用于测量皮带输煤量的系统及方法与流程

本发明涉及测量领域，具体地，涉及一种用于测量皮带输煤量的系统及方法。

背景技术：

燃料是发电企业的主要生产原料，其成本占发电企业总成本的70％左右，燃料管理水平的高低直接影响发电企业燃料成本控制和经营效益。在遵循经济掺烧的原则的情况下，为了提高掺配效率、严格按照参配指令精确掺配各种煤种量，需要准确测量皮带当前输煤量。

叶轮给煤机是火力发电厂缝隙式煤沟中不可缺失的主要设备，叶轮给煤机安装在一个可以沿煤沟纵向轨道行走的小车上，它将煤或储存的煤接收并运至皮带上，再通过皮带将煤运往锅炉。

一般发电厂采用皮带秤来计量输煤量，优选采用电子皮带秤，其包括秤架、托辊、输送皮带、力传感器、速度传感器和测量电路组成。皮带秤能对皮带输送机输送的散装固体物料自动连续测量，进而可测量通过秤架的瞬时输送量和总累计量。

但是皮带秤使用、管理环节常常出现以下问题：(1)在皮带倾斜的位置，由于皮带倾斜角度可能发生变化，安装的皮带秤由于无法识别角度的变化，不能及时修正而导致测量不准确；(2)皮带秤秤架横架在皮带上方，可能阻碍叶轮给煤机的运动，无法实现将煤从煤仓运送到皮带上。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于测量皮带输煤量的系统及方法。其能够实现在无法安装皮带秤的环境下精确测量出皮带输煤量。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于测量皮带输煤量的系统，该系统包括：扫描仪，安装在从给煤机伸出的支架上，用于分别测量皮带空载时的第一横截面积以及皮带载煤时的当前横截面积；接收装置，用于接收所述皮带的运行速度；速度采集装置，用于采集所述给煤机的运行速度；所述扫描仪中包括一计时装置，用于从所述皮带初始载煤起开始计时；以及控制装置，用于根据所述第一横截面积、所述皮带的运行速度、所述当前横截面积、所述给煤机的运行速度、及所述计时装置的当前计时来计算所述皮带的当前输煤量。

相应地，本发明还提供一种用于测量皮带输煤量的方法，该方法包括：使用安装在从给煤机伸出的支架上的扫描仪测量皮带空载时的第一横截面积；使用所述扫描仪的计时装置从所述皮带初始载煤起开始计时；使用所述扫描仪测量皮带载煤时的当前横截面积；接收所述皮带的运行速度；采集所述给煤机的运行速度；以及根据所述第一横截面积、所述皮带的运行速度、所述当前横截面积、所述给煤机的运行速度、及所述计时装置的当前计时来计算所述皮带的当前输煤量。

通过上述技术方案，借助扫描仪测量皮带空载时和载煤时的横截面积，并结合皮带的运行速度、给煤机的运行速度、及计时时间来计算皮带的当前输煤量，可以有效解决因无法安装皮带秤而不能有效测量输煤量的技术问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了本发明提供的用于测量皮带输煤量的系统的结构框图；

图2示出了扫描仪的安装位置示意图；

图3示出了扫描仪的工作示意图；以及

图4示出了本发明提供的用于测量皮带输煤量的方法的流程图。

附图标记说明

10 扫描仪 20 控制装置

31 接收装置 32 速度采集装置

40 给煤机 50 行程测量仪

60 皮带

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1示出了本发明提供的用于测量皮带输煤量的系统的结构框图。如图1所示，本发明提供一种用于测量皮带输煤量的系统，该系统可以包括：扫描仪10，可安装在从给煤机伸出的支架上，用于分别测量皮带空载时的第一横截面积以及皮带载煤时的当前横截面积；接收装置31，用于接收所述皮带的运行速度；速度采集装置32，用于采集给煤机的运行速度；所述扫描仪10中可以包括有一计时装置，用于从所述皮带初始载煤起计时；以及控制装置20，用于根据所述第一横截面积、所述皮带的运行速度、所述当前横截面积、所述给煤机的运行速度、及所述计时装置的当前计时来计算所述皮带的当前输煤量。这里，输煤量是指煤的体积。通过使用扫描仪测量皮带空载时的体积以及皮带载煤时的体积，再根据空载时的体积与载煤时的体积之差来确定皮带输煤量，以有效解决因无法安装皮带秤而不能有效测量输煤量的技术问题。

一般情况下，皮带是匀速行驶的，皮带的运行速度可以是预先设定的速度，因此，控制装置20在计算当前输煤量所使用的皮带的运行速度也可以是预先已经输入或存储的。可选地，在预先不能确定皮带运行速度的情况下，也可以使用一速度采集装置来采集皮带的运行速度。

给煤机，尤其是车轮给煤机是火力发电厂缝隙式煤沟中不可缺失的主要设备，可安装在一个可以沿煤沟纵向轨道行走的小车上，以将煤(来煤或存储的煤)运送至皮带60上进而运往锅炉。图2示出了扫描仪的安装位置示意图。如图2所示，扫描仪10优选地可以安装在给煤机40顶部伸出的支架上以与给煤机40一起运行，进而方便实时扫描并测量皮带载煤时的当前横截面积，并且扫描仪安装位置不会妨碍到给煤机40的运行。

