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3D雷達(dá)物位掃描儀在選煤生產(chǎn)中的應(yīng)用

2020-09-15 行業(yè)新聞加入收藏

分析選煤生產(chǎn)中煤倉(cāng)料位測(cè)量的難題，通過應(yīng)用3D物位掃描儀對(duì)煤倉(cāng)料位和倉(cāng)儲(chǔ)煤量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)掌握倉(cāng)內(nèi)煤位、煤體積和煤重量，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤的精準(zhǔn)測(cè)量，同時(shí)

3D雷達(dá)物位掃描儀在選煤生產(chǎn)中的應(yīng)用　　

本文作者：潘弦

　　摘要：分析選煤生產(chǎn)中煤倉(cāng)料位測(cè)量的難題，通過應(yīng)用3D物位掃描儀對(duì)煤倉(cāng)料位和倉(cāng)儲(chǔ)煤量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)掌握倉(cāng)內(nèi)煤位、煤體積和煤重量，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤的精準(zhǔn)測(cè)量，同時(shí)通過畫面同步直觀展現(xiàn)煤入倉(cāng)和出倉(cāng)料面變化情況，提高了自動(dòng)化程度，避免了裝煤冒倉(cāng)事故和清堵、清庫(kù)的安全隱患，減少了維護(hù)工作量，為智能化儲(chǔ)煤管理創(chuàng)造了條件。

　　1、前言

　　選煤生產(chǎn)過程中，原煤倉(cāng)是生產(chǎn)運(yùn)行的中間環(huán)節(jié)，主要做為原煤暫時(shí)儲(chǔ)存點(diǎn)，起著均衡配煤和儲(chǔ)煤的作用，煤倉(cāng)通常體積很大，存儲(chǔ)煤的量也大，煤倉(cāng)中煤位的高低及進(jìn)出煤時(shí)料面狀況（起拱、掛壁）關(guān)系著選煤生產(chǎn)能否高效安全進(jìn)行。隨著選煤生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，如何實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)煤倉(cāng)的料位和儲(chǔ)量，為聯(lián)動(dòng)控制進(jìn)煤皮帶和配煤給煤機(jī)創(chuàng)造條件，變得越來越重要，同時(shí)煤倉(cāng)料位及儲(chǔ)量透明化、可視化，也是智能選煤重要的環(huán)節(jié)。

　　2、煤倉(cāng)料位測(cè)量技術(shù)的發(fā)展

　　過去測(cè)量煤倉(cāng)連續(xù)料位的產(chǎn)品主要有重錘式料位計(jì)、超聲波料位計(jì)、雷達(dá)料位計(jì)等。這些料位計(jì)各有其特點(diǎn)，但用在原煤倉(cāng)料位監(jiān)測(cè)上能否滿足智能選煤的要求呢？

　　選煤廠原煤倉(cāng)存儲(chǔ)量大，煤中含有大量的水分、灰分、粉塵、瓦斯等，落煤下倉(cāng)堆積高度不均勻，加之現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)、風(fēng)機(jī)的干擾，工況特殊且復(fù)雜。

　　重錘料位計(jì)雖然抗干擾能力強(qiáng)，但容易發(fā)生埋錘、斷鏈、電機(jī)卡死等故障。

　　超聲波料位計(jì)無法穿透重粉塵，容易受噪聲干擾，不能正常工作；

　　雷達(dá)料位計(jì)，不受飛灰及噪聲的影響，但喇叭口天線雷達(dá)在運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)在喇叭口結(jié)上很多灰塵，影響測(cè)量，雖然可以采用加裝吹掃裝置的辦法，但無法徹底解決結(jié)灰，還需要人工定期清灰，增加維護(hù)量；

　　很多選煤廠為解決雷達(dá)喇叭口結(jié)灰問題，選擇了利馬克高頻雷達(dá)料位計(jì)，這款料位計(jì)是俄羅斯LIMACO(利馬克)公司生產(chǎn)的物位測(cè)量?jī)x表，是世界上首款工作頻率為140GHz的超高頻雷達(dá)物位儀表，天線采用內(nèi)置透鏡設(shè)計(jì)，無喇叭口，從而解決了結(jié)灰問題。同時(shí)由于利馬克采用了超高頻140GHz及調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)，因此適用性極強(qiáng)，測(cè)量精度也非常高，可達(dá)到±1mm。

