本發(fā)明涉及一種基于煤質(zhì)的智能阻燃劑噴淋系統(tǒng)及方法，屬于一套燃煤存儲安全防護(hù)系統(tǒng)，具體是一種應(yīng)用于皮帶卸煤過程中的褐煤阻燃劑噴淋系統(tǒng)，主要針對不同自燃傾向性的煤種智能選擇最佳噴淋濃度，保證阻燃劑用于高效和經(jīng)濟(jì)的抑制褐煤自燃。

背景技術(shù)：

褐煤由于揮發(fā)份高，水分大，在存儲過程中往往發(fā)生自燃。高分子基阻燃劑通過在煤炭表面形成一層保護(hù)膜，并破壞煤中反應(yīng)活化能較低的結(jié)構(gòu)，能很好的抑制劣質(zhì)煤在存儲過程中的自燃。阻燃劑的噴灑需要在堆煤過程中完成，在卸煤皮帶上噴灑是較好的噴灑位置。不同煤種的自燃傾向性有差別，實驗結(jié)果顯示：針對同一種阻燃劑，不同煤種的阻燃劑最佳噴灑濃度不同。但實際使用過程中不同煤種往往采用同一噴灑濃度，造成煤堆阻燃效果不佳，阻燃劑的大量浪費(fèi)，影響阻燃劑的使用和推廣。即使采用目前相對較好的技術(shù)，如公開日為2014年08月06日，公開號為CN103961827A的中國專利中，公開的一種燃煤電廠阻燃劑噴淋系統(tǒng)及其控制方法，也難以有效的達(dá)到高效和經(jīng)濟(jì)的噴灑褐煤阻燃劑的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，保證阻燃劑使用高效經(jīng)濟(jì)的基于煤質(zhì)的智能阻燃劑噴淋系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：該基于煤質(zhì)的智能阻燃劑噴淋系統(tǒng)包括皮帶秤、煤流開關(guān)和輸煤皮帶，所述皮帶秤和煤流開關(guān)均與輸煤皮帶配合，其結(jié)構(gòu)特點在于：還包括噴淋集管、一號玻璃液位計、一號壓力液位計、阻燃劑原液罐、二號壓力液位計、二號玻璃液位計、阻燃劑稀釋液存儲罐、一號變頻泵、一號流量計、一號電磁閥、三號電磁閥、三號流量計、三號變頻泵、混合罐、二號電磁閥、電動調(diào)節(jié)閥、二號流量計、阻燃劑原液輸送管道、復(fù)用水輸送管道和阻燃劑稀釋液輸送管道，所述一號玻璃液位計和一號壓力液位計均安裝在阻燃劑原液罐上，所述阻燃劑原液罐和混合罐通過阻燃劑原液輸送管道連接，所述一號變頻泵、一號流量計和一號電磁閥均安裝在阻燃劑原液輸送管道上，所述復(fù)用水輸送管道和混合罐連接，所述二號電磁閥、電動調(diào)節(jié)閥和二號流量計均安裝在復(fù)用水輸送管道上，所述混合罐通過管路和阻燃劑稀釋液存儲罐連接，所述二號壓力液位計和二號玻璃液位計均安裝在阻燃劑稀釋液存儲罐上，所述阻燃劑稀釋液存儲罐通過阻燃劑稀釋液輸送管道與噴淋集管連接，所述三號電磁閥、三號流量計和三號變頻泵均安裝在阻燃劑稀釋液輸送管道上，所述噴淋集管位于輸煤皮帶的輸出端的上方，該噴淋集管與輸煤皮帶的輸出端配合。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述噴淋集管包括噴淋堵管、噴淋母管和數(shù)根噴淋橫管，所述噴淋堵管和噴淋母管均為弧形結(jié)構(gòu)，噴淋橫管設(shè)置有噴淋孔，所述噴淋橫管的一端連接在噴淋堵管上，該噴淋橫管的另一端連接在噴淋母管上，數(shù)根噴淋橫管平行，所述阻燃劑稀釋液輸送管道與噴淋母管連接，所述噴淋橫管與輸煤皮帶的幅寬方向平行。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述智能阻燃劑噴淋系統(tǒng)還包括變頻離心泵，所述變頻離心泵安裝在復(fù)用水輸送管道上。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述智能阻燃劑噴淋系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，所述皮帶秤、煤流開關(guān)、一號壓力液位計、二號壓力液位計、一號變頻泵、一號流量計、一號電磁閥、三號電磁閥、三號流量計、三號變頻泵、二號電磁閥、電動調(diào)節(jié)閥和二號流量計均與控制系統(tǒng)連接。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述智能阻燃劑噴淋系統(tǒng)還包括分析決策系統(tǒng)，所述分析決策系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接。

