DD265696A1 - Verfahren und anordnung zur kontinuierlichen messung der menge, des aschegehaltes, des heizwertes und der feuchte von rohbraunkohlefoerderstroemen - Google Patents

Abstract

Verfahren und Anordnung zur kontinuierlichen Messung der Menge, des Aschegehaltes, des Heizwertes und der Feuchte von Rohbraunkohlefoerderstroemen auf Gurtbaendern mittels harter und weicher Gammastrahlung sowie mit Infrarot- und Neutronenstrahlung. Die Aufgabe besteht darin, die Menge, den Aschegehalt, den Heizwert und die Feuchte eines Rohbraunkohlefoerderstromes unter Verwendung einer radiometrischen Foerderbandwaage auch bei schwankender Schichthoehe der Foerdergutschicht und ohne Kalibrierung der radiometrischen Aschemesseinrichtung mit definierten Proben gleichzeitig und kontinuierlich zu messen und dabei Fremdkoerper sofort anzuzeigen. Erfindungsgemaess wird dies dadurch geloest, dass mit mehreren eng kollimierten Messkanaelen harter Gammastrahlung die Flaechenmasse der Foerdergutschicht gemessen, daraus in bekannter Weise die Menge, der Mengendurchsatz und die Schuettdichte bestimmt und die Flaechenmasse- oder Schichthoehenabhaengigkeit der Feuchtemesseinrichtung eliminiert werden, mit mindestens einem eng kollimierten Messkanal weicher Gammastrahlung der Aschegehalt und aus der Zuordnung zum flaechenmassekompensierten Feuchtemesswert der Heizwert bestimmt werden, die bei der Bewertung der harten und weichen Gammastrahlung verwendeten Massenschwaechungskoeffizienten, insbesondere deren Feuchte- und/oder Wasserstoffgehaltabhaengigkeit, mit dem Feuchtemesswert korrigiert werden, aus der Flaechenmasseabhaengigkeit der Messkanaele harter Gammastrahlung zueinander die Schuettdichte des Foerdergutes bestimmt wird, mit dem Quotienten aus Flaechenmasse und Schuettdichte die Schuetthoehe des Foerdergutes kontrolliert wird und durch Bewertung der Flaechenmasse und/oder des Aschegehaltes und/oder des Heizwertes und/oder der Feuchte und der Schuettdichte des Foerdergutes im Kurzzeittakt Fremdkoerper im Kohlefoerderstrom geortet werden. Figur

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur kontinuierlichen Messung der Menge, des Aschegehaltes, des Heizwertes und der Feuchte von Rohbraunkohleförderströmen auf Gurtbändern mittels harter und weicher Gammastrahlung sowie mit Infrarot- und Neutronenstrahlung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt sind radiometrische Förderbandwaagen unterschiedlichster Bauart für den Einsatz an Bandanlagen. Dabei liefert die Förderbandwaage die Mengenanzeige mit hoher Reproduzierbarkeit. Zur Bestimmung von Qualitätsparametern des Fördergutstromes bei Rohbraunkohle sind radiometrische Aschemeßgeräte der Bauarten Zweienergietransmission, Beta- und Gammarückstreuung sowie Gammavorwärtsstreuung im Einsatz. Zur kontinuierlichen Feuchtemessung werden Geräte nach dem Mikrowellen- bzw. Infrarotprinzip verwendet.

Nachteilig beim alleinigen Einsatz eines dieser Meßgeräte ist die begrenzte Aussagefähigkeit der Meßergebnisse zu den technologischen Parametern der Fördergutströme.

