專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤系統(tǒng)及方法，可應(yīng)用于大型火 力發(fā)電廠或其它大型用煤?jiǎn)挝?，如大型水泥廠、大型鋼廠、大型混煤企業(yè) 等，通過(guò)自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤，能夠改變煤場(chǎng)無(wú)序堆煤的情況，指導(dǎo)汽 車(chē)卸煤配煤，為鍋爐安全燃燒提供保證。
背景技術(shù)：
目前，煤粉燃燒支撐的火力發(fā)電是中國(guó)最主要的能源提供方式，隨著 煤炭市場(chǎng)的供應(yīng)緊張，國(guó)內(nèi)大部分電廠都無(wú)法燃燒設(shè)計(jì)煤種，為了控制發(fā) 電成本，不得不購(gòu)進(jìn)大量的小窯煤。大多電廠基本上是來(lái)什么煤燒什么煤， 而火電廠汽車(chē)煤的來(lái)煤時(shí)間，來(lái)煤煤質(zhì)都是隨機(jī)的。目前幾乎所有的電廠 都無(wú)法做到機(jī)械混煤，基本上都是無(wú)序堆煤，隨機(jī)來(lái)煤，隨機(jī)堆煤，推煤 入爐時(shí)也是隨機(jī)的，這就造成了鍋爐燃燒煤質(zhì)處于頻繁變化中。由于來(lái)煤 中存在一部分特差或特高揮發(fā)份煤，當(dāng)特差煤短時(shí)間內(nèi)集中燃燒時(shí)，可能 造成鍋爐突然滅火，而當(dāng)特高揮發(fā)份煤短時(shí)間內(nèi)集中燃燒時(shí)，又有可能造 成著火提前燒噴口或結(jié)焦。為此，相關(guān)技術(shù)人員都在尋找經(jīng)濟(jì)合理的配煤 技術(shù)，以期解決這個(gè)問(wèn)題。
動(dòng)力配煤技術(shù)是在若干約束條件的基礎(chǔ)上，如發(fā)熱量、硫份、灰分、 揮發(fā)分,水分等各類(lèi)約束下，將多種煤按照不同的比例混合，使得成本最 低。國(guó)內(nèi)配煤技術(shù)通過(guò)增設(shè)龐大的配煤設(shè)備和占用很大的場(chǎng)地，將不同的 煤先堆放在一個(gè)地方，然后按照配煤比例，將不同煤質(zhì)的煤按計(jì)算的量送入不同的皮帶，通過(guò)調(diào)節(jié)各皮帶的流量，達(dá)到控制各種煤比例的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低，在無(wú)人值守的狀態(tài)下自動(dòng)工作，
保證在最短的時(shí)間內(nèi)使入爐煤煤質(zhì)趨于目標(biāo)煤質(zhì)，同時(shí)使入爐煤質(zhì)長(zhǎng)期處
于穩(wěn)定狀態(tài)，減少由于煤質(zhì)突變?cè)斐慑仩t突發(fā)事件，保證鍋爐安全運(yùn)行的
自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤系統(tǒng)及方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的系統(tǒng)包括包括煤量及煤質(zhì)采集模塊、智
能運(yùn)算模塊、各分區(qū)顯示器、汽車(chē)卸煤配煤引導(dǎo)指示系統(tǒng)和煤場(chǎng)的若干個(gè)
分區(qū)，煤場(chǎng)的每一個(gè)分區(qū)都立有一個(gè)由顯示器和兩盞指示燈組成的分區(qū)顯
示器，顯示器用于在線顯示該分區(qū)當(dāng)前的煤質(zhì)信息，綠色指示燈表示該區(qū)
煤質(zhì)最接近目標(biāo)煤質(zhì)，該區(qū)的煤可以入爐；紅色指示燈表示該區(qū)煤質(zhì)還處
在繼續(xù)混煤狀態(tài)，表示未達(dá)到或未接近目標(biāo)煤質(zhì)，不可入爐，煤量及煤質(zhì)
采集模塊用于采集來(lái)煤的煤質(zhì)及煤量信息，并將此信息傳輸給智能運(yùn)算模
塊，智能運(yùn)算模塊不斷在線接受來(lái)煤煤質(zhì)及來(lái)煤量，在線計(jì)算煤場(chǎng)各分區(qū)
的煤質(zhì)，實(shí)時(shí)計(jì)算并指導(dǎo)來(lái)煤汽車(chē)卸于某個(gè)區(qū)域，同時(shí)將計(jì)算結(jié)果通知汽