一種采用所述的基于煤質(zhì)的智能阻燃劑噴淋系統(tǒng)的智能阻燃劑噴淋方法，其特點在于：所述方法的步驟如下：來煤入廠準(zhǔn)備通過輸煤皮帶接卸時，燃料管理人員將待卸煤種的礦發(fā)煤質(zhì)數(shù)據(jù)錄入到煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫中，分析決策系統(tǒng)根據(jù)錄入的煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫計算煤種的自燃傾向性指數(shù)，并根據(jù)煤種自燃傾向指數(shù)自動計算阻燃劑的噴淋濃度，給出阻燃劑的最佳稀釋比；分析決策系統(tǒng)將最佳稀釋比傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)開啟阻燃劑原液輸送管道上的一號電磁閥和復(fù)用水輸送管道上的二號電磁閥，依據(jù)最佳稀釋比驅(qū)動阻燃劑原液輸送管道上的一號變頻泵和一號電磁閥，并對電動調(diào)節(jié)閥進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，根據(jù)一號電磁閥的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)變頻離心泵和電動調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)；輸出的阻燃劑原液和復(fù)用水在混合罐內(nèi)進(jìn)行混合后進(jìn)入阻燃劑稀釋液存儲罐中，當(dāng)阻燃劑稀釋液存儲罐的液位達(dá)到設(shè)定液位高度后，控制系統(tǒng)關(guān)閉阻燃劑原液輸送管道上的變頻離心泵和電動調(diào)節(jié)閥；當(dāng)來煤傳感器檢測到輸煤皮帶上有煤流時，控制系統(tǒng)打開阻燃劑稀釋液輸送管道上的三號電磁閥，并根據(jù)輸煤皮帶的煤量和噴灑比自動調(diào)節(jié)阻燃劑稀釋液噴灑量；阻燃劑稀釋液通過阻燃劑稀釋液輸送管道到達(dá)位于輸煤皮帶端部的噴淋集管上，對煤流進(jìn)行均勻噴灑。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述方法的步驟如下：

火車煤或船煤單次來煤量大，來煤入廠前，發(fā)貨方將礦發(fā)煤質(zhì)數(shù)據(jù)告知收貨方，礦發(fā)煤質(zhì)數(shù)據(jù)包括發(fā)熱量、揮發(fā)分、硫分、灰分、哈氏可磨指數(shù)等；收貨方拿到礦發(fā)數(shù)據(jù)后對該入廠煤種進(jìn)行編號，并錄入分析決策系統(tǒng)的礦發(fā)煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫中；分析決策系統(tǒng)根據(jù)錄入的礦發(fā)煤質(zhì)數(shù)據(jù)計算煤種的自燃傾向性指數(shù)，根據(jù)自燃傾向性指數(shù)-阻燃劑稀釋比曲線，自動選擇最佳的阻燃劑稀釋比，并將稀釋比傳送給控制系統(tǒng)；

控制系統(tǒng)同時啟動復(fù)用水輸送管道上的二號電磁閥和電動調(diào)節(jié)閥，阻燃劑原液輸送管道上的一號電磁閥和一號變頻泵，并將二號流量計和一號流量計的流量信號傳回控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)根據(jù)傳回的流量計算出當(dāng)前稀釋比，如果當(dāng)前稀釋比大于最佳稀釋比，控制系統(tǒng)驅(qū)動電動調(diào)節(jié)閥增大開度，增加復(fù)用水流量；如果當(dāng)前稀釋比小于最佳稀釋比，控制系統(tǒng)驅(qū)動電動調(diào)節(jié)閥減小開度，減少復(fù)用水流量，直至當(dāng)前稀釋比等于最佳稀釋比；

