獲取石灰窯料位的方法及裝置的製作方法
2023-07-08 10:46:11
專利名稱：獲取石灰窯料位的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及自動化領域，具體涉及一種獲取石灰窯料位的方法及裝置。
背景技術：
石灰是一種功能多樣的材料,廣泛用於鋼鐵生產、建築工程、石油化工輕工業和農業等多個行業，國民經濟與社會的持續發展，推動了石灰行業技術的發展，使得對石灰的需求越來越緊迫，因此迫切的需要商家生產越來越多石灰。石灰窯是氨鹼法制鹼、冶金等石灰生產的主要設備。在其生產過程中，石灰窯都是一邊從窯頂進行上料(石灰石與焦炭的混合物)，一邊從石灰窯底部進行取灰(石灰石煅燒後的產品，即生石灰)，I小時為一個生產周期(在一個生產周期內，基本是上料28噸，用時大概45分鐘,取灰大概用時30分鐘。也就是該生產模式為間斷式生產,在一個小時內，上料和取灰同時進行，把任務完成後，等待下一小時的到來)。在上料和取灰的過程中，如果上料量和取灰時長不匹配，石灰窯料位就會發生變化，過高或過低都會引起石灰窯煅燒區偏移，石灰窯基本分為3個生產區域，分別為預熱區、煅燒區、冷卻區。如果上料過多，取灰時間短，煅燒區就上移；如果上料少，取灰時間長，煅燒區就下移，煅燒區的上移或者下移都會影響產品質量和能耗，影響窯況。最理想的狀態是知曉煅燒區域的溫度，但是石灰窯內煅燒區溫度過高，沒辦法檢測。而一個比較可靠又比較好實現的辦法就是測量石灰窯內的料位高度，只要保證石灰窯料位在指標內波動，就能保證煅燒區的位置。由於窯壁厚，窯內溫度高，物料又是不規則顆粒狀固體，沒有可以直接檢測的在線儀表。目前石灰窯料位檢測辦法通常是在一個生產周期內(即I小時)，完成石灰窯的上料和取灰後，由人工用探尺從窯頂直接插入窯內(石灰窯在生產過程沒有裝滿物料，還有3. 5
4.5米高的中空部分)，讀取石灰窯內中空部分的高度，就是石灰窯的料位高度。平常生產過程中，操作人員要根據石灰窯料位的高低進行控制調整。如果料位高，即窯內中空部分過高，操作人員根據窯況在一個生產周期內增加上料量或減少取灰時長；如果料位低，即窯內中空部分過低，操作人員根據窯況在一個生產周期內就減少上料量或者增加取灰時長。由於現場環境差，並且窯周圍溫度高，如果操作人員不及時測量石灰窯料位，根據料位的高低進行及時調整，很容易造成料位過高或過低，從而造成石灰窯煅燒區波動，直接影響石灰窯煅燒效果和產品質量。因此在生產過程中，必須保證煅燒區的位置穩定，而石灰窯料位是直接表徵煅燒區是否穩定的最佳參數。若石灰窯料位在規定的範圍內波動，則說明石灰窯煅燒區穩定，生產負荷穩定。現有技術中，曾經有廠家通過在石灰窯上安裝雷達料位計，並在石灰窯外立面安裝一個供雷達料位計上下運行的軌道，並在規定的時間內由雷達料位計上下運行掃描石灰窯內部情況，用以監測石灰窯料位。但因雷達料位計是一种放射性檢測儀表，由於該料位計內有放射源物質，操作工平常行檢都遠離該區域，如果是運行軌道或者儀表有問題，儀表工作人員不便進行維護，且由於雷達料位計的穩定性差，很難準確檢測到石灰窯料位。因此現在迫切需要一種在生產過程中準確確定石灰窯料位的方案，從而提高石灰窯的控制水平，進一步為石灰窯的生產提供有力的支持。
發明內容
本發明提供了一種獲取石灰窯料位的方法及裝置，能夠準確的得到石灰窯料位，從而提聞石灰窯的控制水平，進一步為石灰窯的生廣提供有力的支持。一種獲取石灰窯料位的方法，包括獲取初始的石灰窯料位、取灰速率、單位時間內各個生產周期中加入石灰窯中的石灰石的質量及焦炭的質量；所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，依據所述石灰窯中的所述石灰石的質量及所述焦炭的質量，計算石灰窯上料後石灰窯料位的第一變化量；所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，依據所述取灰速率計算所述石灰窯取灰後石灰窯料位的第二變化量；依據所述初始的石灰窯料位、所述第一變化量及所述第二變化量獲取石灰窯料位。優選的，所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，依據所述石灰窯中的所述石灰石的質量及所述焦炭的質量計算石灰窯上料後石灰窯料位的第一變化量，包括所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，在各個所述生產周期中，將各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭質量的和值作為各個所述生產周期中混合物的質量；依據各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭的質量的比例關係，獲取各個所述混合物的密度；依據各個所述混合物的質量及各個所述混合物的密度，獲取各個所述混合物的體積；獲取能夠直接或間接得到所述石灰窯半徑的類半徑參數，並利用所述類半徑參數得到所述石灰窯的半徑；利用所述半徑計算石灰窯的底面積；利用各個所述混合物的體積及所述石灰窯的底面積，獲取各個所述生產周期中所述石灰窯料位的變化量；計算各個所述生產周期中所述石灰窯料位的變化量的和值，將所述和值作為所述石灰窯上料後所述石灰窯料位的第一變化量。