專利名稱：一種基于干熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉焦工業(yè)中獲得焦炭重量的方法和系統(tǒng)，特別地，本發(fā)明涉及一種基于干熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
焦炭是高爐的重要原燃料，其生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)程度、產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響到高爐的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和生產(chǎn)操作。干熄焦是煉焦工藝中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，它在改善焦炭質(zhì)量、回收利用能源以及保護(hù)環(huán)境等方面有著傳統(tǒng)濕熄焦無法比擬的優(yōu)勢(shì)。近年來，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的要求下，國(guó)內(nèi)干熄焦技術(shù)得到了空前發(fā)展。干熄焦是利用冷的惰性氣體氮?dú)釴2在干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干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再被循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐中冷卻紅焦。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(jīng)過攔焦機(jī)的導(dǎo)焦柵落入運(yùn)載車上的焦罐內(nèi)，運(yùn)載車由電機(jī)車牽引至干熄焦裝置提升機(jī)井架底部，由提升機(jī)將焦罐提升至井架頂部，再平移到干熄爐爐頂，通過爐頂裝入裝置將紅焦裝入干熄爐。在干熄爐中，紅焦與惰性氣體直接進(jìn)行熱交換，冷卻至250°C以下，冷卻后的焦炭經(jīng)排焦裝置卸到膠帶輸送機(jī)上運(yùn)出干熄焦系統(tǒng)。煉焦工業(yè)中，干熄焦技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)濕法熄焦技術(shù)具有三大顯著特點(diǎn)，即:回收紅焦顯熱、減少環(huán)境污染、改善焦炭質(zhì)量，因此越來越引起國(guó)內(nèi)焦炭生產(chǎn)企業(yè)的重視。在采用干熄焦技術(shù)進(jìn)行焦炭生產(chǎn)的過程中，無論是頂裝爐，還是搗固爐，單個(gè)和全體焦?fàn)t出產(chǎn)焦炭重量的實(shí)時(shí)和歷史 生產(chǎn)信息都是非常重要的。通過參考這些生產(chǎn)信息，各級(jí)管理人員、技術(shù)人員、生產(chǎn)人員可以隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況，并且根據(jù)歷史記錄的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同時(shí)間各個(gè)班組或者不同焦?fàn)t生產(chǎn)情況的對(duì)比。這樣既可以對(duì)不同爐型的炭化室出產(chǎn)焦炭性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)也能夠?qū)τ诓煌嘟M的生產(chǎn)水平進(jìn)行評(píng)比，從而促進(jìn)煉焦生產(chǎn)的順利進(jìn)行，以及為提高整廠生產(chǎn)效率采取整改措施提供了參考評(píng)判依據(jù)。國(guó)內(nèi)企業(yè)一般采用基于電阻應(yīng)變片作為敏感器件的計(jì)量裝置來進(jìn)行干熄爐焦炭重量測(cè)量。根據(jù)計(jì)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(yùn)送紅焦的焦罐機(jī)車行走軌道上，附加一段作為承重臺(tái)，承重臺(tái)與稱重傳感器相連，在裝載紅焦的焦罐臺(tái)車靜止或以規(guī)定速度通過承重臺(tái)時(shí)，實(shí)現(xiàn)紅焦的重量計(jì)量。而皮帶秤法則是安裝在干熄爐底部的焦炭傳送皮帶下，傳送皮帶運(yùn)送冷卻后的焦炭時(shí)，由于帶式衡器的敏感器件受力變形，紅焦重量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)紅焦重量的計(jì)量。軌道衡法雖然可以較高精度的計(jì)量出紅焦的重量，為掌握和分析煉焦生產(chǎn)情況提供了非常重要的信息，但是它的測(cè)量裝置安裝比較復(fù)雜，整體投資較大。皮帶秤法則由于高溫焦炭達(dá)到一千攝氏度左右，會(huì)燙壞傳送皮帶，導(dǎo)致該方法無法用于高溫紅焦的直接稱量。通常用皮帶秤法間接測(cè)量排焦的重量來近似為加入的紅焦重量，但由于冷卻后的焦炭仍然在120攝氏度左右，溫度較高并且有波動(dòng)，引發(fā)傳送皮帶的伸縮變形，從而導(dǎo)致焦炭重量的計(jì)量誤差較大。此外，皮帶秤法測(cè)量的焦炭重量是經(jīng)過干熄爐冷卻后的焦炭重量，而高溫焦炭在干熄爐中冷卻過程中，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(jìn)入除塵器的焦粉袋中，這兩個(gè)過程都會(huì)使得采用皮帶秤法計(jì)量的焦炭重量與進(jìn)入干熄爐的焦炭重量之間
存有誤差。根據(jù)上面所述，對(duì)于目前國(guó)內(nèi)采用干熄焦技術(shù)進(jìn)行焦炭生產(chǎn)的工礦企業(yè)來說，非常需要一種方法和系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)于干熄焦炭重量有關(guān)的生產(chǎn)信息加以自動(dòng)計(jì)量和統(tǒng)計(jì)分析，而目前的方法存在著下述缺陷:(I)軌道衡法結(jié)構(gòu)比較復(fù)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(shí)現(xiàn)對(duì)裝入干熄爐之前的焦炭進(jìn)行重量計(jì)量，且由于計(jì)量對(duì)象溫度原因?qū)е掠?jì)量結(jié)果有較大誤差；(3)還沒有一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠完成上述信息的記錄、歷史統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析的功倉(cāng)泛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于干熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法和系統(tǒng)，利用焦炭行業(yè)現(xiàn)有的干熄焦提升裝置及其現(xiàn)有的輸出信號(hào)，通過所述干熄焦提升裝置在上升階段和下降階段的重量差求出干熄爐裝焦單罐焦炭的精確重量，無需增加其它大型設(shè)備，不需要改變其原有工藝流程，方法簡(jiǎn)單，得到的焦炭重量精確；并可以進(jìn)行各種歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。一種基于干熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法，通過干熄焦提升裝置的上升階段和下降階段分別計(jì)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,并由二者的差值G1-G2得到焦炭的重量G，`
所述的干熄焦提升裝置的上升過程和下降過程均是勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(quán)利要求
