【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤仓堵塞监控领域，特别涉及一种基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统。
技术介绍
1、原煤仓和原煤斗在火力发电厂中用于储存原煤和煤泥等颗粒性物料，原煤斗或原煤仓堵煤的问题是一个普遍存在的挑战，对电厂的稳定运行和安全构成了严重威胁。原煤仓或煤斗的堵塞会导致煤仓内有效容积下降，形成“鼠洞”，引发给煤机断煤，导致上煤时间间隔缩短，输煤系统运行频繁，使得锅炉运行工况波动大，环保指标难以控制。此外，如果处理不当，甚至可能导致锅炉灭火、煤斗自燃或爆炸，严重影响正常生产。特别严重的，严重堵塞的煤仓在放仓过程中还曾发生溃仓等重大事故，造成人身伤亡和数百万元的直接经济损失。
2、造成堵塞的主要原因多种多样，原煤斗或原煤仓设计结构包括矩形截面斜锥式、圆锥式、矩形截面双曲线式和圆形截面双曲线式等。这些结构型式虽各有特点，但都存在不同程度的堵煤问题。例如，锥形原煤仓由于流通截面积逐渐变小，挤压力变大，容易导致煤粒与仓壁之间的摩擦力增大，从而造成结拱堵塞。矩型截面原煤仓则因为斗壁四角附近的原煤受到“双面摩擦”和挤压作用，容易粘结在斗壁角落内，引起堵煤问题。但最主要的堵塞原因都包括煤质特性(如水分含量、粒径分布)，目前在我国很多火力发电厂都无法确保采用单一煤源，需要混合配煤燃烧，从而也使得煤质特性导致的堵煤问题不可避免。
3、堵煤问题从初起到严重有较长的延续时间，如果煤仓出现轻微堵塞，如煤的粘附或沉积，可能只需要使用振动器、喷水或简单的清仓操作来解决。轻微堵塞如果没有及时处理就会产生中度甚至重度堵塞。对于中等程度的堵塞
4、火力发电厂为了能及早防治、避免造成重大损失，采取了各种不同的技术方法来检测和治理堵煤问题。当前煤仓堵塞的监测和预警新技术，如使用新型料位计作为主要传感器，进行多点实时煤仓内表面煤高数据采集，再对所采集煤高数据进行计算机处理，模拟出实际现场的煤量分布情况。或者安装煤层压力传感器，实时监测煤堆压力的变化情况。采用压力异常变化触发报警，以预防煤仓堵塞的发生。但现有的技术在多方面都存在局限性，雷达料位计作为主流的较先进料位传感器，在导电性较高的物料(如水分含量高的煤炭)中测量时，可能会受到信号衰减的影响。在粉尘浓度高环境中，雷达信号可能会被散射或吸收。在锥形煤仓中，雷达波可能会在锥壁上产生多次反射，造成虚假回波。仓内支架、管道或其他结构可能会干扰雷达信号的传播，上述问题都会显著影响测量精度和准确性。在监测系统方面，都需要对煤仓进行结构改造和大量监控测点的安装，既增加了煤仓内壁面的结构复杂性，形成了新的堵塞致因，还因为新增的监测预警计算机处理单元形成了异构的工控网络安全风险；在堵塞治理方面，异构的监测预警计算机处理单元多数为基于原始设计的黑匣子系统，不仅存在执行时效滞后，且在生产工艺变化后还会经常失准。造成防堵措施与煤仓或煤斗的具体情况不匹配，无法有效解决堵煤问题，导致煤流不畅，影响生产效率。错误的触发防堵设备还会引起安全风险，如不合适的振打器频率可能会损坏煤仓结构，过强的气流装置可能会造成煤尘爆炸的风险。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，能够实现锅炉煤仓运行全过程监控，及时发现煤仓堵塞，定位堵塞发生位置，并针对不同程度的堵塞执行不同的干预措施。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，包括：
4、煤仓补煤监测模块，获取采集到的煤仓的煤位计信号，基于煤位计信号判断出上煤开始时，触发煤仓开始补煤信号，对煤仓存煤体积监测模块、煤仓落煤体积监测模块和煤仓堵塞预警模块进行初始化；基于煤位计信号判断出上煤结束后，激活煤仓存煤体积监测模块、煤仓落煤体积监测模块和煤仓堵塞预警模块；
5、煤仓存煤体积监测模块，煤仓存煤体积监测模块激活后，切换体积计算模块输入为煤位计实时信号，切换体积计算模块输出为上煤后的存煤体积信号，将煤仓的初始存煤体积更新为上煤结束后的存煤体积信号；更新完成后，将更新后的煤仓初始存煤体积输出至平衡补偿模块作为给定值，切换体积计算模块输入为平衡补偿模块寄存输出前级信号，切换体积计算模块输出为平衡补偿模块第一路输入信号，对煤仓煤位进行实时循环预测；
6、煤仓落煤体积监测模块，在煤仓落煤体积监测模块激活后开始计算煤仓实时落煤体积，实时循环输出至平衡补偿模块第二路输入信号；
7、平衡补偿模块，循环计算煤仓的实时预测存煤体积，当第一路输入信号与第二路输入信号之和，与给定值偏差达到平衡时，激活平衡补偿模块后级的寄存输出，输出煤仓煤位预测信号；
8、煤仓堵塞预警模块，计算煤仓的煤位预测信号与煤位计实时采集的煤位计信号的落煤检测高差，当落煤检测高差达到堵塞预警条件时，发出报警信号。
9、优选的，所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，还包括：
10、煤仓防堵抑制模块，煤仓堵塞预警模块在发出报警信号后激活煤仓防堵抑制模块；煤仓防堵抑制模块基于落煤检测高差和实时给煤率信号，启动振打装置或空气炮进行清堵；所述振打装置和空气炮环绕仓壁分布在煤仓侧不同高度。