根據(jù)最佳稀釋比輸送的阻燃劑原液和復(fù)用水通過混合罐混合，進(jìn)入阻燃劑稀釋液存儲罐，當(dāng)二號壓力液位計檢測到阻燃劑稀釋液存儲罐中的液面高度達(dá)到設(shè)定的高度值時，將液位信號反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)停止復(fù)用水輸送管道上的二號電磁閥和電動調(diào)節(jié)閥，以及阻燃劑原液輸送管道上的一號電磁閥和一號變頻泵；

當(dāng)輸煤皮帶上的煤流開關(guān)檢測到該煤種來煤時，將煤流開關(guān)的信號傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)啟動阻燃劑稀釋液輸送管道上的三號電磁閥和三號變頻泵，阻燃劑稀釋液通過阻燃劑稀釋液輸送管道到達(dá)位于輸煤皮帶端部的噴淋集管，通過噴淋集管的多個噴灑點噴灑到煤流上；噴灑過程中，皮帶秤的流量和三號流量計的流量信號返回控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)計算阻燃劑噴灑量和煤量比，當(dāng)小于設(shè)定的比值時則驅(qū)動三號變頻泵增大流量，當(dāng)大于設(shè)定的比值時則驅(qū)動三號變頻泵減小阻燃劑稀釋液流量；

當(dāng)二號壓力液位計檢測到阻燃劑稀釋液存儲罐中的液位低于設(shè)定的最低值時，控制系統(tǒng)同時啟動復(fù)用水輸送管道上的二號電磁閥和電動調(diào)節(jié)閥，以及阻燃劑原液輸送管道上的一號電磁閥和一號變頻泵，按最佳稀釋比配比后輸送到阻燃劑稀釋液存儲罐中；當(dāng)二號壓力液位計檢測到阻燃劑稀釋液存儲罐中的液面高度達(dá)到設(shè)定的高度值時，將液位信號反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)停止復(fù)用水輸送管道上的二號電磁閥和電動調(diào)節(jié)閥，以及阻燃劑原液輸送管道上的一號電磁閥和一號變頻泵；

當(dāng)一號壓力液位計檢測到阻燃劑原液罐中的液位低于設(shè)定最低值時，提醒工作人員向阻燃劑原液罐中添加原液，直至一號壓力液位計檢測到阻燃劑原液罐中的液位達(dá)到設(shè)定的最大值。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，阻燃劑的噴淋效果好，輸煤皮帶煤流具有一定厚度，在皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)過程中如果采用單一噴淋點，會造成阻燃劑噴灑不均勻，從而使阻燃劑的實際阻燃效果大打折扣，采用多點分布的噴淋管可以使阻燃劑噴灑均勻，從而使阻燃劑阻燃效果更加明顯。阻燃劑的配制方便，配制效率高。

根據(jù)預(yù)噴灑煤質(zhì)的不同自動選擇阻燃劑最佳噴灑濃度，并依據(jù)最佳濃度驅(qū)動阻燃劑噴淋裝置完成稀釋、輸送、噴淋的自動化操作，實現(xiàn)阻燃劑噴淋智能化，保證阻燃劑使用高效經(jīng)濟(jì)。從煤種的煤質(zhì)出發(fā)，將煤種自然傾向性指數(shù)-阻燃劑最佳噴淋濃度曲線應(yīng)用到褐煤阻燃劑的實際噴灑中，可以有效改善阻燃劑的阻燃效果，使阻燃劑的使用高效經(jīng)濟(jì)。

本發(fā)明的噴淋系統(tǒng)包括阻燃劑噴淋裝置、控制系統(tǒng)和分析決策系統(tǒng)。阻燃劑噴淋裝置包括阻燃劑儲存、稀釋、輸送和噴淋工藝環(huán)節(jié)的罐體、液位計、離心泵、電磁閥、流量調(diào)節(jié)閥、流量計、手動閥、混合器和噴淋集管，實現(xiàn)阻燃劑儲存、稀釋、輸送和噴淋一體化?？刂葡到y(tǒng)采集噴淋裝置罐體液位信號、電磁閥開關(guān)信號、來煤信號，并根據(jù)控制邏輯對信號作出判斷，實現(xiàn)液位報警和噴淋裝置的自動啟停。分析決策系統(tǒng)包括煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫，煤種自燃傾向性指數(shù)-阻燃劑最佳噴淋濃度曲線，通過煤質(zhì)數(shù)據(jù)預(yù)測在卸煤種的自燃傾向性，進(jìn)而依據(jù)煤種自燃傾向性指數(shù)-阻燃劑最佳噴淋濃度曲線選擇針對在卸煤種的最佳噴淋濃度，并給出最佳稀釋比。控制系統(tǒng)采集流量計信號，根據(jù)決策系統(tǒng)給出的最佳稀釋比，驅(qū)動變頻器調(diào)節(jié)離心泵的流量。分析決策系統(tǒng)依據(jù)煤種煤質(zhì)給出阻燃劑最佳稀釋比，控制系統(tǒng)根據(jù)最佳稀釋比驅(qū)動阻燃劑噴淋裝置進(jìn)行阻燃劑的稀釋。阻燃劑噴淋時，依據(jù)設(shè)定噴灑比自動匹配輸煤皮帶流量和阻燃劑噴淋流量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中基于煤質(zhì)的智能阻燃劑噴淋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例中噴淋集管的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。