　　隨著選煤生產(chǎn)智能化的不斷提高，對(duì)煤倉(cāng)煤位及儲(chǔ)量的準(zhǔn)確性、料面狀態(tài)的真實(shí)性、遠(yuǎn)程可視化等要求也越來越高。上面幾種料位計(jì)測(cè)量模式都是單點(diǎn)測(cè)量，而倉(cāng)內(nèi)的料面高低不平，安裝在不同位置會(huì)測(cè)量出不同結(jié)果，因些測(cè)量出的結(jié)果沒有代表性，也沒有計(jì)量倉(cāng)內(nèi)煤量的功能，滿足不了選煤廠需要精準(zhǔn)掌握煤位和存煤量的要求，更滿足不了倉(cāng)內(nèi)料面遠(yuǎn)程可視化的需求。

　　目前國(guó)內(nèi)很多洗煤廠開始選用3D雷達(dá)物位掃描儀來測(cè)量煤倉(cāng)料位，以3D雷達(dá)物位掃描儀為核心設(shè)備的煤倉(cāng)計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)，能對(duì)煤倉(cāng)內(nèi)料面3D成像，動(dòng)態(tài)畫面顯示，同時(shí)能顯示最高料位、最低料位、平均料位及倉(cāng)內(nèi)存儲(chǔ)煤的體積和重量。實(shí)現(xiàn)對(duì)煤倉(cāng)煤位實(shí)時(shí)同步、遠(yuǎn)距離、高精度監(jiān)控，對(duì)煤倉(cāng)智能化管理，為選煤廠儲(chǔ)煤智能系統(tǒng)優(yōu)化提供了決策支持。

　　3、3D雷達(dá)物位計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)

　　3D雷達(dá)物位計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)，是北京金德創(chuàng)業(yè)測(cè)控技術(shù)有限公司同俄羅斯Limaco（利馬克）公司合作開發(fā)的物位計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)，顛覆了傳統(tǒng)的料位檢測(cè)方式，使用電磁波技術(shù)對(duì)料面多點(diǎn)掃描、三維立體成像，是從料位檢測(cè)到體積、質(zhì)量、成像的變革！

　　3D雷達(dá)物位監(jiān)控系統(tǒng)工作原理：

　　使用3D雷達(dá)物位掃描儀對(duì)散狀物料堆進(jìn)行掃描，獲取料面二維輪廓的同時(shí)，也獲取輪廓的位置信息，通過RS485將數(shù)字信號(hào)傳送至企業(yè)云端3D雷達(dá)物位計(jì)量系統(tǒng)，軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成可視化的3D全息影像，計(jì)算出料倉(cāng)的高低料位、體積、重量等參數(shù)，并顯示在電腦上。

　　3D雷達(dá)物位計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)主要特點(diǎn)是：

　　1）優(yōu)秀的抗粉塵技術(shù)：采用140GHz調(diào)頻連續(xù)波，反應(yīng)速度快，聚焦性能好，抗干擾能力強(qiáng)。平面天線設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)粉塵堵塞現(xiàn)象；

　　2）多點(diǎn)測(cè)量模式：彌補(bǔ)了傳統(tǒng)物位計(jì)單點(diǎn)測(cè)量不準(zhǔn)的缺點(diǎn)，采用多點(diǎn)掃描測(cè)量，更加全面的了解倉(cāng)內(nèi)物料信息；

　　3）真正的可視化技術(shù)：多個(gè)發(fā)射器發(fā)射電磁波對(duì)物料表面多點(diǎn)掃描后形成三維圖像，準(zhǔn)確直觀的反應(yīng)進(jìn)出料的料面情況（進(jìn)料波峰、出料波谷、高低不平及掛料現(xiàn)象)，使用戶隨時(shí)了解物料的實(shí)際情況；

　　4）料位體積重量全方位監(jiān)測(cè)：實(shí)現(xiàn)料位的高度到體積到重量的全方面監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)存量，定時(shí)統(tǒng)計(jì)入出流量。從簡(jiǎn)單的連續(xù)量加上下限報(bào)警到智能化信息化管控的轉(zhuǎn)變，提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益等。