11、优选的，所述煤仓划分为两个及以上分部，每个分部安装有一个煤位计；所述煤仓补煤监测模块基于所有分部的煤位计信号；所述煤仓存煤体积监测模块、煤仓落煤体积监测模块、平衡补偿模块、煤仓堵塞预警模块和煤仓防堵抑制模块均针对各分部进行独立处理。
12、优选的，所述煤仓补煤监测模块中，基于煤位计信号判断出上煤开始，具体包括：
13、当煤位计为一个时，对煤位计信号循环进行预设周期变化量计算，当煤位计信号预设周期变化量大于第一阈值，且其超出第一阈值的触发时间间隔小于第二阈值时，判断出上煤开始；
14、基于煤位计信号判断出上煤结束，具体包括：
15、在煤仓开始补煤信号激活后，检测煤位计信号预设周期变化量，直至均小于第三阈值，判断出上煤结束；
16、当煤位计为两个及以上时，对所有煤位计信号循环进行预设周期变化量计算，当至少两个煤位计信号预设周期变化量均大于第一阈值，且其超出第一阈值的触发时间间隔小于第二阈值时，判断出上煤开始；
17、基于煤位计信号判断出上煤结束，具体包括：
18、在煤仓开始补煤信号激活后，检测至少两个煤位计信号预设周期变化量，直至均小于第三阈值，判断出上煤结束。
19、优选的，煤仓体积计算模块中，所述初始存煤体积和煤仓的实时预测存煤体积基于煤仓设计结构参数计算获得。
20、优选的，所述煤仓落煤体积监测模块中，煤仓实时落煤体积的计算方式如下：
21、
22、其中，vat表示煤仓实时落煤体积；ρ表示本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，所述煤仓划分为两个及以上分部，每个分部安装有一个煤位计；所述煤仓补煤监测模块基于所有分部的煤位计信号；所述煤仓存煤体积监测模块、煤仓落煤体积监测模块、平衡补偿模块、煤仓堵塞预警模块和煤仓防堵抑制模块均针对各分部进行独立处理。
4.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，所述煤仓补煤监测模块中，基于煤位计信号判断出上煤开始，具体包括：
5.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，煤仓体积计算模块中，所述初始存煤体积和煤仓的实时预测存煤体积基于煤仓设计结构参数计算获得。
6.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，所述煤仓落煤体积监测模块中，煤仓实时落煤体积的计算方式如下：
7.根据权利要求1
8.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，所述煤仓堵塞预警模块中，计算煤仓的煤位预测信号与煤位计实时采集的煤位计信号的落煤检测高差，当落煤检测高差达到堵塞预警条件时，发出报警信号，具体包括：
9.根据权利要求8所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，所述煤仓堵塞预警模块，还用于激活防堵抑制模块，并在落煤检测高差小于第六阈值时，复位报警信号并停止防堵抑制模块。
10.根据权利要求2所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，所述煤仓防堵抑制模块，具体用于：根据煤仓堵塞预警模块输出的堵塞定位预测参数，控制煤仓相应周向部位和接近并略高于拱形堵塞矢高的仓壁振打装置，以预设频率进行初始清堵；同时，对落煤检测高差和实时给煤率信号进行实时计算监测，当实时给煤率信号减小量大于第七阈值或落煤检测高差大于第八阈值时，控制煤仓相应周向部位和接近并略高于拱形堵塞矢高的空气炮启动，以预设频率进行中度清堵。
...【技术特征摘要】
1.一种基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，所述煤仓划分为两个及以上分部，每个分部安装有一个煤位计；所述煤仓补煤监测模块基于所有分部的煤位计信号；所述煤仓存煤体积监测模块、煤仓落煤体积监测模块、平衡补偿模块、煤仓堵塞预警模块和煤仓防堵抑制模块均针对各分部进行独立处理。
4.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，所述煤仓补煤监测模块中，基于煤位计信号判断出上煤开始，具体包括：
5.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，煤仓体积计算模块中，所述初始存煤体积和煤仓的实时预测存煤体积基于煤仓设计结构参数计算获得。
6.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤仓堵塞监控系统，其特征在于，所述煤仓落煤体积监测模块中，煤仓实时落煤体积的计算方式如下：
7.根据权利要求1所述的基于煤仓煤位实时预测的煤...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈志刚，沈娅芳，潘胜中，张钧玮，
申请(专利权)人：厦门华夏国际电力发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。