優選的，所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，依據所述取灰速率計算所述石灰窯取灰後石灰窯料位的第二變化量，包括所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，計算所述取灰速率與所述單位時間的第一乘積；將所述第一乘積作為所述石灰窯取灰後所述石灰窯料位的第二變化量。優選的，所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，依據所述取灰速率計算所述石灰窯取灰後石灰窯料位的第二變化量，包括所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，獲取所述石灰窯料位的校正因子;計算所述取灰速率、所述單位時間及所述校正因子三者的第二乘積；
將所述第二乘積作為所述石灰窯取灰後所述石灰窯料位的第二變化量。優選的，所述獲取所述石灰窯料位的校正因子，包括所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，令所述校正因子取值為1，計算所述石灰窯料位的理論變化量；獲取經人工測量的所述石灰窯料位的實際變化量；將所述石灰窯料位的實際變化量除以所述石灰窯料位的理論變化量，並得到商值；將所述商值作為所述石灰窯料位的校正因子。優選的，所述獲取初始的石灰窯料位、取灰速率、單位時間內各個生產周期中加入石灰窯中的石灰石的質量及焦炭的質量，包括在單位時間內，採集各個生產周期中加入石灰窯中的加入石灰窯中的石灰石的質量和焦炭的質量；將各個所述石灰石的質量和各個所述焦炭的質量存儲至預設的資料庫中；在預設的資料庫中獲取所述初始的石灰窯料位、所述取灰速率、各個所述石灰石的質量和各個所述焦炭的質量。一種獲取石灰窯料位的裝置，包括第一獲取單元，用於獲取初始的石灰窯料位、取灰速率、單位時間內各個生產周期中加入石灰窯中的石灰石的質量及焦炭的質量；第一計算單元，用於所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，依據所述石灰窯中的所述石灰石的質量及所述焦炭的質量，計算石灰窯上料後石灰窯料位的第一變化量;第二計算單元，用於所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，依據所述取灰速率計算所述石灰窯取灰後石灰窯料位的第二變化量；第二獲取單元，用於依據所述初始的石灰窯料位、所述第一變化量及所述第二變化量獲取石灰窯料位。優選的，所述第一計算單元包括質量計算單元，所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，在各個所述生產周期中，計算各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭質量的和值，並將所述和值作為各個所述生產周期中混合物的質量；獲取密度單元，用於依據各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭的質量的比例關係，獲取各個所述混合物的密度；獲取體積單元，用於依據各個所述混合物的質量及各個所述混合物的密度，獲取各個所述混合物的體積；獲取半徑單元，用於獲取能夠直接或間接得到所述石灰窯半徑的類半徑參數，並利用所述類半徑參數得到所述石灰窯的半徑；底面積計算單元，用於利用所述半徑計算石灰窯的底面積；第三獲取單元，利用各個所述混合物的體積及所述石灰窯的底面積，獲取各個所述生產周期中所述石灰窯料位的變化量；第三計算單元，用於計算各個所述生產周期中所述石灰窯料位的變化量的和值，將所述和值作為所述石灰窯上料後所述石灰窯料位的第一變化量。優選的，所述第二計算單元包括第一計算乘積單元，用於所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，計算所述取灰速率與所述單位時間的第一乘積，並將所述第一乘積作為所述石灰窯取灰後所述石灰窯料位的第二變化量。