實施例。

參見圖1至圖2，本實施例中的基于煤質(zhì)的智能阻燃劑噴淋系統(tǒng)包括皮帶秤1、煤流開關(guān)2、噴淋集管3、一號玻璃液位計4、一號壓力液位計5、阻燃劑原液罐6、二號壓力液位計7、二號玻璃液位計8、阻燃劑稀釋液存儲罐9、一號變頻泵10、一號流量計11、一號電磁閥12、三號電磁閥13、三號流量計14、三號變頻泵15、混合罐16、二號電磁閥17、電動調(diào)節(jié)閥18、二號流量計19、阻燃劑原液輸送管道20、變頻離心泵、復(fù)用水輸送管道21、輸煤皮帶22、阻燃劑稀釋液輸送管道23、控制系統(tǒng)24和分析決策系統(tǒng)25。

本實施例中的皮帶秤1和煤流開關(guān)2均與輸煤皮帶22配合，一號玻璃液位計4和一號壓力液位計5均安裝在阻燃劑原液罐6上，阻燃劑原液罐6和混合罐16通過阻燃劑原液輸送管道20連接，一號變頻泵10、一號流量計11和一號電磁閥12均安裝在阻燃劑原液輸送管道20上，復(fù)用水輸送管道21和混合罐16連接，二號電磁閥17、電動調(diào)節(jié)閥18和二號流量計19均安裝在復(fù)用水輸送管道21上，變頻離心泵也安裝在復(fù)用水輸送管道21上。

本實施例中的混合罐16通過管路和阻燃劑稀釋液存儲罐9連接，二號壓力液位計7和二號玻璃液位計8均安裝在阻燃劑稀釋液存儲罐9上，阻燃劑稀釋液存儲罐9通過阻燃劑稀釋液輸送管道23與噴淋集管3連接，三號電磁閥13、三號流量計14和三號變頻泵15均安裝在阻燃劑稀釋液輸送管道23上，噴淋集管3位于輸煤皮帶22的輸出端的上方，該噴淋集管3與輸煤皮帶22的輸出端配合。

本實施例中的噴淋集管3包括噴淋堵管32、噴淋母管33和數(shù)根噴淋橫管31，噴淋堵管32和噴淋母管33均為弧形結(jié)構(gòu)，噴淋橫管31設(shè)置有噴淋孔，噴淋橫管31的一端連接在噴淋堵管32上，該噴淋橫管31的另一端連接在噴淋母管33上，數(shù)根噴淋橫管31平行，阻燃劑稀釋液輸送管道23與噴淋母管33連接，噴淋橫管31與輸煤皮帶22的幅寬方向平行。

本實施例中的皮帶秤1、煤流開關(guān)2、一號壓力液位計5、二號壓力液位計7、一號變頻泵10、一號流量計11、一號電磁閥12、三號電磁閥13、三號流量計14、三號變頻泵15、二號電磁閥17、電動調(diào)節(jié)閥18和二號流量計19均與控制系統(tǒng)24連接。分析決策系統(tǒng)25與控制系統(tǒng)24連接。

