原液罐6和混合罐16通过阻燃剂原液输送管道20连接，一号变频泵10、一号流量计11和一号电磁阀12均安装在阻燃剂原液输送管道20上，复用水输送管道21和混合罐16连接，二号电磁阀17、电动调节阀18和二号流量计19均安装在复用水输送管道21上，变频离心泵也安装在复用水输送管道21上。

本实施例中的混合罐16通过管路和阻燃剂稀释液存储罐9连接，二号压力液位计7和二号玻璃液位计8均安装在阻燃剂稀释液存储罐9上，阻燃剂稀释液存储罐9通过阻燃剂稀释液输送管道23与喷淋集管3连接，三号电磁阀13、三号流量计14和三号变频泵15均安装在阻燃剂稀释液输送管道23上，喷淋集管3位于输煤皮带22的输出端的上方，该喷淋集管3与输煤皮带22的输出端配合。

本实施例中的喷淋集管3包括喷淋堵管32、喷淋母管33和数根喷淋横管31，喷淋堵管32和喷淋母管33均为弧形结构，喷淋横管31设置有喷淋孔，喷淋横管31的一端连接在喷淋堵管32上，该喷淋横管31的另一端连接在喷淋母管33上，数根喷淋横管31平行，阻燃剂稀释液输送管道23与喷淋母管33连接，喷淋横管31与输煤皮带22的幅宽方向平行。

本实施例中的皮带秤1、煤流开关2、一号压力液位计5、二号压力液位计7、一号变频泵10、一号流量计11、一号电磁阀12、三号电磁阀13、三号流量计14、三号变频泵15、二号电磁阀17、电动调节阀18和二号流量计19均与控制系统24连接。分析决策系统25与控制系统24连接。

本实施例中的基于煤质的智能阻燃剂喷淋方法的步骤如下。

火车煤或船煤单次来煤量大，来煤入厂前，发货方将矿发煤质数据告知收货方，矿发煤质数据包括发热量、挥发分、硫分、灰分、哈氏可磨指数等；收货方拿到矿发数据后对该入厂煤种进行编号，并录入分析决策系统25的矿发煤质数据库中；分析决策系统25根据录入的矿发煤质数据计算煤种的自燃倾向性指数，根据自燃倾向性指数-阻燃剂稀释比曲线，自动选择最佳的阻燃剂稀释比，并将稀释比传送给控制系统24。

控制系统24同时启动复用水输送管道21上的二号电磁阀17和电动调节阀18，阻燃剂原液输送管道20上的一号电磁阀12和一号变频泵10，并将二号流量计19和一号流量计11的流量信号传回控制系统24；控制系统24根据传回的流量计算出当前稀释比，如果当前稀释比大于最佳稀释比，控制系统24驱动电动调节阀18增大开度，增加复用水流量；如果当前稀释比小于最佳稀释比，控制系统24驱动电动调节阀18减小开度，减少复用水流量，直至当前稀释比等于最佳稀释比。

根据最佳稀释比输送的阻燃剂原液和复用水通过混合罐16混合，进入阻燃剂稀释液存储罐9，当二号压力液位计7检测到阻燃剂稀释液存储罐9中的液面高度达到设定的高度值时，将液位信号反馈给控制系统24，控制系统24停止复用水输送管道21上的二号电磁阀17和电动调节阀18，以及阻燃剂原液输送管道20上的一号电磁阀12和一号变频泵10。

当输煤皮带22上的煤流开关2检测到该煤种来煤时，将煤流开关2的信号传递给控制系统24，控制系统24启动阻燃剂稀释液输送管道23上的三号电磁阀13和三号变频泵15，阻燃剂稀释液通过阻燃剂稀释液输送管道23到达位于输煤皮带22端部的喷淋集管3，通过喷淋集管3的多个喷洒点喷洒到煤流上；喷洒过程中，皮带秤1的流量和三号流量计14的流量信号返回控制系统24，控制系统24计算阻燃剂喷洒量和煤量比，当小于设定的比值时则驱动三号变频泵15增大流量，当大于设定的比值时则驱动三号变频泵15减小阻燃剂稀释液流量。

当二号压力液位计7检测到阻燃剂稀释液存储罐9中的液位低于设定的最低值时，控制系统24同时启动复用水输送管道21上的二号电磁阀17和电动调节阀18，以及阻燃剂原液输送管道20上的一号电磁阀12和一号变频泵10，按最佳稀释比配比后输送到阻燃剂稀释液存储罐9中；当二号压力液位计7检测到阻燃剂稀释液存储罐9中的液面高度达到设定的高度值时，将液位信号反馈给控制系统24，控制系统24停止复用水输送管道21上的二号电磁阀17和电动调节阀18，以及阻燃剂原液输送管道20上的一号电磁阀12和一号变频泵10。

当一号压力液位计5检测到阻燃剂原液罐6中的液位低于设定最低值时，提醒工作人员向阻燃剂原液罐6中添加原液，直至一号压力液位计5检测到阻燃剂原液罐6中的液位达到设定的最大值。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。