優選的，所述第二計算單元包括獲取校正因子單元，用於所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，獲取所述石灰窯料位的校正因子；第二計算乘積單元，用於計算所述取灰速率、所述單位時間及所述校正因子三者的第二乘積，將所述第二乘積作為所述石灰窯取灰後所述石灰窯料位的第二變化量。本發明給出了一種石灰窯料位的測量方法，單位時間內獲取初始的石灰窯料位，取灰速率及石灰窯中石灰石的質量和焦炭的質量，在利用石灰窯中石灰石的質量和焦炭的質量，模擬計算石灰窯上料後石灰窯料位的第一變化量，利用取灰速率和單位時間，模擬計算石灰窯取灰後石灰窯料位的第二變化量，利用初始的石灰窯料位與第一變化量和第二變化量進行計算，即可得到單位時間內的經上料和取灰後石灰窯料位的變化後的確定值；該方法簡單易行，並且能夠準確的提供石灰窯料位，以便工人能夠根據石灰窯料位，對石灰窯進行進一步的管理，從而提高石灰窯的控制水平，進一步為石灰窯的生產提供有力的支持。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例公開的獲取石灰窯料位的方法的流程圖；圖2為本發明實施例公開的獲取石灰窯料位的方法中石灰窯料位的位置示意圖；圖3為本發明實施例公開的獲取石灰窯料位的方法中獲取第一變化量的流程圖；圖4為本發明實施例公開的獲取石灰窯料位的方法中焦比與密度關係示意圖；圖5為本發明實施例公開的獲取石灰窯料位的方法中獲取第二變化量的流程圖；圖6為本發明實施例公開的又一獲取石灰窯料位的方法的流程圖；圖7為本發明實施例公開的又一獲取石灰窯料位的方法中獲取第二變化量的流程圖；圖8為本發明實施例公開的獲取石灰窯料位的裝置的結構示意圖；圖9為本發明實施例公開的獲取石灰窯料位的裝置中第一計算單元的結構示意圖；圖10為本發明實施例公開的獲取石灰窯料位的裝置中第二計算單元的結構示意圖；圖11為本發明實施例公開的又一獲取石灰窯料位的裝置中第二計算單元的結構示意圖；圖12為本發明實施例公開的又一獲取石灰窯料位的裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。如圖1所示，為本發明第一實施例，本發明提供了一種獲取石灰窯料位的方法，包括:步驟SlOl:獲取所需參數，即獲取初始的石灰窯料位、取灰速率、單位時間內各個生產周期中加入石灰窯中的石灰石的質量及焦炭的質量；初始的石灰窯料位:石灰窯料位為石灰窯上料之後石灰窯中剩餘的空間高度，採用字母H表不,如圖2所不，為對石灰窯上料後，工人米用探尺測量石灰窯中初始的石灰窯料位H，並將初始的石灰窯料位H加入至預設的資料庫中。取灰速率:在石灰窯不上料的前提下，首先人工採用探尺測量石灰窯當前的石灰窯料位Al，然後人工啟動取灰轉盤，開始取灰，並採用秒表或者其他時間計量器材計算取灰時間，設時間為Tl，取灰時間達到Tl時，關閉取灰轉盤，然後再次採用人工探尺的方式，測量取灰後的石灰窯料位A2 ;計算的石灰窯料位的變化量C1=A1-A2，則石灰窯的取灰速率V=C1/T1，將石灰窯的取灰速率V加入至預設的資料庫中。單位時間內有N個生產周期，N自然數包括:0、1、2、3……N，一個生產周期約為30-50分鐘，單位時間內生產周期的數量隨單位時間而定，在此不做限定；石灰石的質量採用Ws表示，焦炭的質量採用We表示。 石灰窯上料過程為:每一個生產周期內，石灰窯由PLC(Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)控制系統，自動完成配料、上料的過程。生產過程為:人工根據石灰石的純度，依據操作經驗，設定該生產周期中配料需要的石灰石的質量Ws，PLC控制系統依據焦比(焦炭與石灰石的比例，比例大概為6-9%，習慣上稱為焦比，根據操作經驗、窯況及原料成分自行設定)，計算得出需要的焦炭質量W%經過PLC控制系統自動稱量，並將石灰石與焦炭混合，得到上料所需的混合物，將混合物倒入小車後經卷揚機送入到石灰窯頂，通過物料分布器，均勻平鋪到石灰窯內。PLC控制系統實時採集將石灰石的質量和焦炭的質量，在單位時間內有N個生產周期，PLC控制系統實時採集每個生產周期中石灰石的質量及焦炭質量，因此PLC控制系統得到N個石灰石的質量》7和N個焦炭質量R並將石灰石的質量W N個焦炭質量及焦比，加入至預設的資料庫中，其中i=0、l、2、3…N。步驟S102:計算第一變化量，即所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，依據所述石灰窯中的所述石灰石的質量及所述焦炭的質量，計算石灰窯上料後石灰窯料位
