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3D雷达物位扫描仪在选煤生产中的应用

2020-09-15 行业新闻 加入收藏
分析选煤生产中煤仓料位测量的难题,通过应用3D物位扫描仪对煤仓料位和仓储煤量进行实时监控,及时掌握仓内煤位、煤体积和煤重量,实现对煤的精准测量,同时

 3D雷达物位扫描仪在选煤生产中的应用  

         本文作者:李训勉                                                                               

         
  摘要:分析选煤生产中煤仓料位测量的难题,通过应用3D物位扫描仪对煤仓料位和仓储煤量进行实时监控,及时掌握仓内煤位、煤体积和煤重量,实现对煤的精准测量,同时通过画面同步直观展现煤入仓和出仓料面变化情况,提高了自动化程度,避免了装煤冒仓事故和清堵、清库的安全隐患,减少了维护工作量,为智能化储煤管理创造了条件。
 
  1、前言
 
  选煤生产过程中,原煤仓是生产运行的中间环节,主要做为原煤暂时储存点,起着均衡配煤和储煤的作用,煤仓通常体积很大,存储煤的量也大,煤仓中煤位的高低及进出煤时料面状况(起拱、挂壁)关系着选煤生产能否高效安全进行。随着选煤生产自动化程度的不断提高,如何实时、准确地监测煤仓的料位和储量,为联动控制进煤皮带和配煤给煤机创造条件,变得越来越重要,同时煤仓料位及储量透明化、可视化,也是智能选煤重要的环节。
 
3D雷达物位扫描仪在选煤生产中的应用(图1)
 
  2、煤仓料位测量技术的发展
 
  过去测量煤仓连续料位的产品主要有重锤式料位计、超声波料位计、雷达料位计等。这些料位计各有其特点,但用在原煤仓料位监测上能否满足智能选煤的要求呢?
 
  选煤厂原煤仓存储量大,煤中含有大量的水分、灰分、粉尘、瓦斯等,落煤下仓堆积高度不均匀,加之现场电机、风机的干扰,工况特殊且复杂。
 
  重锤料位计虽然抗干扰能力强,但容易发生埋锤、断链、电机卡死等故障。
 
  超声波料位计无法穿透重粉尘,容易受噪声干扰,不能正常工作;
 
  雷达料位计,不受飞灰及噪声的影响,但喇叭口天线雷达在运行一段时间后会在喇叭口结上很多灰尘,影响测量,虽然可以采用加装吹扫装置的办法,但无法彻底解决结灰,还需要人工定期清灰,增加维护量;
 
  很多选煤厂为解决雷达喇叭口结灰问题,选择了利马克高频雷达料位计,这款料位计是俄罗斯LIMACO(利马克)公司生产的物位测量仪表,是世界上首款工作频率为140GHz的超高频雷达物位仪表,天线采用内置透镜设计,无喇叭口,从而解决了结灰问题。同时由于利马克采用了超高频140GHz及调频连续波技术,因此适用性极强,测量精度也非常高,可达到±1mm。
3D雷达物位扫描仪在选煤生产中的应用(图2)
 
  随着选煤生产智能化的不断提高,对煤仓煤位及储量的准确性、料面状态的真实性、远程可视化等要求也越来越高。上面几种料位计测量模式都是单点测量,而仓内的料面高低不平,安装在不同位置会测量出不同结果,因些测量出的结果没有代表性,也没有计量仓内煤量的功能,满足不了选煤厂需要精准掌握煤位和存煤量的要求,更满足不了仓内料面远程可视化的需求。
 
  目前国内很多洗煤厂开始选用3D雷达物位扫描仪来测量煤仓料位,以3D雷达物位扫描仪为核心设备的煤仓计量监控系统,能对煤仓内料面3D成像,动态画面显示,同时能显示最高料位、最低料位、平均料位及仓内存储煤的体积和重量。实现对煤仓煤位实时同步、远距离、高精度监控,对煤仓智能化管理,为选煤厂储煤智能系统优化提供了决策支持。
 
  3、3D雷达物位计量监控系统
 
  3D雷达物位计量监控系统,是北京金德创业测控技术有限公司同俄罗斯Limaco(利马克)公司合作开发的物位计量监控系统,颠覆了传统的料位检测方式,使用电磁波技术对料面多点扫描、三维立体成像,是从料位检测到体积、质量、成像的变革!
3D雷达物位扫描仪在选煤生产中的应用(图3)3D雷达物位扫描仪在选煤生产中的应用(图4)
 
  3D雷达物位监控系统工作原理:
 