Bei stark schwankender chemischer Zusammensetzung des Fördergutes ergeben sich Zusatzfehler bei der radiometrischen Mengenmessung. Die Heizwertkorrelation der Meßwerte aus der radiometrischen Bestimmung des Massenschwächungskoeffizienten μ'60 wird durch Schwankungen des Wassergehaltes ungünstig beeinflußt. Kontinuierlich arbeitende Feuchtemeßanlagen erfordern eine streng gleichbleibende Schichthöhe, die aber nur in Ausnahmefällen realisierbar ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand für die Messung der Menge, des Aschegehaltes, des Heizwertes und der Feuchte von Rohbraunkohleförderströmen zu senken.

-2- 265 696 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Menge, den Aschegehalt, den Heizwert und die Feuchte eines Rohbraunkohleförderstromes, unter Verwendung einer radiometrischen Förderbandwaage auch bei schwankender Schichthöhe der Fördergutschicht und ohne Kalibrierung der radiometrischen Aschemeßeinrichtung mit definierten Proben gleichzeitig und kontinuierlich zu messen und dabei Fremdkörper sofort anzuzeigen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß mit mehreren eng kollimierten Meßkanälen harter Gammastrahlung die Flächenmasse der Fördergutschicht gemessen, daraus in bekannter Weise die Menge, der Mengendurchsatz und die Schüttdichte bestimmt und die Flächenmasse- oder Schichthöhenabhängigkeit der Feuchtemeßeinrichtung eliminiert werden, mit mindestens einem eng kollimierten Meßkanal weicher Gammastrahlung der Aschegehalt und aus der Zuordnung zum flächenmassekompensierten Feuchtemeßwert der Heizwert bestimmt werden, die bei der Bewertung der harten und weichen Gammastrahlung verwendeten Massenschwächungskoeffizienten, insbesondere deren Feuchte- und/oder Wasserstoffgehaltsabhängigkeit, mit dem Feuchtemeßwert korrigiert werden, aus der Flächenmasseabhängigkeit der Meßkanäle harter Gammastrahlung zueinander die Schüttdichte des Fördergutes bestimmt wird, mit dem Quotienten aus Flächenmasse und Schüttdichte die Schütthöhe des Fördergutes kontrolliert wird und durch Bewertung der Flächenmasse und/oder des Aschegehaltes und/oder des Heizwertes und/oder der Feuchte und der Schüttdichte des Fördergutes im Kurzzeittakt Fremdkörper im Kohleförderstrom geortet werden.

Die Anordnung zur Ausführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß am Förderband oder in der Schurre unter der Fördergutschicht mehrere Strahler mit integrierter harter und weicher Gammastrahlung und/oder mit Neutronenstrahlung und/oder Mikrowellenstrahlung quer zum Förderstrom angeordnet sind, über der Fördergutschicht ein mehrkanaliger Detektor mit integrierter Infrarot/Laserstrahlung den Strahlern zugeordnet ist, wobei vor den Strahlern und/oder vor dem Detektor eine mehrkanalig positionierbare Kalibriereinrichtung mit Kalibrierelementen definierter Flächenmasse, definierten Massenschwächungskoeffizienten und definierten Wasserstoffgehalten vorgesehen und der Detektor mit einer mehrkanaligen Auswerteeinheit gekoppelt ist. Die Strahler sind vorteilhaft mit automatisch gesteuerten Abblendelementen ausgerüstet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Anordnung in schematischer Darstellung.

Unter der auf dem Obertrum eines Gurtbandförderers liegenden Fördergutschicht 1 sind der zu einer radiometrischen Förderbandwaage gehörende Strahler 2 für harte Gammastrahlung und in einem Abstand dazu ein Strahler 4 für weiche Gammastrahlung angeordnet. Über der Fördergutschicht 1 befinden sich ein Detektor 3 für harte Gammastrahlung, ein Detektor 5 für weiche Gammastrahlung und eine Feuchtemeßeinrichtung 9. Der Detektor 3 ist über Meßleitungen 6 mit einer Auswerteeinheit 7 verbunden, die zur Förderbandwaage gehört. Die Auswerteeinheit 7, der Detektor 5 und die Feuchtemeßeinrichtung 9sind über Meßleitungen 6'mit einer Auswerteeinheit 8 für die Qualitätsmeßeinrichtung verbunden. Vor den Strahlern 2; 4 und/oder vor dem Detektor 3 ist eine mehrkanalig positionierbare Kalibriereinrichtung 10 mit Kalibrierelementen definierter Flächenmasse, definierten Massenschwächungskoeffizienten und definierten Wasserstoffgehalten vorgesehen. Als Ausführungsvariante können beide Auswerteeinheiten 7; 8 geräteseitig als eine Baugruppe ausgebildet sein.