的第一變化量；如圖3所示，在步驟102中，可細分為以下步驟，包括:步驟S301:獲取混合物質量，即所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，在各個所述生產周期中，將各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭質量的和值作為各個所述生產周期中混合物的質量；
在單位時間內，為了保證石灰窯上料後石灰窯料位的準確性，以下計算石灰窯料位的第一變化量是在石灰窯不取灰的情況下進行的。在預設的資料庫中獲取各個石灰石的質量和各個焦炭質量Me，並將各個生產周期中各個石灰石的質量和各個焦炭質量^7進行求和，得到各個生產周期中加入石灰窯中混合物的質量，所述混合物的質量採用以下公式表示:W1-=WiYffiC............(公式 I)公式(I)中，i=0、l、2、3…N。步驟S302:獲取混合物密度，即依據各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭的質量的比例關係，獲取各個所述混合物的密度；如圖4所示，為焦比與混合物密度之間的關係，預先將焦比與石灰窯中的混合物的對應關係加入至預設的資料庫中，在該步驟中從預設的資料庫中獲取各個生產周期的焦t匕(即各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭的質量的比例關係)，依據各個生產周期的焦比在預設的資料庫中獲取各個生產周期中石灰窯中混合物的密度Pi,其中，i=0、l、2、3...N0步驟S303:獲取混合物體積，即依據各個所述混合物的質量及各個所述混合物的密度，獲取各個所述混合物的體積；利用公式(I)中得到各個生產周期中混合物的質量及混合物的密度P i利用質量、密度與體積的關係計算各個生產周期中混合物的體積Vi,所述混合物的體積採用以下公式表示:
權利要求
1.一種獲取石灰窯料位的方法，其特徵在於，包括: 獲取初始的石灰窯料位、取灰速率、單位時間內各個生產周期中加入石灰窯中的石灰石的質量及焦炭的質量； 所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，依據所述石灰窯中的所述石灰石的質量及所述焦炭的質量，計算石灰窯上料後石灰窯料位的第一變化量； 所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，依據所述取灰速率計算所述石灰窯取灰後石灰窯料位的第二變化量； 依據所述初始的石灰窯料位、所述第一變化量及所述第二變化量獲取石灰窯料位。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，依據所述石灰窯中的所述石灰石的質量及所述焦炭的質量計算石灰窯上料後石灰窯料位的第一變化量，包括: 所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，在各個所述生產周期中，將各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭質量的和值作為各個所述生產周期中混合物的質量； 依據各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭的質量的比例關係，獲取各個所述混合物的密度； 依據各個所述混合物的質量及各個所述混合物的密度，獲取各個所述混合物的體積；獲取能夠直接或間接得到所述石灰窯半徑的類半徑參數，並利用所述類半徑參數得到所述石灰窯的半徑； 利用所述半徑計算石灰窯的底面積； 利用各個所述混合物的體積及所述石灰窯的底面積，獲取各個所述生產周期中所述石灰窯料位的變化量； 計算各個所述生產周期中所述石灰窯料位的變化量的和值，將所述和值作為所述石灰窯上料後所述石灰窯料位的第一變化量。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，依據所述取灰速率計算所述石灰窯取灰後石灰窯料位的第二變化量，包括: 所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，計算所述取灰速率與所述單位時間的第一乘積； 將所述第一乘積作為所述石灰窯取灰後所述石灰窯料位的第二變化量。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，依據所述取灰速率計算所述石灰窯取灰後石灰窯料位的第二變化量，包括: 所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，獲取所述石灰窯料位的校正因子； 計算所述取灰速率、所述單位時間及所述校正因子三者的第二乘積； 將所述第二乘積作為所述石灰窯取灰後所述石灰窯料位的第二變化量。