車(chē)卸煤配煤引導(dǎo)指示系統(tǒng)，汽車(chē)卸煤配煤引導(dǎo)指示系統(tǒng)通過(guò)沿途的指示燈
自動(dòng)指弓I汽車(chē)至IJ特定區(qū)域卸煤。
本發(fā)明的系統(tǒng)還包括一個(gè)對(duì)煤質(zhì)在線數(shù)據(jù)發(fā)熱量、灰分、揮發(fā)分、
水分進(jìn)行監(jiān)測(cè)的在線監(jiān)測(cè)模塊。
本發(fā)明的自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤的方法，包括如下步驟
1) 確定目標(biāo)煤質(zhì)通過(guò)煤種變化對(duì)全廠經(jīng)濟(jì)性影響試驗(yàn)，選取適合
該廠鍋爐燃燒的煤質(zhì)范圍；
2) 當(dāng)汽車(chē)煤到廠，過(guò)磅秤重后，將來(lái)煤的重量、礦名等自動(dòng)傳輸給 煤量及煤質(zhì)釆集模塊；3 )煤量和煤質(zhì)采集模塊根據(jù)來(lái)煤礦名從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出該礦煤質(zhì)情況， 智能運(yùn)算模塊結(jié)合來(lái)煤煤質(zhì)、來(lái)煤重量和當(dāng)前煤場(chǎng)幾個(gè)分區(qū)的煤質(zhì)狀況， 計(jì)算出應(yīng)該把該車(chē)煤堆放在第幾區(qū)，卸煤后智能運(yùn)算模塊自動(dòng)修改數(shù)據(jù)庫(kù) 里有關(guān)該區(qū)的煤質(zhì)信息，刷新顯示器；
4)當(dāng)有煤入廠或有煤入爐時(shí)，智能運(yùn)算模塊選擇最接近目標(biāo)煤質(zhì)的 分區(qū)，點(diǎn)亮該分區(qū)的綠燈，該分區(qū)應(yīng)優(yōu)先推煤入爐。
所說(shuō)的煤質(zhì)采集還包括采集煤質(zhì)在線數(shù)據(jù)發(fā)熱量、灰分、揮發(fā)分、 水分的在線監(jiān)測(cè)模塊。
本發(fā)明通過(guò)燃煤綜合成本模型結(jié)果，自動(dòng)、在線引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤， 即使來(lái)煤十分復(fù)雜，也能使得入爐煤的煤質(zhì)都趨于合理值，從而保證鍋爐 安全運(yùn)行，消除由于個(gè)別礦來(lái)煤與設(shè)計(jì)煤種相差太大導(dǎo)致的未經(jīng)混合直接 入爐，造成鍋爐突然滅火或短期大量結(jié)焦突發(fā)事件。整個(gè)系統(tǒng)裝置無(wú)人值 守，不需要增加復(fù)雜的配煤設(shè)備，就能達(dá)到優(yōu)化配煤的效果。


圖l是本發(fā)明系統(tǒng)框圖2是本發(fā)明應(yīng)用于火電廠汽車(chē)卸煤配煤指導(dǎo)系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明所述的系統(tǒng)包括煤量及煤質(zhì)采集模塊1、智能運(yùn) 算模塊2、各分區(qū)顯示器3、汽車(chē)卸煤配煤引導(dǎo)指示系統(tǒng)4、煤場(chǎng)的若干個(gè) 分區(qū)5和在線監(jiān)測(cè)模塊6。煤場(chǎng)的每一個(gè)分區(qū)都立有一個(gè)顯示器和兩盞指 示燈，顯示器用于在線顯示該分區(qū)當(dāng)前的煤質(zhì)信息，綠色指示燈用于在所 有分區(qū)中，該區(qū)煤質(zhì)最接近目標(biāo)煤質(zhì)，該區(qū)的煤可以入爐；紅色指示燈表 示該區(qū)煤質(zhì)還處在繼續(xù)混煤狀態(tài)，表示未達(dá)到或未接近目標(biāo)煤質(zhì)，不可入爐。煤量及煤質(zhì)采集模塊1和在線監(jiān)測(cè)模塊6用于采集來(lái)煤的煤質(zhì)及煤量 信息，并將此信息傳輸給智能運(yùn)算模塊2，智能運(yùn)算^莫塊2的功能是不斷 在線接受來(lái)煤煤質(zhì)及來(lái)煤量，在線計(jì)算煤場(chǎng)各分區(qū)的煤質(zhì)，實(shí)時(shí)計(jì)算并指 導(dǎo)來(lái)煤汽車(chē)應(yīng)該卸于哪個(gè)區(qū)域，同時(shí)將計(jì)算結(jié)果通知汽車(chē)卸煤配煤引導(dǎo)指 示系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)沿途的指示燈自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤。計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù) 據(jù)線與顯示器，指示燈相連。