本實施例中的基于煤質(zhì)的智能阻燃劑噴淋方法的步驟如下。

火車煤或船煤單次來煤量大，來煤入廠前，發(fā)貨方將礦發(fā)煤質(zhì)數(shù)據(jù)告知收貨方，礦發(fā)煤質(zhì)數(shù)據(jù)包括發(fā)熱量、揮發(fā)分、硫分、灰分、哈氏可磨指數(shù)等；收貨方拿到礦發(fā)數(shù)據(jù)后對該入廠煤種進(jìn)行編號，并錄入分析決策系統(tǒng)25的礦發(fā)煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫中；分析決策系統(tǒng)25根據(jù)錄入的礦發(fā)煤質(zhì)數(shù)據(jù)計算煤種的自燃傾向性指數(shù)，根據(jù)自燃傾向性指數(shù)-阻燃劑稀釋比曲線，自動選擇最佳的阻燃劑稀釋比，并將稀釋比傳送給控制系統(tǒng)24。

控制系統(tǒng)24同時啟動復(fù)用水輸送管道21上的二號電磁閥17和電動調(diào)節(jié)閥18，阻燃劑原液輸送管道20上的一號電磁閥12和一號變頻泵10，并將二號流量計19和一號流量計11的流量信號傳回控制系統(tǒng)24；控制系統(tǒng)24根據(jù)傳回的流量計算出當(dāng)前稀釋比，如果當(dāng)前稀釋比大于最佳稀釋比，控制系統(tǒng)24驅(qū)動電動調(diào)節(jié)閥18增大開度，增加復(fù)用水流量；如果當(dāng)前稀釋比小于最佳稀釋比，控制系統(tǒng)24驅(qū)動電動調(diào)節(jié)閥18減小開度，減少復(fù)用水流量，直至當(dāng)前稀釋比等于最佳稀釋比。

根據(jù)最佳稀釋比輸送的阻燃劑原液和復(fù)用水通過混合罐16混合，進(jìn)入阻燃劑稀釋液存儲罐9，當(dāng)二號壓力液位計7檢測到阻燃劑稀釋液存儲罐9中的液面高度達(dá)到設(shè)定的高度值時，將液位信號反饋給控制系統(tǒng)24，控制系統(tǒng)24停止復(fù)用水輸送管道21上的二號電磁閥17和電動調(diào)節(jié)閥18，以及阻燃劑原液輸送管道20上的一號電磁閥12和一號變頻泵10。

當(dāng)輸煤皮帶22上的煤流開關(guān)2檢測到該煤種來煤時，將煤流開關(guān)2的信號傳遞給控制系統(tǒng)24，控制系統(tǒng)24啟動阻燃劑稀釋液輸送管道23上的三號電磁閥13和三號變頻泵15，阻燃劑稀釋液通過阻燃劑稀釋液輸送管道23到達(dá)位于輸煤皮帶22端部的噴淋集管3，通過噴淋集管3的多個噴灑點噴灑到煤流上；噴灑過程中，皮帶秤1的流量和三號流量計14的流量信號返回控制系統(tǒng)24，控制系統(tǒng)24計算阻燃劑噴灑量和煤量比，當(dāng)小于設(shè)定的比值時則驅(qū)動三號變頻泵15增大流量，當(dāng)大于設(shè)定的比值時則驅(qū)動三號變頻泵15減小阻燃劑稀釋液流量。

當(dāng)二號壓力液位計7檢測到阻燃劑稀釋液存儲罐9中的液位低于設(shè)定的最低值時，控制系統(tǒng)24同時啟動復(fù)用水輸送管道21上的二號電磁閥17和電動調(diào)節(jié)閥18，以及阻燃劑原液輸送管道20上的一號電磁閥12和一號變頻泵10，按最佳稀釋比配比后輸送到阻燃劑稀釋液存儲罐9中；當(dāng)二號壓力液位計7檢測到阻燃劑稀釋液存儲罐9中的液面高度達(dá)到設(shè)定的高度值時，將液位信號反饋給控制系統(tǒng)24，控制系統(tǒng)24停止復(fù)用水輸送管道21上的二號電磁閥17和電動調(diào)節(jié)閥18，以及阻燃劑原液輸送管道20上的一號電磁閥12和一號變頻泵10。

當(dāng)一號壓力液位計5檢測到阻燃劑原液罐6中的液位低于設(shè)定最低值時，提醒工作人員向阻燃劑原液罐6中添加原液，直至一號壓力液位計5檢測到阻燃劑原液罐6中的液位達(dá)到設(shè)定的最大值。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。