扫描仪10优选地可以是激光扫描仪，但是本发明并不限制于此。

速度采集装置32可选地可以速度传感器或者是行程测量仪等，在图2中优选地设置了行程测量仪50，该行程测量仪50同样可安装于给煤机40底部伸出的另一支架上，通过测量给煤机40单位时间内运行的距离来确定给煤机40的运行速度。

图3示出了扫描仪的工作示意图。如图3所示，扫描仪10所扫描测量的横截面积为图3(a)中虚线所覆盖的面积。皮带空载时扫描仪10所扫描测量的横截面积S1(即，上述第一横截面积)为图3(b)所示，皮带载煤时扫描仪10所扫描测量的当前横截面积S2为图3(c)所示，则图3(d)所示的皮带载煤时的煤的当前横截面积S3为横截面积S1与横截面积S2之差。

皮带载煤时的煤的当前体积(即上述的皮带当前输煤量)与皮带和给煤机的运行速度有关。给煤机可以与皮带作同向或反向的往复运动，假设皮带完全水平并且忽略皮带自重及载物重量对测量结果的影响，在给煤机与皮带运行方向相同的情况下，控制装置可以通过以下公式来计算所述当前输煤量：

A＝(S1-S2)*(V1-V2)*t (1)

在给煤机与皮带运行方向相反的情况下，所述控制装置通过以下公式来计算所述当前输煤量：

A＝(S1-S2)*(V1+V2)*t (2)

其中，A表示当前输煤量，S1表示皮带空载时扫描仪所扫描的横截面积，S2表示所述当前横截面积，V1表示所述皮带的运行速度，V2表示所述给煤机的运行速度，t表示所述计时装置的当前计时。

进一步地，本发明所提供的用于测量皮带输煤量的系统还可以包括标定装置，用于对控制装置所确定的输煤量进行标定。该标定可以通过软件来实现，但是本发明并不限制于此。可选地，该标定装置也可以对扫描仪在皮带空载时所扫描测量的横截面积进行标定，如，可以通过设置一些扫描参数来使该横截面积更准确。

通过公式(1)或公式(2)所计算的输煤量为理论输煤量，在实际输煤量的测量过程中需要考虑一下因素：

(1)载煤时由于重力作用皮带会向下凹陷；

(2)给煤机在工作过程中会将一定长度的皮带向上拉起(如图2所示)，皮带会产生偏离水平位置的位移；

(3)皮带速度与给煤机速度不同步，皮带会保持一个方向的恒定速度运行，给煤机会以另一个速度做往复运动，有时与皮带同向，有时与皮带反向。两者运行方向相同时，测量误差小；两者运行方向相反时，测量误差大。

通过统计分析，可以得出实际输煤量与控制装置所确定的理论输煤量之间的关系。在给煤机与皮带运行方向相同的情况下，标定装置可以通过以下公式对控制装置所确定的输煤量进行标定：

Y＝1.0375*X-4.094 (3)

在给煤机与皮带运行方向相反的情况下，标定装置可以通过以下公式对控制装置所确定的输煤量进行标定：

Y＝1.0602*X+4.3879 (4)

其中，X表示控制装置所确定的输煤量，Y表示标定后的输煤量。

表1和表2统计了多组数据对上述标定公式(3)和(4)进行了验证。其中表1列出了皮带和给煤机同向运动时的标定结果，表2列出了皮带和给煤机反向运动时的标定结果，其中扫描仪测量体积为控制装置通过公式(1)或(2)所确定的输煤量，标定值为标定装置通过公式(3)或(4)所标定的值。从表1和表2可以看出，标定后的输煤量与实际输煤量误差在1％以内，输煤量精度大大提高。

表1皮带与给煤机同向运动时的标定结果

表2皮带与给煤机反向运动时的标定结果

图4示出了本发明提供的用于测量皮带输煤量的方法的流程图。如图4所示，本发明还提供一种用于测量皮带输煤量的方法，该方法包括：使用安装在从给煤机伸出的支架上的扫描仪测量皮带空载时的第一横截面积；使用计时装置从所述皮带初始载煤起计时；测量皮带载煤时的当前横截面积；采集所述皮带的运行速度；采集给煤机的运行速度；以及根据所述第一横截面积、所述皮带的运行速度、所述当前横截面积、所述给煤机的运行速度、及所述计时装置的当前计时来计算所述皮带的当前输煤量。其中，可以通过扫描仪或优选地通过激光扫描仪来测量上述第一横截面积和当前横截面积。

本发明提供的用于测量皮带输煤量的方法与上述用于测量皮带输煤量的系统的具体工作原理与益处相似这里将不再赘述。

本发明提供的用于测量皮带输煤量的设备及方法，可以在不能安装皮带秤的环境下使用，通过标定能够计算出精确的输煤量，并且系统设备少、结构简单、安装方便、实用性较好。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。