參見(jiàn)圖2，本發(fā)明自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤的方法，步驟如下
1) 確定目標(biāo)煤質(zhì)。通過(guò)煤種變化對(duì)全廠經(jīng)濟(jì)性影響試驗(yàn)，選取適合 該廠鍋爐燃燒的的煤質(zhì)范圍，包括發(fā)熱量范圍，硫分范圍，揮發(fā)分范圍， 灰熔點(diǎn)范圍等。
2) 當(dāng)汽車(chē)煤到廠，過(guò)磅秤重后，將重量、礦名等自動(dòng)傳輸給煤量及 煤質(zhì)采集模塊。有煤質(zhì)在線監(jiān)測(cè)時(shí)還需采集煤質(zhì)在線數(shù)據(jù)發(fā)熱量、灰分、 揮發(fā)分、水分；
3) 煤質(zhì)及煤量采集模塊根據(jù)煤礦名從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出該礦煤質(zhì)情況， 智能運(yùn)算模塊結(jié)合來(lái)煤煤質(zhì)、來(lái)煤重量和當(dāng)前煤場(chǎng)幾個(gè)分區(qū)的煤質(zhì)狀況， 計(jì)算判斷出應(yīng)該把該車(chē)煤堆放在第幾區(qū)，并對(duì)沿途指示燈發(fā)出信號(hào)；司機(jī) 根據(jù)沿途的綠色指示燈進(jìn)入該區(qū)進(jìn)行卸煤，卸煤后智能運(yùn)算模塊自動(dòng)修改
數(shù)據(jù)庫(kù)里有關(guān)該區(qū)的煤質(zhì)信息，刷新顯示器；
4) 當(dāng)有煤入廠或有煤入爐時(shí)，智能運(yùn)算模塊選擇最接近目標(biāo)煤質(zhì)的
分區(qū)，點(diǎn)亮該分區(qū)的綠燈，該分區(qū)應(yīng)優(yōu)先推煤入爐。
步驟1)提到的煤種變化對(duì)全廠經(jīng)濟(jì)性影響試驗(yàn)主要是試驗(yàn)不同煤質(zhì) 對(duì)鍋爐燃燒的影響，主要考慮二方面購(gòu)煤成本和各種附加成本。購(gòu)煤費(fèi) 用一般隨著煤質(zhì)變好費(fèi)用也增加，而煤質(zhì)變化后造成的各種附加費(fèi)用，如排灰成本、大氣污染罰款、污水排放成本、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用等又是隨著煤質(zhì) 變好大幅度減少，這些附加費(fèi)用隨著煤質(zhì)變差成指數(shù)關(guān)系劇增，將購(gòu)煤費(fèi) 用與煤質(zhì)變化后的各種附加費(fèi)用相加，從而構(gòu)成綜合成本，煤種變化對(duì)全 廠經(jīng)濟(jì)性影響試驗(yàn)將從綜合成本出發(fā)，計(jì)算出最適合當(dāng)前電廠鍋爐燃燒， 既保證經(jīng)濟(jì)性又保證燃燒著火和燃燼性能的最佳目標(biāo)煤質(zhì)。
步驟3)中提到，運(yùn)算模塊根據(jù)礦名從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出該礦煤質(zhì)情況，
結(jié)合來(lái)煤煤質(zhì)、來(lái)煤重量和當(dāng)前煤場(chǎng)幾個(gè)分區(qū)的煤質(zhì)狀況，計(jì)算判斷出應(yīng)
該把該車(chē)煤堆放在第幾區(qū)，并對(duì)沿途指示燈發(fā)出信號(hào)。判斷卸煤區(qū)域的目
標(biāo)是使得各分區(qū)煤質(zhì)更接近目標(biāo)煤質(zhì)。判斷卸煤區(qū)域的步驟如下-
l將來(lái)煤預(yù)卸入某個(gè)分區(qū)，即假設(shè)將來(lái)煤調(diào)入某區(qū)，求得該區(qū)煤質(zhì)；
2無(wú)量綱化各區(qū)煤質(zhì)數(shù)據(jù)，計(jì)算預(yù)調(diào)入該區(qū)后各區(qū)煤質(zhì)距目標(biāo)煤質(zhì)的
平均距離；
