[發明專利]基于頻譜分析的大型高爐噴吹系統智能防堵裝置及方法

有效

• 申請號: 202110387287.8
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113088590B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 楊小蘭;劉極峰;洪磊;陳亞;崔潤
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張明浩

1.基于頻譜分析的大型高爐噴吹系統智能防堵裝置的使用方法，應用大型高爐噴吹系統智能防堵裝置，大型高爐噴吹系統智能防堵裝置包括輸煤管道，所述的輸煤管道入口處安裝下料控制單元，所述的下料控制單元用于控制磨煤機輸入輸煤管道入口的煤粉量，其特征是：所述的輸煤管道入口處或輸煤管道中安裝有物料稱重控制單元，所述的物料稱重控制單元能稱量落在物料稱重控制單元上的煤粉重量，所述的輸煤管道入口和出口處分別安裝入口壓力信號采集單元和出口壓力信號采集單元，所述的入口壓力信號采集單元和出口壓力信號采集單元分別用于采集輸煤管道入口和出口處的壓力信號曲線，智能防堵裝置還包括噴吹流速控制單元和中央處理單元，所述的噴吹流速控制單元用于控制輸煤管道內的風速，該風的方向為輸煤管道入口流向出口，所述的中央處理單元能接收和分析入口壓力信號采集單元、出口壓力信號采集單元以及物料稱重控制單元的信號，判斷輸煤管是否堵塞，并控制噴吹流速控制單元改變輸煤管道內的風速，排除堵塞；大型高爐噴吹系統智能防堵裝置的使用方法具體為：

磨煤機輸入輸煤管道的煤粉粒徑不一，會產生振幅和相位不一的諧波信號，中央處理單元接收入口壓力信號采集單元和出口壓力信號采集單元采集到的壓力信號進行計算，得到各諧波信號的有效值，根據計算結果分析出當前信號下頻率分布圖，依據分布圖判斷出當前輸煤管道內的顆粒直徑分布狀態，進而得到當前輸煤管道狀態，同時，中央處理單元中對物料稱重控制單元采集的重量曲線實時求解一次導數值，計算增長速率，輔助判斷當前輸煤管道狀態，中央處理單元根據輸煤管道狀態，控制噴吹流速動態控制單元調整噴吹壓力，降低輸煤管道的堵塞概率；

中央處理單元計算得到各粒徑下的煤粉粒諧波信號的有效值的具體方法如下：

其中U_Rn為諧波信號的實部，U_In為諧波信號虛部，U_RMSn為煤粉粒諧波信號的有效值，u_k為FPGA的采樣數據點值，N為5000HZ的采樣點數，即每秒鐘采集5000點數據，采樣間隔是200μs；這里的n取值范圍為[1,19]，分別計算出1～19諧波下的有效值；

當10～100HZ范圍內的諧波有效值大于標定值達到＞n％，重量曲線增長速率大于某一定值g時，且持續一定時間X后，中央處理單元執行排堵動作，所述的排堵動作包括減小磨煤機輸入輸煤管道的煤粉量，增大輸煤管道內的風速；

n％50時以及g10時，持續時間取X＝100ms；

n％70時以及g12時，持續時間取X＝60ms；

n％80時以及g15時，持續時間取X＝30ms。

2.根據權利要求1所述的基于頻譜分析的大型高爐噴吹系統智能防堵裝置的使用方法，其特征是：所述的入口壓力信號采集單元和出口壓力信號采集單元均為壓力傳感器。

3.根據權利要求1所述的基于頻譜分析的大型高爐噴吹系統智能防堵裝置的使用方法，其特征是：所述的中央處理單元為采用DSP與FPGA的數字處理器。