一種基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法和系統的製作方法
2023-06-04 17:00:16 1
專利名稱：一種基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種煉焦工業中獲得焦炭重量的方法和系統，特別地，本發明涉及一種基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法和系統。
背景技術：
焦炭是高爐的重要原燃料，其生產技術的先進程度、產品質量的優劣，直接影響到高爐的經濟技術指標和生產操作。幹熄焦是煉焦工藝中一個十分重要的環節，它在改善焦炭質量、回收利用能源以及保護環境等方面有著傳統溼熄焦無法比擬的優勢。近年來，在國家產業政策的要求下，國內幹熄焦技術得到了空前發展。幹熄焦是利用冷的惰性氣體氮氣N2在幹熄爐中與赤熱紅焦換熱從而冷卻紅焦的過程。吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給幹熄焦鍋爐產生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再被循環風機鼓入幹熄爐中冷卻紅焦。所謂紅焦是指溫度在950°C -1050°C，剛從炭化室中推出的焦炭。從炭化室中推出的950°C _1050°C的紅焦經過攔焦機的導焦柵落入運載車上的焦罐內，運載車由電機車牽引至幹熄焦裝置提升機井架底部，由提升機將焦罐提升至井架頂部，再平移到幹熄爐爐頂，通過爐頂裝入裝置將紅焦裝入幹熄爐。在幹熄爐中，紅焦與惰性氣體直接進行熱交換，冷卻至250°C以下，冷卻後的焦炭經排焦裝置卸到膠帶輸送機上運出幹熄焦系統。煉焦工業中，幹熄焦技術相對於傳統溼法熄焦技術具有三大顯著特點，即:回收紅焦顯熱、減少環境汙染、改善焦炭質量，因此越來越引起國內焦炭生產企業的重視。在採用幹熄焦技術進行焦炭生產的過程中，無論是頂裝爐，還是搗固爐，單個和全體焦爐出產焦炭重量的實時和歷史 生產信息都是非常重要的。通過參考這些生產信息，各級管理人員、技術人員、生產人員可以隨時掌握現場的生產情況，並且根據歷史記錄的生產數據進行不同時間各個班組或者不同焦爐生產情況的對比。這樣既可以對不同爐型的炭化室出產焦炭性能進行評價，同時也能夠對於不同班組的生產水平進行評比，從而促進煉焦生產的順利進行，以及為提高整廠生產效率採取整改措施提供了參考評判依據。國內企業一般採用基於電阻應變片作為敏感器件的計量裝置來進行幹熄爐焦炭重量測量。根據計量裝置安裝位置的不同，有軌道衡法、皮帶秤法。軌道衡法是在運送紅焦的焦罐機車行走軌道上，附加一段作為承重臺，承重臺與稱重傳感器相連，在裝載紅焦的焦罐臺車靜止或以規定速度通過承重臺時，實現紅焦的重量計量。而皮帶秤法則是安裝在幹熄爐底部的焦炭傳送皮帶下，傳送皮帶運送冷卻後的焦炭時，由於帶式衡器的敏感器件受力變形，紅焦重量轉化為相應的電信號輸出，實現紅焦重量的計量。軌道衡法雖然可以較高精度的計量出紅焦的重量，為掌握和分析煉焦生產情況提供了非常重要的信息，但是它的測量裝置安裝比較複雜，整體投資較大。皮帶秤法則由於高溫焦炭達到一千攝氏度左右，會燙壞傳送皮帶，導致該方法無法用於高溫紅焦的直接稱量。通常用皮帶秤法間接測量排焦的重量來近似為加入的紅焦重量，但由於冷卻後的焦炭仍然在120攝氏度左右，溫度較高並且有波動，引發傳送皮帶的伸縮變形，從而導致焦炭重量的計量誤差較大。此外，皮帶秤法測量的焦炭重量是經過幹熄爐冷卻後的焦炭重量，而高溫焦炭在幹熄爐中冷卻過程中，一方面部分焦炭以碳燒損形式散放到大氣中，另外部分焦炭以焦粉的形式進入除塵器的焦粉袋中，這兩個過程都會使得採用皮帶秤法計量的焦炭重量與進入幹熄爐的焦炭重量之間
存有誤差。根據上面所述，對於目前國內採用幹熄焦技術進行焦炭生產的工礦企業來說，非常需要一種方法和系統來實現對於幹熄焦炭重量有關的生產信息加以自動計量和統計分析，而目前的方法存在著下述缺陷:(I)軌道衡法結構比較複雜，安裝要求高、整體投入較大；(2)皮帶秤法不適合直接稱量高溫紅焦的重量，也不能實現對裝入幹熄爐之前的焦炭進行重量計量，且由於計量對象溫度原因導致計量結果有較大誤差；(3)還沒有一個自動化系統能夠完成上述信息的記錄、歷史統計、數據分析的功倉泛。
發明內容
本發明提供了一種基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法和系統，利用焦炭行業現有的幹熄焦提升裝置及其現有的輸出信號，通過所述幹熄焦提升裝置在上升階段和下降階段的重量差求出幹熄爐裝焦單罐焦炭的精確重量，無需增加其它大型設備，不需要改變其原有工藝流程，方法簡單，得到的焦炭重量精確；並可以進行各種歷史數據統計分析。一種基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法，通過幹熄焦提升裝置的上升階段和下降階段分別計算得到容納焦炭的焦`罐在上升階段的重量G1和下降階段的重量G2,並由二者的差值G1-G2得到焦炭的重量G，`
所述的幹熄焦提升裝置的上升過程和下降過程均是勻速直線運動，所述焦
罐在上升階段的重量G1 =f，焦罐在下降階段的重量G2 =D，則焦炭的重量為
權利要求
1.一種基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法，其特徵在於，通過幹熄焦提升裝置的上升階段和下降階段分別計算得到容納焦炭的焦罐在上升階段的重量G1和下降階段的重量G2，並由二者的差值G1-G2得到焦炭的重量G，即G = G1-Gy