Beim Betreiben des Gerätesystems werden zunächst die Meßkanäle innerhalb des Strahlers 2 und des Detektors 3 der radiometrischen Förderbandwaage und der aus dem Strahler 4 und dem Detektor 5 gebildeten Meßstrecke weicher Gammastrahlung mittels der Kalibriereinrichtung 10 zur Absolutmessung des Produktes Massenschwächungskoeffizient mal Flächenmasse (μ' · s) vorbereitet. Die Feuchtemeßeinrichtung 9 wird in bekannter Weise ebenfalls kalibriert. Beim Messen werden in der Auswerteeinheit 7 die den einzelnen Meßkanälen zugeordneten Flächenmassen der Fördergutschicht 1 sowie deren Schuttdichte ermittelt, über ein Näherungsverfahren die Bandbelegung und durch Einbeziehung der Fördergeschwindigkeit der Gutdurchsatz berechnet. Von der Auswerteeinheit 7 werden der Auswerteeinheit 8 der Qualitätsmeßeinrichtung im Echtzeitzyklus die jeweils aktuellen Werte für die Flächenmasse, gemessen im Linienelement des Meßkanals weicher Gammastrahlung und die Schüttdichte innerhalb der Fördergutschicht 1 übergeben. Die ebenfalls zur Auswerteeinheit 8 gehende Impulsmeßrate MR₆₀ für weiche Gammastrahlung aus dem Detektor 5 wird mit der Taraimpulsmeßrate MR₀₆₀, der beim Kalibrieren ermittelten Eigenimpufsmeßrate MR₀₆₀ und der übernommenen Flächenmasse S₉₆₀ zur Berechnung des Massenschwächungskoeffizienten MSK₆₀ des Meßgutes verknüpft. Aus der Division des Massenschwächungskoeffizienten MSK₆₀ durch die Schüttdichte ergibt sich der lineare Schwächungskoeffizient LSK₆₀. Die Meßwerte von der Feuchtemeßeinrichtung 9 werden in der Auswerteeinheit 8 mit der aktuellen Schichthöhe des Fördergutes korrigiert. Alle Meßwerte werden im Kurzzeittakt auf Unstetigkeiten untersucht, um Fremdkörper im Förderstrom zu erkennen

Damit stehen als Meßwerte zur Fördergutschicht 1

— der Gutdurchsatz,

— die Schüttdichte,

— aus korrelativem Zusammenhang zum linearen Schwächungskoeffizienten LSK₆₀ der Aschegehalt,

— der schichthöhenkompensierte Feuchtegehalt,

— aus korrelativem Zusammenhang zum linearen Schwächungskoeffizienten LSK₆₀ und dem Feuchtegehalt der Heizwert des Meßgutes und

— Signale bei Auftreten von Fremdkörpern zur Verfügung.

„Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine weitere vorteilhafte Nutzung einer radiometrischen Förderbandwaage mit eng' kollimierten Meßkanälen. Durch die Übergabe der internen Meßgrößen Flächenmasse und Schüttdichte aus der Förderbandwaage an die Asche- und Feuchtemeßeinrichtungen wird ein einfacher Aufbau der separaten radiometrischen Aschemeßeinrichtung möglich. Bei enger Kollimation und von der harten Gammastrahlung getrennter Anordnung wird der radiometrische Meßkanal weicher Gammastrahlung ebenfalls für die Absolutmessung des Produktes von Flächenmasse und Massenschwächungskoeffizient mit Hilfe der Kalibrierelemente kalibriert. Die bisher nur schlecht realisierbare aufwendige Kalibrierung der radiometrischen Aschemeßeinrichtungen mittels definierter Fördergutproben oder Vergleichsmessungen im on-line Betrieb kann damit entfallen.

