[发明专利]一种用于实时运行控制的入炉煤质在线监测系统及方法

权利要求书

1.一种用于实时运行控制的入炉煤质在线监测系统，其特征在于：包括上煤皮带电机(4)、由上煤皮带电机(4)所带动的上煤皮带(1)、输送的燃料煤(2)、安装于上煤皮带(1)上的取样机(3)、进行煤仓分配的水平皮带(6)、带动水平皮带(6)运转的水平皮带电机(7)、安装在水平皮带(6)上的多个犁煤器(5)、给煤机(9)、给煤机入口煤仓(8)、接收取样机(3)制出的煤样用于煤质分析的煤质在线检测装置(10)、接收安装在给煤机入口煤仓(8)上的料位传感器信号并用于料位校正的料位变化分级校正滤波模块(11)、输出实时入炉煤质的实时入炉煤质计算装置(12)，实时入炉煤质计算装置(12)接收取样机(3)输出的取样时刻、上煤皮带电机(4)的电流信号、多个犁煤器(5)的动作开关信号、水平皮带电机(7)的电流信号、给煤机(9)的皮带秤煤量信号、煤质在线检测装置(10)的煤质信息及其分析时刻、料位变化分级校正滤波模块(11)输出的滤波后料位信号，输出实时入炉煤质。

2.根据权利要求1所述的一种用于实时运行控制的入炉煤质在线监测系统，其特征在于：所述取样机(3)不仅在上煤皮带(1)运行后进行取样和制样，而且在抓取煤样时输出开关量信号至实时入炉煤质计算装置(12)，记录取样时的时间标签，并根据煤质在线检测装置(10)输出的时间判断是否取样成功并对取样点所在位置进行标定。

3.根据权利要求1所述的一种用于实时运行控制的入炉煤质在线监测系统，其特征在于：采用上煤皮带电机(4)和水平皮带电机(7)的输出电流，根据电动机负载特性和输煤负载与皮带上总煤量的物理关系，能够方便的计算出通过某一截面的瞬时煤量，从而获得比皮带上的皮带秤更加精准的截面煤流量的实时数据。

4.根据权利要求1所述的一种用于实时运行控制的入炉煤质在线监测系统，其特征在于：配置有料位变化分级校正滤波模块(11)，根据料位的变化速率的数量级，很容易区分不同类型的料位变化，针对不同情况对料位数据进行滤波，从而妥善解决料位数据不确定度引起的误差，实现对取样煤质对应位置的标定。

5.根据权利要求1所述的一种用于实时运行控制的入炉煤质在线监测系统，其特征在于：所述实时入炉煤质计算装置(12)中，以取样机(3)输出的取样时刻、上煤皮带电机(4)的电流信号、多个犁煤器(5)的动作开关信号、水平皮带电机(7)的电流信号、给煤机(9)的皮带秤煤量信号、煤质在线检测装置(10)的煤质信息及其分析时刻、料位变化分级校正滤波模块(11)输出的滤波后料位信号作为输入，根据煤流动传输过程中的目标系统工艺设计的物料转移先后顺序和流程与牛顿定律即能够定位所分析煤样在整个系统中的大概位置，从而监测这些标定位置的移动，最终将移动至给煤机(9)的煤质输出，即获得实时入炉的煤质信息。

6.权利要求1至5任一项所述的一种用于实时运行控制的入炉煤质在线监测系统的在线监测方法，其特征在于：基于上煤皮带电机(4)的电流信号，根据上煤皮带电机(4)说明书中的异步电动机负载特性曲线或电工学中的异步电动机常用拟合曲线，结合输煤负载与上煤皮带(1)上总煤量的牛顿定律确定的力学平衡关系，计算出上煤皮带(1)上所携带煤量的变化，从而根据取样机(3)所处上煤皮带(1)上的位置，计算通过取样机(3)所处截面的瞬时煤量随时间的变化；

取样机(3)每次取样的时刻加上取样、制样过程和煤质在线检测装置(10)的分析过程时间都是固定的，因此通过每个煤质在线检测装置(10)输出结果的时间能够反推取样机(3)取样时刻是否成功取样，如果间隔时间超出固定时间预设范围则认为对应的取样没有成功取得煤样，同时，如果成功取得煤样，即能够将分析结果的煤质标定至煤流的取样位置；

水平皮带电机(7)从启动电流开始增加的时刻即对应煤流开始落入水平皮带(6)的时刻，从而将上煤皮带(1)的煤流与水平皮带(6)的煤流进行时间上的对齐，进而将煤质信息标定点准确标定在水平皮带(6)上；

料位变化分级校正滤波模块(11)根据给煤机入口煤仓(8)料位的变化速率的数量级，能够区分不同类型的料位变化；针对上煤类型的料位变化，及其起始位置将上煤皮带(1)的煤流与给煤机入口煤仓(8)的料位进行时间上的对齐，从而将煤质信息标定点准确标定在给煤机入口煤仓(8)的料位上；针对给煤机入口煤仓(8)振打、料位表面坍塌异常情况引起的料位变化将根据前一次异常变化后的标定料位点进行新一段料位信息的线性变化滤波，从而尽可能准确的消除这类异常变化引起的料位测量不确定性；针对给煤机(9)引起的料位变化能够将给煤机入口煤仓(8)的料位对应的煤质信息标定点进行位置更新，从而获得当前时刻进入给煤机(9)的煤质。