  使用3D雷达物位扫描仪对散状物料堆进行扫描,获取料面二维轮廓的同时,也获取轮廓的位置信息,通过RS485将数字信号传送至企业云端3D雷达物位计量系统,软件对数据进行处理,形成可视化的3D全息影像,计算出料仓的高低料位、体积、重量等参数,并显示在电脑上。
 
  3D雷达物位计量监控系统主要特点是:
 
  1)优秀的抗粉尘技术:采用140GHz调频连续波,反应速度快,聚焦性能好,抗干扰能力强。平面天线设计,避免出现粉尘堵塞现象;
 
  2)多点测量模式:弥补了传统物位计单点测量不准的缺点,采用多点扫描测量,更加全面的了解仓内物料信息;
 
  3)真正的可视化技术:多个发射器发射电磁波对物料表面多点扫描后形成三维图像,准确直观的反应进出料的料面情况(进料波峰、出料波谷、高低不平及挂料现象),使用户随时了解物料的实际情况;
 
  4)料位体积重量全方位监测:实现料位的高度到体积到重量的全方面监测,实时在线统计存量,定时统计入出流量。从简单的连续量加上下限报警到智能化信息化管控的转变,提高企业生产管理水平和经济效益等。
 
3D雷达物位扫描仪在选煤生产中的应用(图5)
 
  4、应用案例
 
  平煤股份有限责任公司田庄选煤厂使用直径12米的8个原煤仓作为原煤暂时储存点,共可储存原煤1.2万吨,在应用3D雷达物位计量监控系统前,原煤仓是需要人工观察、估算存量,而且原煤仓经常堵塞,有效利用容积低,甚至停产事故经常发生,严重影响了生产效益。
 
  根据全厂智能化的需求,19年初采用利马克3D雷达物位计量系统对煤仓进行了改造,彻底解决了煤仓料位和存煤管理问题。
 
3D雷达物位扫描仪在选煤生产中的应用(图6)3D雷达物位扫描仪在选煤生产中的应用(图7)
 
安装现场照片                                                           成像画面
  改造前后对比:
 
  1)提供了准确的存煤图文数据。改造前原煤仓存煤需要人工看煤位、估算存量,改造后实时的模拟3D图像和存量数据显示信号传递到调度室,可以直接指导原煤翻车和生产原煤配洗。
 
  2)提高了加煤稳定率。原煤仓3D图像能准确反映仓内及加煤电振口堆煤情况,给原煤仓岗位人员调整电振加煤操作,提供了可视性指导,一方面减少了职工劳动强度,另一方面提高了原煤仓加煤稳定率。
 
  3)便于更加精准的配煤入洗。煤仓图文数据结合,改变了以前配煤用加煤量和时间估算仓内原煤结构的情况,改造后能更直观的判断正在入洗原煤的矿别,调度室在配煤方案制定时能准确判断各矿原煤配入量,利用各矿原煤综合化验数据,得出一个科学合理的过程配洗方案。
 
  4)多数据指导生产。通过3D雷达物位计量监控系统显示的煤量数据变化,可以计算出瞬时煤量变化情况,通过该数据可以对加煤量进行控制,为后期实现自动加煤、自动配洗提供数据及控制基础。
 
  5)提高了原煤仓综合治理和维护。原煤仓在使用过程中,由于各种环境因素的影响,会不同程度的出现粘罐、蓬煤等情况,这就需要在生产过程中对原煤仓进行综合治理和维护。3D雷达物位计量监控系统可以直观反映出原煤仓堆煤形状,煤仓管理和使用单位能有的放矢的对仓内出问题点进行处理,避免了以前原煤仓在使用过程中罐存越用越小,问题越积越大的现象。
 
  除了田庄洗煤厂,目前3D雷达物位计量监控系统在小保当选煤厂、煤花井选煤厂、神华包头万利选煤厂等20多个选煤厂都得到了良好的应用。
 
  5、总结
 
  3D雷达物位计量监控系统,实现了原煤仓料位实时动态数据的采集、处理,3D成像画面展示,同时显示最高料位、最低料位、平均料位及体积和质量,做到了生产数据可视化、过程透明化、现场无人化,解决了目前煤矿煤仓监测系统存在的各种缺陷,有效避免了可能出现的煤仓堵口,满仓,设备毁坏等影响生产事故的发生,同时可将煤仓煤位信息与监测监控系统、皮带控制系统、给煤机配料系统对接联动,为整体调度提供有效的监控、管理手段,助力安全、高效生产,在选煤厂具有良好的应用前景。

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