[发明专利]用于监测粉碎机的操作特性的系统和方法

说明书

技术领域

本公开大体涉及粉碎机的操作和维护，并且更具体地，涉及可借以监测一个或更多个粉碎机的各个操作方面以预测和/或解决粉碎机的有害功能特性的系统和方法。

背景技术

煤在许多动力设备中用作燃料。在煤引入到动力设备中之前，其典型地经历粉碎过程以将煤的尺寸从相对粗糙的块减小至细粉末。这样做是为了通过增大有效表面面积而提高煤的反应性，减少煤上的表面水分，并使煤更容易运输到形成动力设备的部分的炉中。

煤通过粉碎机变换为以上描述的细粉末。存在不同类型的粉碎机，例如，存在球型粉碎机、辊-碗式或钢球座圈式粉碎机、冲击式或锤式粉碎机和摩擦型粉碎机。粉碎是动力生成链中的第一过程并且通常为耗时的。粉碎机用于根据待生成的动力量来干燥并压碎正确量的煤。如果粉碎机的操作被损害，则供应至动力设备炉的粉碎的煤的量可不足，或者没有粉碎的煤供应至动力设备炉。虽然遍及本公开提到辊-碗式粉碎机，但是本公开在该方面不被限制，这是因为本公开所属领域的技术人员已知的其它类型的粉碎机同样适用。

此外，如果粉碎机的煤输出不具有所需的细度，则不良燃烧可导致未燃的碳或大块煤粘附于形成动力设备中使用的锅炉的部分的传热表面。迄今为止，已经由手动检查完成对粉碎机的性能的监测。在许多情况下，这已证实为不适当的。例如，当前粉碎机不具有如下独立能力：检测进入粉碎机中的杂铁是否被适当地排出或者何时遇到大于预定最小尺寸的杂铁块。在辊-碗式粉碎机中，如果杂铁不被排放，则其反复冲击研磨辊以及粉碎机本体和碗状件，从而潜在地损坏这些构件并削弱粉碎机的结构完整性。通常，杂铁的存在通过操作员对粉碎机进行倾听而检测。这是非常不可靠的。

在大多数辊-碗型粉碎机中，间隔开近似120度的三个辊用于研磨煤。完成该研磨所需的显著压缩力由预加载弹簧供应。如果这些预加载不被适当地设定，则辊将不全部对煤施加相同的力，从而潜在地诱发有害的振动状况，以及降低的粉碎机研磨和细度能力。另外，目前不存在检测研磨辊是否磨损或损坏的方法。另外，当前不存在检测关键轴承故障或指示整个粉碎机过载的振动的方法。实质上，诸如但不受限于以上描述的这些问题的大量操作问题可在粉碎机中出现，并且目前用于检测这些问题的手段为过时且陈旧的。当前，不存在快速地确定粉碎机中是否存在火焰的方法。这些火焰可损坏粉碎机并且引起人员安全问题。当前也不存在如下可靠方法：确定是否已发生可将粉碎机内部的化学计量从燃料富集的正常工况变成燃料贫乏的工况的煤流量损失。

发明内容

根据本文中说明的方面，提供了一种用于监测多个粉碎机的操作状态的系统，其包括定位在多个粉碎机中的每一个上或附近的至少一个传感器接口模块。传感器接口模块能够操作成接收由一个或更多个传感器生成的信息，该一个或更多个传感器安装在传感器接口模块与其相关的粉碎机上。单个操作员控制站与传感器接口模块通信，用于从其接收与从传感器接收的信号有关的数据。操作员控制站还能够操作成生成指示粉碎机的至少一个功能特性的操作信息并跟踪操作信息以确定功能特性的退化是否正在发生。

在又一方面，用于监测粉碎机的以上描述的系统包括联接于形成粉碎机的部分的弹簧加载组件的载荷传感器，载荷传感器与传感器接口模块通信，并且能够操作成检测给予至弹簧加载系统的力。在该实施例中，操作员控制站从传感器接口模块接收与由载荷传感器检测的力对应的数据。操作员控制站能够操作成分析接收的数据，生成报告，其传达指示形成粉碎机的部分的一个或更多个轴颈研磨轮上的载荷的信息。辊式粉碎机大体包括至少三个研磨轮和至少三个弹簧加载组件。弹簧加载组件中的每一个与研磨轮中的一个连通，并且具有联接于其的载荷传感器。操作员控制站能够操作成比较接收的数据并确定研磨轮上的载荷是否不均匀，由此指示粉碎机内的有害操作状态。

在又一方面，难以确定粉碎机火焰的存在。在本发明中，CO传感器定位在形成粉碎机的部分的出口中，而温度传感器定位在该出口处或附近。操作员控制站能够操作成将关于CO传感器和温度传感器从传感器接口模块接收的数据转换成出口CO和出口温度水平并跟踪出口CO和温度水平。当出口CO和出口温度水平中的一个或两者达到预定水平时，操作员控制站发出警报。