Die Feuchtemeßeinrichtung 9 kann somit auch bei schwankender Schichthöhe des Meßgutes betrieben werden. Bei stark schwankender Feuchte des Meßgutes wird der Massenschwächungskoeffizient für harte Gammastrahlung MSKg₆₀ der radiometrischen Förderbandwaage korrigiert, die Rechenwerte für den Heizwert des Meßgutes werden durch die Kopplung von Massenschwächungskoeffizient MSK₈₀ und Feuchtegehalt genauer. Infolge der Bewertung mehrerer Meßwerte werden die Aussagen zur Fremdkörpererkennung sicherer.

Claims (3)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Menge, des Aschegehaltes, des Heizwertes und der Feuchte von Rohbraunkohleförderströmen, insbesondere mit harter und weicher Gammastrahlung sowie mit Infrarot- und Neutronenstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß mit mehreren eng kollimierten Meßkanälen harter Gammastrahlung die Flächenmasse der Fördergutschicht gemessen, daraus in bekannter Weise die Menge, der Mengendurchsatz und die Schüttdichte bestimmt und die Flächenmasse- oder Schichthöhenabhängigkeit der Feuchtemeßeinrichtung eliminiert werden, mit mindestens einem eng kollimierten Meßkanal weicher Gammastrahlung der Aschegehalt und aus der Zuordnung zum flächenmassekompensierten Feuchtemeßwert der Heizwert bestimmt werden, die bei der Bewertung der harten und weichen Gammastrahlung verwendeten Massenschwächungskoeffizienten, insbesondere deren Feuchte- und/oder Wasserstoffgehaltsabhängigkeit, mit dem Feuchtemeßwert korrigiert werden, aus der Flächenmasseabhängigkeit der Meßkanäle harter Gammastrahlung zueinander die Schüttdichte des Fördergutes bestimmt wird, mit dem Quotienten aus Flächenmasse und Schüttdichte die Schütthöhe des Fördergutes kontrolliert wird und durch Bewertung der Flächenmasse und/oder des Aschegehaltes und/oder des Heizwertes und/oder der Feuchte und der Schüttdichte des Fördergutes im Kurzzeittakt Fremdkörper im Kohleförderstrom geortet werden.

2. Anordnung zur kontinuierlichen Messung der Menge, des Aschegehaltes, des Heizwertes und der Feuchte von Rohbraunkohleförderströmen, unter Verwendung von eng kollimierten radiometrischen Meßkanälen einer radiometrischen Förderbandwaage, dadurch gekennzeichnet, daß am Förderband oder in der Schurre unter der Fördergutschicht (1) mehrere Strahler (2; 4) mit integrierter harter und weicher Gammastrahlung und/oder mit Neutronenstrahlung und/oder Mikrowellenstrahlung quer zum Förderstrom angeordnet sind, über der Fördergutschicht (1) ein mehrkanaliger Detektor (3) mit integrierter Infrarot/Laserstrahlung den Strahlern (2) zugeordnet ist, wobei vor den Strahlern (2; 4) und/oder vor dem Detektor (3) eine mehrkanalig positionierbare Kalibriereinrichtung (10) mit Kalibrierelementen definierter Flächenmasse, definierten Massenschwächungskoeffizienten und definierten Wasserstoff gehalten vorgesehen und der Detektor (3) mit einer mehrkanaligen Auswerteeinheit (7) gekoppelt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler (2; 4) mit automatisch gesteuerten Abblendelementen ausgerüstet sind.