[0001]
本实用新型属于震动大摆动大物件位移测量领域，涉及一种直吹式磨煤机煤料厚度测量系统。
背景技术：
[0002]
直吹式中速磨煤机，目前在火力发电企业应用广泛。磨煤机属于锅炉的制粉系统，它将块状原煤通过研磨制成煤粉再通过气流将煤粉送入锅炉燃烧，为锅炉提供符合要求的燃料，是锅炉的主要辅机设备。现以某企业的mps系列磨煤机为例。mps系列磨煤机是具有三个固定磨辊装配的外加力型辊盘式磨煤机。三个磨辊装配均匀布置在磨盘上，碾磨压力由液压缸提供，加载力通过加载架作用到三个磨辊装配和磨盘上，终作用到基础上。在运行过程中，落到旋转的磨盘中间的煤在离心力作用下甩到磨盘瓦表面上，并通过磨辊进行碾压。在生产过程中，磨煤机内存煤量通常应用两种方法：1.通过磨煤机出入口差压(进口风压与出口风压之差)判断其存煤量(间接测量方式)，在某种特殊工况下，受温度、煤粉颗粒度等因素影响增加了运行人员判断难度，对于磨煤机停止或启动初期更是无法判断；2.人工就地观察，通过肉眼观察就地液压磨辊推杆上的指针与标尺的相对位置判别磨煤机内存煤多少，了解磨煤机内煤层厚度，劳动强度大不利于实现自动控制。磨煤机在运行过程中内部温度高、粉尘大内部测量困难。外部可通过磨辊液压推杆的抬起高度能够表征煤料的厚度，但在运行过程中由于煤料厚度不均匀，以及磨煤机磨辊受到的阻力，使得磨辊液压推杆上下左右不规则的摆动，直接测量容易使测量元件损坏，给直接测量带来难度。
技术实现要素：
[0003]
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种直吹式磨煤机煤料厚度测量系统，该系统能够测量直吹式磨煤机的煤料厚度，且稳定性、可靠性及准确性较高。
[0004]
为达到上述目的，本实用新型所述的直吹式磨煤机煤料厚度测量系统包括底座、张紧装置、lvdt测量筒、导向限位装置、钢绳、多级滤波器及上位机；
[0005]
张紧装置、lvdt测量筒及导向限位装置及均设置于底座上，钢绳的一端与磨煤机的液压缸推杆相连接，钢绳的另一端穿过限位装置及lvdt 测量筒与张紧装置相连接，lvdt测量筒的输出端经多级滤波器与上位机相连接。
[0006]
所述导向限位装置由若干导向托辊组成，其中，各导向托辊沿周向布置于钢绳的周围，且钢绳与各导向托辊均相切。
[0007]
导向托辊的数目为三个。
[0008]
钢绳通过连接件与磨煤机的液压缸推杆相连接。
[0009]
张紧装置为电磁弹簧。
[0010]
本实用新型具有以下有益效果：
[0011]
本实用新型所述的直吹式磨煤机煤料厚度测量系统在具体操作时，基于磨煤机液
压缸推杆的抬起高度能够反映直吹式磨煤机的煤料厚度的原理，磨煤机的液压缸推杆在抬起过程中，带动钢绳运动，钢绳通过导向限位装置进行导向限位，通过张紧装置使得钢绳处于张紧状态，通过 lvdt测量筒测量钢绳的位移量，并将钢绳的位移量转换为电信号，所述电信号经多级滤波器滤波处理后送入上位机，上位机将钢绳的位移量计算磨煤机的液压缸推杆的抬起高度，以实现直吹式磨煤机煤料厚度的测量，结构简单，操作方便，稳定性、可靠性及准确性较高。
附图说明
[0012]
图1为本实用新型的结构示意图；
[0013]
图2为本实用新型中钢绳的安装原理图；
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图3为本实用新型的侧视图。
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其中，1为连接件、2为导向限位装置、3为lvdt测量筒、4为张紧装置、5为底座、6为等腰三角轴架、7为导向托辊、8为钢绳。
具体实施方式
[0016]
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