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述獲取所述石灰窯料位的校正因子，包括: 所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，令所述校正因子取值為1，計算所述石灰窯料位的理論變化量； 獲取經人工測量的所述石灰窯料位的實際變化量； 將所述石灰窯料位的實際變化量除以所述石灰窯料位的理論變化量，並得到商值；將所述商值作為所述石灰窯料位的校正因子。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述獲取初始的石灰窯料位、取灰速率、單位時間內各個生產周期中加入石灰窯中的石灰石的質量及焦炭的質量,包括: 在單位時間內，採集各個生產周期中加入石灰窯中的加入石灰窯中的石灰石的質量和焦炭的質量； 將各個所述石灰石的質量和各個所述焦炭的質量存儲至預設的資料庫中； 在預設的資料庫中獲取所述初始的石灰窯料位、所述取灰速率、各個所述石灰石的質量和各個所述焦炭的質量。
7.一種獲取石灰窯料位的裝置，其特徵在於，包括: 第一獲取單元，用於獲取初始的石灰窯料位、取灰速率、單位時間內各個生產周期中加入石灰窯中的石灰石的質量及焦炭的質量； 第一計算單元，用於所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，依據所述石灰窯中的所述石灰石的質量及所述焦炭的質量，計算石灰窯上料後石灰窯料位的第一變化量；第二計算單元，用於所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，依據所述取灰速率計算所述石灰窯取灰後石灰窯料位的第二變化量； 第二獲取單元，用於依據所述初始的石灰窯料位、所述第一變化量及所述第二變化量獲取石灰窯料位。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第一計算單元包括: 質量計算單元，所述單位時間內，在所述石灰窯不取灰的情況下，在各個所述生產周期中，計算各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭質量的和值，並將所述和值作為各個所述生產周期中混合物的質量； 獲取密度單元，用於依據各個所述石灰石的質量與各個所述焦炭的質量的比例關係，獲取各個所述混合物的密度； 獲取體積單元，用於依據各個所述混合物的質量及各個所述混合物的密度，獲取各個所述混合物的體積； 獲取半徑單元，用於獲取能夠直接或間接得到所述石灰窯半徑的類半徑參數，並利用所述類半徑參數得到所述石灰窯的半徑； 底面積計算單元，用於利用所述半徑計算石灰窯的底面積； 第三獲取單元，利用各個所述混合物的體積及所述石灰窯的底面積，獲取各個所述生產周期中所述石灰窯料位的變化量； 第三計算單元，用於計算各個所述生產周期中所述石灰窯料位的變化量的和值，將所述和值作為所述石灰窯上料後所述石灰窯料位的第一變化量。
9.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第二計算單元包括: 第一計算乘積單元，用於所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，計算所述取灰速率與所述單位時間的第一乘積，並將所述第一乘積作為所述石灰窯取灰後所述石灰窯料位的第二變化量。
10.如權利要求1 所述的裝置，其特徵在於，所述第二計算單元包括: 獲取校正因子單元，用於所述單位時間內，在所述石灰窯不上料的情況下，獲取所述石灰窯料位的校正因子；第二計算乘積單元，用於計算所述取灰速率、所述單位時間及所述校正因子三者的第 二乘積，將所述第二乘積作為所述石灰窯取灰後所述石灰窯料位的第二變化量。
全文摘要
本發明提供了一種獲取石灰窯料位的方法，並提供了一種獲取石灰窯料位的裝置，本發明在單位時間內獲取初始的石灰窯料位，取灰速率及石灰窯中石灰石的質量和焦炭的質量，在利用石灰石的質量和焦炭的質量，模擬計算石灰窯上料後石灰窯料位的第一變化量，利用取灰速率和單位時間，模擬計算石灰窯取灰後石灰窯料位的第二變化量，利用初始的石灰窯料位與第一變化量、第二變化量進行計算，得到單位時間內經上料和取灰後石灰窯料位變化後的確定值；該方法簡單易行，並且能夠準確的提供石灰窯料位，以便能夠根據石灰窯料位，及時、準確地判斷石灰窯窯況，對其操作控制，從而提高石灰窯的控制水平，進一步為石灰窯生產、穩產和高產提供有力的支持。
文檔編號G01F23/20GK103076064SQ20121059492
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者蘇宏業, 劉文烈, 古勇, 金曉明 申請人:浙江中控軟體技術有限公司