3重復(fù)步驟l)和2)，直到將來(lái)煤預(yù)調(diào)入每個(gè)分區(qū)；
4選擇預(yù)調(diào)入來(lái)煤后平均距離最小的分區(qū)做為卸煤區(qū)域。
步驟4)提到，當(dāng)有煤入廠或有煤入爐，由于此時(shí)各分區(qū)的煤質(zhì)發(fā)生
變化，需要選擇最佳入爐分區(qū)，點(diǎn)亮該區(qū)綠色指示燈。選擇最佳入爐分時(shí)，
要求綜合考慮發(fā)熱量，灰分，揮發(fā)分，水分等指標(biāo)，選擇在整體上最接近
目標(biāo)煤質(zhì)的分區(qū)，這是一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化的問(wèn)題。選擇入爐分區(qū)的步驟如下 若有m個(gè)指標(biāo)(如發(fā)熱量、灰分、揮發(fā)分、硫分、水分等)，n個(gè)分區(qū)，
獲取m行n列的指標(biāo)矩陣A。第i個(gè)分區(qū)的第j個(gè)指標(biāo)記為",。目標(biāo)煤質(zhì) 構(gòu)成最優(yōu)向量a。。<formula>formula see original document page 8</formula>
求得各分區(qū)的各煤質(zhì)指標(biāo)與目標(biāo)煤質(zhì)的對(duì)應(yīng)指標(biāo)之間的絕對(duì)值，記為矩陣A'
ii
■lw
=
々 乂wx"
ml
一 "0)
獲得標(biāo)準(zhǔn)化矩陣R，無(wú)量綱化各指標(biāo)的值
A — { a;. G乂為正向目標(biāo) 「L^ Gj為負(fù)向指標(biāo)
及=
W2 & …n"
二i …
利用熵值法求得各指標(biāo)權(quán)重，第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重記為w,
尸=
A" P冊(cè)

2^
乂=1
_附—
2>乂
乂=1
對(duì)每項(xiàng)指標(biāo)求得其最小值與最大值。選取各項(xiàng)指標(biāo)的最小值組成最優(yōu)
煤質(zhì)，用向量cT表示；選取各項(xiàng)指標(biāo)的最大值組成最差煤質(zhì)，用向量cT表
示c令<formula>formula see original document page 10</formula>
則<formula>formula see original document page 10</formula>
令<formula>formula see original document page 10</formula>
采用密切值反映各分區(qū)煤質(zhì)接近最優(yōu)煤質(zhì)和遠(yuǎn)離最差煤質(zhì)的程度。第 i個(gè)分區(qū)的密切值記為C"選取密切值最小的分區(qū)，該分區(qū)就為可入爐的
分區(qū)，應(yīng)將該分區(qū)的綠燈點(diǎn)亮。
t/「
c,4一 本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于-
成本較低通過(guò)調(diào)控煤場(chǎng)堆垛，在不增加額外場(chǎng)地和不需增加大型皮 帶配煤設(shè)備的情況下，就能達(dá)到優(yōu)化配煤的目的。 整個(gè)系統(tǒng)都是在無(wú)人值守的狀態(tài)下自動(dòng)工作。
采用該系統(tǒng)后，可保證在最短的時(shí)間內(nèi)使入爐煤煤質(zhì)趨于目標(biāo)煤質(zhì)， 同時(shí)使入爐煤質(zhì)長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，減少由于煤質(zhì)突變?cè)斐慑仩t突發(fā)事 件，保證鍋爐安全運(yùn)行。
權(quán)利要求