[0017]
参考图1及图3，本实用新型所述的直吹式磨煤机煤料厚度测量系统包括底座5、张紧装置4、lvdt测量筒3、导向限位装置2、钢绳8、多级滤波器及上位机；张紧装置4、lvdt测量筒3及导向限位装置2及均设置于底座5上，钢绳8的一端与磨煤机的液压缸推杆相连接，钢绳 8的另一端穿过限位装置及lvdt测量筒3与张紧装置4相连接，lvdt 测量筒3的输出端经多级滤波器与上位机相连接。
[0018]
具体的，所述导向限位装置2由若干导向托辊7组成，其中，各导向托辊7沿周向布置于钢绳8的周围，且钢绳8与各导向托辊7均相切，导向托辊7的数目为三个。
[0019]
钢绳8通过连接件1与磨煤机的液压缸推杆相连接；张紧装置4为电磁弹簧。
[0020]
本实用新型的具体操作过程为：
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通过磨煤机液压缸推杆的抬起高度反映直吹式磨煤机的煤料厚度，磨煤机的液压缸推杆在抬起过程中，带动钢绳8运动，钢绳8通过导向限位装置2进行导向限位，通过张紧装置4使得钢绳8处于张紧状态，同时通过lvdt测量筒3测量钢绳8的位移量，并将钢绳8的位移量转换为电信号，所述电信号经多级滤波器滤波处理后送入上位机，上位机将钢绳8的位移量计算磨煤机的液压缸推杆的抬起高度，并根据磨煤机的液压缸推杆的抬起高度得到直吹式磨煤机的煤料厚度。
[0022]
磨辊在实际撵磨过程与煤接触，煤的不平整及运行阻力，使得磨辊在运行中上下跳动且左右晃动，本实用新型分两步解决这两种不利因素，首先消除左、右晃动引发的谐波，再解决上、下跳动引发的谐波变动量，推杆左右晃动的量通过吸收及转换使其成为上下移动分量，采用钢绳8 软性连接方式，引入导向限位装置2消除横向分量，张紧装置4提供张紧力，吸收推杆横向位移分量，使其转化为纵向移动的量。
[0023]
图2中，ac为推杆左右晃动的量，其中，ab等于be,bd等于ec， bd为推杆左右晃动后钢绳8产生的位移量，ec远小于ac，在abc夹角减小的情况下，ec相对于ac的比值更小，由此选择b点(导向支架的位置，即仪表安装位置)就更为重要，ab比ac的长度应大于200倍，左右
晃动位移量受制于磨辊推杆的活动间隙大小，对实际测量带来的误差小于间隙，误差在接受范围内，通过钢绳8转换大大减缓左右晃动对测量的不利影响，同时减少对测量元件的磨损。
[0024]
通过钢绳8将多方向的位移变量转化为一个方向位移变量，使得测量更容易，通过lvdt测量筒3获取位移的电信号，再通过二级或三级滤波处理去除上下晃动带来的谐振，得到稳定、有效的料位信号。
[0025]
具体的，三个导向托辊7通过等腰三角轴架6固定于底座5上，钢绳8与导向托辊7相切，钢绳8的切向力由导向托辊7承受，纵向力推动导向托辊7转动，沿导向托辊7切线方向被布置在后方的电磁弹簧吸收，钢绳8在力的传动过程中有机械波特性。钢绳8与三个导向托辊7 相切，导向限位装置2的数目为两个，通过第1个导向限位装置2消除部分推杆左右晃动形成的横波，通过第2个导向限位装置2使得钢绳8 衍射的机械波横波分量基本消除，减少横向移动,减少对lvdt的碰磨。
[0026]
电磁弹簧作为张紧装置4优于依靠重力的重锤张紧结构，优于普通弹簧张紧结构，利用重锤作为张力，优点是结构简单、成本低，存在问题是惯性大带来附加的测量误差，这里测量的设备多表现为上下往复运动，设备由向上转为向下时，重锤由于惯性的作用沿以前的方向继续运动，不能及时返回对测量带来误差，另外在后续的下落过程中，由于惯性的作用会造成对钢绳8绳的冲击，长时间会造成钢绳8疲劳损坏。利用普通弹簧作为张力结构，优点是结构简单、成本低。在煤层厚度一定时满足，普通弹簧与钢绳8相连接能够满足测量需求的张力，随着煤层厚度增加，弹簧的长度增加，弹簧力增加，钢绳8在过大的外力下容易产生疲劳，对钢绳8的寿命影响，对仪表的稳定运行带来影响。弹簧结构较之重锤结构要好。电磁弹簧类似管式直线电机，采用短永磁铁芯，长外套线圈结构，线圈采用三相恒流源供电，使内部磁场均匀，提供稳定推力，使得钢丝绳在任何位置、在任何有效时间段内获得稳定的张力随动推杆的移动，满足仪表长时间稳定运行。