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於G1=2F/1+μ，所述的幹熄焦提升裝置的上升過程和下 降過程均是勻速直線運動，所述焦罐在上升階段的重量6 = t，焦罐在下降階段的重量 G2=2F/1+μ'，則焦炭的重量為
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在得到電機上升階段輸出轉矩T1和下降階段輸出轉矩 T2 的情況下
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於
5.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在得到電機上升階段的有功功率Pw 和下降階段的有功功率P/的情況下，
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，
7.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在能夠得到上升階段和下降階段的電機電樞電路的電壓、電流、以及電機電樞電路的功率因素角的情況下，
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，
9.一種基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的系統，包括系統數據平臺、數據運算伺服器和顯示和/或存儲設備；所述數據運算伺服器根據權利要求1至8之一所述的基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法得到焦炭的重量G ;所述系統數據平臺用於實時採集幹熄焦生產過程數據，並傳輸給所述數據運算伺服器。
10.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，所述系統數據平臺是幹熄焦控制站DCS。
11.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於，所述系統數據平臺還包括與所述幹熄焦控制站DCS連接的幹熄焦工程師站和/或幹熄焦操作員站。
12.根據權利要求9至11之一所述的系統，其特徵在於，所述系統數據平臺包括PLC、氣體成分檢測儀、流量檢測二次儀表之一，或其中至少二種方式的組合。
13.根據權利要求9至12之一所述的系統，其特徵在於，所述系統數據平臺通過通信網絡與所述數據運算伺服器連接；和/或所述系統數據平臺通過控制電纜與幹熄焦生產過程數據連接。
14.根據權利要求13所述的系統，其特徵在於，所述通信網絡是乙太網或PR0FIBUS;和/或所述控制電纜是KVVP電纜。
15.根據權利要求9至14之一所述的系統，其特徵在於，所述數據運算伺服器還包括將計算得到的G輸出的輸出裝置。
16.根據權利要求9至15之一所述的系統，其特徵在於，所述數據運算伺服器包括幹熄爐裝焦重量計算模塊和幹熄爐裝焦重量統計模塊。
17.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述幹熄爐裝焦重量計算模塊包括用於計算焦罐在上升階段的重量G1的焦罐上升運動重量計算子模塊和計算焦罐在下降階段的重量G2的焦罐下降運動重量計算子模塊，以及與焦罐上升運動重量計算子模塊和焦罐下降運動重量計算子模塊相連的、並對G1、G2求差值得到焦炭重量G的幹熄爐裝焦單罐焦炭重量計算子模塊。
18.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述幹熄爐裝焦重量計算模塊從系統數據平臺分別接收上升過程和下降過程的電機的輸出轉矩，和/或電機的有功功率，和/或電機電樞的電壓、電流以及電機電樞電路的功率因素角，分別計算G1和G2，並由G1-G2計算得到G。
19.根據權利要求17所述的系統，其特徵在於，所述焦罐上升運動重量計算子模塊接收上升過程的電機的輸出轉矩，和/或電機的有功功率，和/或電機電樞的電壓、電流以及電機電樞電路的功率因素角，計算得到G1 ;所述焦罐下降運動重量計算子模塊接收下降過程的電機的輸出轉矩，和/或電機的有功功率，和/或電機電樞的電壓、電流以及電機電樞電路的功率因素角，計算得到G2 ;所述幹熄爐裝焦單罐焦炭重量計算子模塊接收焦罐上升運動重量計算子模塊輸出的G1和焦罐下降運動重量計算子模塊輸出的G2,並計算G1-G2得到G。
20.一種焦罐提升機，其特徵在於，所述焦罐提升機是權利要求1至8之一所述的基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法中的幹熄焦提升裝置，和/或所述焦罐提升機是權利要求9至19之一所述的基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的裝置中的幹熄焦提升裝置。 ·
全文摘要
本發明一種基於幹熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法和系統，通過焦炭行業現有的幹熄焦提升裝置的上升階段和下降階段分別計算得到容納焦炭的焦罐在上升階段的重量G1和下降階段的重量G2，並由二者的差值G1-G2得到焦炭的重量G，即G＝G1-G2，並利用幹熄焦提升裝置及其現有的輸出信號，通過所述幹熄焦提升裝置在上升階段和下降階段的重量差求出幹熄爐裝焦單罐焦炭的精確重量，無需增加其它大型設備，不需要改變其原有工藝流程，方法簡單，得到的焦炭重量精確；並可以進行各種歷史數據統計分析。
文檔編號B66C13/16GK103159135SQ201110424120
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者魏志, 韓新剛, 陳博通 申請人:北京三博中自科技有限公司