　　4、應(yīng)用案例

　　平煤股份有限責(zé)任公司田莊選煤廠使用直徑12米的8個(gè)原煤倉(cāng)作為原煤暫時(shí)儲(chǔ)存點(diǎn)，共可儲(chǔ)存原煤1.2萬(wàn)噸，在應(yīng)用3D雷達(dá)物位計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)前，原煤倉(cāng)是需要人工觀察、估算存量，而且原煤倉(cāng)經(jīng)常堵塞，有效利用容積低，甚至停產(chǎn)事故經(jīng)常發(fā)生，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效益。

　　根據(jù)全廠智能化的需求，19年初采用利馬克3D雷達(dá)物位計(jì)量系統(tǒng)對(duì)煤倉(cāng)進(jìn)行了改造，徹底解決了煤倉(cāng)料位和存煤管理問題。

安裝現(xiàn)場(chǎng)照片成像畫面

　　改造前后對(duì)比：

　　1）提供了準(zhǔn)確的存煤圖文數(shù)據(jù)。改造前原煤倉(cāng)存煤需要人工看煤位、估算存量，改造后實(shí)時(shí)的模擬3D圖像和存量數(shù)據(jù)顯示信號(hào)傳遞到調(diào)度室，可以直接指導(dǎo)原煤翻車和生產(chǎn)原煤配洗。

　　2）提高了加煤穩(wěn)定率。原煤倉(cāng)3D圖像能準(zhǔn)確反映倉(cāng)內(nèi)及加煤電振口堆煤情況，給原煤倉(cāng)崗位人員調(diào)整電振加煤操作，提供了可視性指導(dǎo)，一方面減少了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面提高了原煤倉(cāng)加煤穩(wěn)定率。

　　3）便于更加精準(zhǔn)的配煤入洗。煤倉(cāng)圖文數(shù)據(jù)結(jié)合，改變了以前配煤用加煤量和時(shí)間估算倉(cāng)內(nèi)原煤結(jié)構(gòu)的情況，改造后能更直觀的判斷正在入洗原煤的礦別，調(diào)度室在配煤方案制定時(shí)能準(zhǔn)確判斷各礦原煤配入量，利用各礦原煤綜合化驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出一個(gè)科學(xué)合理的過程配洗方案。

　　4）多數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)。通過3D雷達(dá)物位計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)顯示的煤量數(shù)據(jù)變化，可以計(jì)算出瞬時(shí)煤量變化情況，通過該數(shù)據(jù)可以對(duì)加煤量進(jìn)行控制，為后期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加煤、自動(dòng)配洗提供數(shù)據(jù)及控制基礎(chǔ)。

　　5）提高了原煤倉(cāng)綜合治理和維護(hù)。原煤倉(cāng)在使用過程中，由于各種環(huán)境因素的影響，會(huì)不同程度的出現(xiàn)粘罐、蓬煤等情況，這就需要在生產(chǎn)過程中對(duì)原煤倉(cāng)進(jìn)行綜合治理和維護(hù)。3D雷達(dá)物位計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)可以直觀反映出原煤倉(cāng)堆煤形狀，煤倉(cāng)管理和使用單位能有的放矢的對(duì)倉(cāng)內(nèi)出問題點(diǎn)進(jìn)行處理，避免了以前原煤倉(cāng)在使用過程中罐存越用越小，問題越積越大的現(xiàn)象。

　　除了田莊洗煤廠，目前3D雷達(dá)物位計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)在小保當(dāng)選煤廠、煤花井選煤廠、神華包頭萬(wàn)利選煤廠等20多個(gè)選煤廠都得到了良好的應(yīng)用。

　　5、總結(jié)

　　3D雷達(dá)物位計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了原煤倉(cāng)料位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的采集、處理，3D成像畫面展示，同時(shí)顯示最高料位、最低料位、平均料位及體積和質(zhì)量，做到了生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、過程透明化、現(xiàn)場(chǎng)無人化，解決了目前煤礦煤倉(cāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的各種缺陷，有效避免了可能出現(xiàn)的煤倉(cāng)堵口，滿倉(cāng)，設(shè)備毀壞等影響生產(chǎn)事故的發(fā)生，同時(shí)可將煤倉(cāng)煤位信息與監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶控制系統(tǒng)、給煤機(jī)配料系統(tǒng)對(duì)接聯(lián)動(dòng)，為整體調(diào)度提供有效的監(jiān)控、管理手段，助力安全、高效生產(chǎn)，在選煤廠具有良好的應(yīng)用前景。