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本实用新型的安装位置为：推荐垂直安装在连接件1下部，当安装装置偏离垂直位置时，需注意装置与连接件1的位置相对于垂线的夹角应小于45度，角度太大对钢绳8的寿命有影响，安装角度增加同时使得测量量程减小，需系数修正k，k＝cos∠α，实际测量值为c，c＝a+bcos ∠α，α为相对于垂直位置的安装夹角，b为实际钢绳8的位移，a为安装初始位置一般为0。
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零位及满度标定：空磨情况下磨煤机磨辊落下，连接件1与钢绳8 相连，装置上电，将钢绳8向上提高20mm作标记，紧固连接件1，此点标记为零位，记录下钢绳8(推杆连接件1到装置)的长度，记录下lvdt 次级线圈电压为零位电压，调整仪表零位设置或dcs零位设置；抬高磨辊至最高位标记满位，记录钢绳8的长度，记录下lvdt次级线圈电压为满位电压，调整仪表满位设置或dcs满位设置，核对实际装置显示值与实际测量值应在误差范围内。技术特征：
1.一种直吹式磨煤机煤料厚度测量系统，其特征在于，包括底座(5)、张紧装置(4)、lvdt测量筒(3)、导向限位装置(2)、钢绳(8)、多级滤波器及上位机；张紧装置(4)、lvdt测量筒(3)及导向限位装置(2)及均设置于底座(5)上，钢绳(8)的一端与磨煤机的液压缸推杆相连接，钢绳(8)的另一端穿过限位装置及lvdt测量筒(3)与张紧装置(4)相连接，lvdt测量筒(3)的输出端经多级滤波器与上位机相连接。2.根据权利要求1所述的直吹式磨煤机煤料厚度测量系统，其特征在于，所述导向限位装置(2)由若干导向托辊(7)组成，其中，各导向托辊(7)沿周向布置于钢绳(8)的周围，且钢绳(8)与各导向托辊(7)均相切。3.根据权利要求2所述的直吹式磨煤机煤料厚度测量系统，其特征在于，导向托辊(7)的数目为三个。4.根据权利要求1所述的直吹式磨煤机煤料厚度测量系统，其特征在于，钢绳(8)通过连接件(1)与磨煤机的液压缸推杆相连接。5.根据权利要求1所述的直吹式磨煤机煤料厚度测量系统，其特征在于，张紧装置(4)为电磁弹簧。
技术总结
本实用新型公开了一种直吹式磨煤机煤料厚度测量系统，包括底座、张紧装置、LVDT测量筒、导向限位装置、钢绳、多级滤波器及上位机；张紧装置、LVDT测量筒及导向限位装置及均设置于底座上，钢绳的一端与磨煤机的液压缸推杆相连接，钢绳的另一端穿过限位装置及LVDT测量筒与张紧装置相连接，LVDT测量筒的输出端经多级滤波器与上位机相连接，该系统能够测量直吹式磨煤机的煤料厚度，且稳定性、可靠性及准确性较高。较高。较高。
技术研发人员：郭文林 寇林 张灏
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2020.06.02
技术公布日：2021/2/20
声明：
“直吹式磨煤机煤料厚度测量系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：西安热工研究院有限公司
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2024年12月27日 ~ 29日 