1.一種基于干熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法，其特征在于，通過干熄焦提升裝置的上升階段和下降階段分別計(jì)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，并由二者的差值G1-G2得到焦炭的重量G，即G = G1-Gy
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于G1=2F/1+μ，所述的干熄焦提升裝置的上升過程和下 降過程均是勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在得到電機(jī)上升階段輸出轉(zhuǎn)矩T1和下降階段輸出轉(zhuǎn)矩 T2 的情況下
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在得到電機(jī)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(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在能夠得到上升階段和下降階段的電機(jī)電樞電路的電壓、電流、以及電機(jī)電樞電路的功率因素角的情況下，
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，
9.一種基于干熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的系統(tǒng)，包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)運(yùn)算服務(wù)器和顯示和/或存儲(chǔ)設(shè)備；所述數(shù)據(jù)運(yùn)算服務(wù)器根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的基于干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(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)用于實(shí)時(shí)采集干熄焦生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，并傳輸給所述數(shù)據(jù)運(yùn)算服務(wù)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)是干熄焦控制站DCS。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)還包括與所述干熄焦控制站DCS連接的干熄焦工程師站和/或干熄焦操作員站。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)包括PLC、氣體成分檢測(cè)儀、流量檢測(cè)二次儀表之一，或其中至少二種方式的組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)通過通信網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)運(yùn)算服務(wù)器連接；和/或所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)通過控制電纜與干熄焦生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通信網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)或PR0FIBUS;和/或所述控制電纜是KVVP電纜。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)運(yùn)算服務(wù)器還包括將計(jì)算得到的G輸出的輸出裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)運(yùn)算服務(wù)器包括干熄爐裝焦重量計(jì)算模塊和干熄爐裝焦重量統(tǒng)計(jì)模塊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述干熄爐裝焦重量計(jì)算模塊包括用于計(jì)算焦罐在上升階段的重量G1的焦罐上升運(yùn)動(dòng)重量計(jì)算子模塊和計(jì)算焦罐在下降階段的重量G2的焦罐下降運(yùn)動(dòng)重量計(jì)算子模塊，以及與焦罐上升運(yùn)動(dòng)重量計(jì)算子模塊和焦罐下降運(yùn)動(dòng)重量計(jì)算子模塊相連的、并對(duì)G1、G2求差值得到焦炭重量G的干熄爐裝焦單罐焦炭重量計(jì)算子模塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述干熄爐裝焦重量計(jì)算模塊從系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)分別接收上升過程和下降過程的電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，和/或電機(jī)的有功功率，和/或電機(jī)電樞的電壓、電流以及電機(jī)電樞電路的功率因素角，分別計(jì)算G1和G2，并由G1-G2計(jì)算得到G。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述焦罐上升運(yùn)動(dòng)重量計(jì)算子模塊接收上升過程的電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，和/或電機(jī)的有功功率，和/或電機(jī)電樞的電壓、電流以及電機(jī)電樞電路的功率因素角，計(jì)算得到G1 ;所述焦罐下降運(yùn)動(dòng)重量計(jì)算子模塊接收下降過程的電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，和/或電機(jī)的有功功率，和/或電機(jī)電樞的電壓、電流以及電機(jī)電樞電路的功率因素角，計(jì)算得到G2 ;所述干熄爐裝焦單罐焦炭重量計(jì)算子模塊接收焦罐上升運(yùn)動(dòng)重量計(jì)算子模塊輸出的G1和焦罐下降運(yùn)動(dòng)重量計(jì)算子模塊輸出的G2,并計(jì)算G1-G2得到G。
20.一種焦罐提升機(jī)，其特征在于，所述焦罐提升機(jī)是權(quán)利要求1至8之一所述的基于干熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法中的干熄焦提升裝置，和/或所述焦罐提升機(jī)是權(quán)利要求9至19之一所述的基于干熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的裝置中的干熄焦提升裝置。 ·
全文摘要
本發(fā)明一種基于干熄焦提升裝置的獲得焦炭重量的方法和系統(tǒng)，通過焦炭行業(yè)現(xiàn)有的干熄焦提升裝置的上升階段和下降階段分別計(jì)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，并由二者的差值G1-G2得到焦炭的重量G，即G＝G1-G2，并利用干熄焦提升裝置及其現(xiàn)有的輸出信號(hào)，通過所述干熄焦提升裝置在上升階段和下降階段的重量差求出干熄爐裝焦單罐焦炭的精確重量，無需增加其它大型設(shè)備，不需要改變其原有工藝流程，方法簡(jiǎn)單，得到的焦炭重量精確；并可以進(jìn)行各種歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
文檔編號(hào)B66C13/16GK103159135SQ201110424120
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者魏志, 韓新剛, 陳博通 申請(qǐng)人:北京三博中自科技有限公司