1、一種自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤的系統(tǒng)，其特征在于包括煤量及煤質(zhì)采集模塊(1)、智能運(yùn)算模塊(2)、各分區(qū)顯示器(3)、汽車(chē)卸煤配煤引導(dǎo)指示系統(tǒng)(4)和煤場(chǎng)的若干個(gè)分區(qū)(5)，煤場(chǎng)的每一個(gè)分區(qū)都立有一個(gè)由顯示器和兩盞指示燈組成的分區(qū)顯示器(3)，顯示器用于在線顯示該分區(qū)當(dāng)前的煤質(zhì)信息，綠色指示燈表示該區(qū)煤質(zhì)最接近目標(biāo)煤質(zhì)，該區(qū)的煤可以入爐；紅色指示燈表示該區(qū)煤質(zhì)還處在繼續(xù)混煤狀態(tài)，表示未達(dá)到或未接近目標(biāo)煤質(zhì)，不可入爐，煤量及煤質(zhì)采集模塊(1)用于采集來(lái)煤的煤質(zhì)及煤量信息，并將此信息傳輸給智能運(yùn)算模塊(2)，智能運(yùn)算模塊(2)不斷在線接受來(lái)煤煤質(zhì)及來(lái)煤量，在線計(jì)算煤場(chǎng)各分區(qū)的煤質(zhì)，實(shí)時(shí)計(jì)算并指導(dǎo)來(lái)煤汽車(chē)卸于某個(gè)區(qū)域，同時(shí)將計(jì)算結(jié)果通知汽車(chē)卸煤配煤引導(dǎo)指示系統(tǒng)(4)，汽車(chē)卸煤配煤引導(dǎo)指示系統(tǒng)(4)通過(guò)沿途的指示燈自動(dòng)指引汽車(chē)到特定區(qū)域卸煤。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤系統(tǒng)，其特征在于-還包括一個(gè)對(duì)煤質(zhì)在線數(shù)據(jù)發(fā)熱量、灰分、揮發(fā)分、水分進(jìn)行監(jiān)測(cè)的在 線監(jiān)測(cè)模塊(6)。
3、 一種自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤的方法，其特征在于-包括如下步驟1) 確定目標(biāo)煤質(zhì)通過(guò)煤種變化對(duì)全廠經(jīng)濟(jì)性影響試驗(yàn)，選取適合 該廠鍋爐燃燒的煤質(zhì)范圍；2) 當(dāng)汽車(chē)煤到廠，過(guò)磅秤重后，將來(lái)煤的重量、礦名等自動(dòng)傳輸給 煤量及煤質(zhì)采集模塊；3 )煤量和煤質(zhì)采集模塊根據(jù)來(lái)煤礦名從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出該礦煤質(zhì)情況，智能運(yùn)算模塊結(jié)合來(lái)煤煤質(zhì)、來(lái)煤重量和當(dāng)前煤場(chǎng)幾個(gè)分區(qū)的煤質(zhì)狀況， 計(jì)算出應(yīng)該把該車(chē)煤堆放在第幾區(qū)，卸煤后智能運(yùn)算模塊自動(dòng)修改數(shù)據(jù)庫(kù)里有關(guān)該區(qū)的煤質(zhì)信息，刷新顯示器；4)當(dāng)有煤入廠或有煤入爐時(shí)，智能運(yùn)算模塊選擇最接近目標(biāo)煤質(zhì)的 分區(qū)，點(diǎn)亮該分區(qū)的綠燈，該分區(qū)應(yīng)優(yōu)先推煤入爐。
4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤的方法，其特征在于所說(shuō)的煤質(zhì)采集還包括采集煤質(zhì)在線數(shù)據(jù)發(fā)熱量、灰分、揮發(fā)分、水分的在線監(jiān)測(cè)模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤系統(tǒng)及方法，通過(guò)一個(gè)燃煤綜合成本模型計(jì)算結(jié)果，在一套自動(dòng)運(yùn)算與指揮系統(tǒng)的引導(dǎo)下，在線引導(dǎo)汽車(chē)卸煤配煤。即使來(lái)煤十分復(fù)雜，也能使得入爐煤的煤質(zhì)都趨于某一合理值，從而保證鍋爐安全運(yùn)行，消除由于個(gè)別礦來(lái)煤與設(shè)計(jì)煤種相差太大導(dǎo)致的未經(jīng)混合直接入爐，造成鍋爐突然滅火或短期大量結(jié)焦突發(fā)事件。整個(gè)系統(tǒng)裝置無(wú)人值守，不需要增加復(fù)雜的配煤設(shè)備，就能達(dá)到優(yōu)化配煤的效果。
文檔編號(hào)B65G67/02GK101318597SQ200810150280
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者徐通模, 惠世恩, 楊 苗, 譚厚章 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)