一种防黏堵杂物自动分拣的电厂原煤输送装置的制作方法

本发明涉及火力发电厂原煤输送，具体为一种防黏堵杂物自动分拣的电厂原煤输送装置。

背景技术：

1、原煤输送是火力发电厂煤炭燃料供应系统的核心环节，指从煤矿开采出的未经深度洗选加工的原煤，从厂外卸煤点/储煤场开始，经过受卸、转运、预处理、输送等全流程工序，最终安全、稳定输送至锅炉原煤仓的整套工艺与装备体系。

2、我国多数电厂入炉原煤含水率长期处于15%～25%区间，高湿原煤进入普通粉碎机后极易黏附在腔壁、缠绕刀轴，导致粉碎效率骤降、出料粒度不均，频繁出现堵料停机故障，严重影响机组带负荷稳定性。

3、现有原煤分拣大多采用单一振动筛或普通除铁器，仅能去除大粒度煤块和部分铁件，清理效果不佳，大量杂物进入炉膛后会造成燃烧不稳定、结焦、受热面磨损加剧等问题，且输送皮带无针对性防黏结构，运行过程中黏附的煤料无法自动清理，长期堆积后会引发皮带跑偏、撒料、堵料，从而导致设备使用效果差，故而提出一种防黏堵杂物自动分拣的电厂原煤输送装置及燃料预处理工艺，以解决上述提出的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种防黏堵杂物自动分拣的电厂原煤输送装置，旨在解决高湿原煤易黏附腔壁、缠绕刀轴导致粉碎效率骤降、出料粒度不均及频繁堵料停机，以及原煤分拣不彻底、杂物脱除率低、影响机组稳定运行的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种防黏堵杂物自动分拣的电厂原煤输送装置，包括防护罩、预处理箱，所述防护罩的内部设有输送带，所述预处理箱的内部设有分拣机构；

3、所述分拣机构沿原煤流向依次包括防黏结粉碎组件、多级联动自动分拣组件、清料回收组件以及全流程智能控制单元，所述全流程智能控制单元包括传感器网络、plc控制器与堵料/黏壁预警算法模块；

4、所述防黏结粉碎组件和多级联动自动分拣组件自上而下依次设置于所述预处理箱的内部，所述清料回收组件设置于所述输送带的底部。

5、优选的，所述防黏结粉碎组件包括设置于所述预处理箱顶部的进料筒，所述进料筒的外部安装有热风机，所述预处理箱的内壁设置有加热夹套，所述预处理箱的前侧安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有螺旋错排粉碎刀组。

6、优选的，所述预处理箱的内部固定安装有斜板，所述斜板的数量为两块，所述螺旋错排粉碎刀组的两根粉碎轴分别位于两块所述斜板之间，两块所述斜板的下端之间固定连接有第一筛板。

7、优选的，所述多级联动自动分拣组件包括沿煤料流向依次设置的筛分机构、除铁箱和光电色选箱；所述筛分机构位于所述第一筛板的下方，所述除铁箱位于所述筛分机构的下方，所述光电色选箱位于所述除铁箱的下方。

8、优选的，所述筛分机构包括第二筛板，所述第二筛板安装于所述预处理箱的内部，所述第二筛板的底部安装有振动电机，所述预处理箱的右侧安装有集渣盒，所述集渣盒的顶部安装有第一回料管，所述第一回料管的顶部延伸至所述螺旋错排粉碎刀组的上方。

9、优选的，所述除铁箱的内部设置有除铁组件，所述除铁组件包括电机，所述电机安装于所述除铁箱的底部，所述电机的输出轴连接有转轴，所述转轴的一侧安装有翻动板，所述转轴的另一侧安装有电磁铁，所述除铁箱的底部安装有第一导料管，所述除铁箱的底部安装有延伸至所述预处理箱外部的第一排废管。

10、优选的，所述光电色选箱的内部设置有矸石剔除组件，所述矸石剔除组件包括振动给料台，所述振动给料台设置于所述光电色选箱内的下部，所述光电色选箱的顶部安装有第一电动滑台，所述第一电动滑台的顶部安装有支架，所述支架的顶部安装有第二电动滑台，所述第二电动滑台的底部安装高速工业相机，所述光电色选箱的侧壁安装有高压气嘴阵列，所述光电色选箱的外部安装有与高压气嘴阵列相对的集污盒，所述集污盒的外部安装有第二排废管。

11、优选的，所述清料回收组件包括横板，所述横板安装于所述输送带的下方，所述横板的内部安装有电动滑轨，所述电动滑轨的顶部滑动连接有第一拉杆，所述横板的顶部铰接有第二拉杆，所述第一拉杆的顶部设置有刮板，所述横板的侧面安装有回收盒，所述回收盒位于所述输送带的底部。

12、优选的，所述光电色选箱的底部安装有第二排料管，所述第二排料管的外部安装有粒径检测仪，所述第二排料管的外部连接有延伸至所述螺旋错排粉碎刀组顶部的第二回料管。

13、一种防黏堵杂物自动分拣的电厂原煤输送装置的燃料预处理工艺，包括如下步骤：

14、步骤1：原煤预干燥工序

15、高湿原煤首先从预处理箱顶部的进料筒送入，进料筒外部安装的热风机同步引入锅炉尾部引出的150-250℃余热热风，热风沿进料筒通道与下落的湿煤充分逆流接触，利用电厂废热完成预脱水，将入料原煤的含水率从20%以上快速降低至10%以下，提前消除湿煤黏附结块的初始条件，避免后续粉碎环节出现煤泥糊壁问题；

16、步骤2：防黏结粉碎工序

17、步骤201：预干燥完成的原煤落入防黏结粉碎组件内部，在预处理箱内壁的加热夹套的恒温加热作用下，粉碎腔内部维持80-120℃的稳定温度，从源头阻断湿煤在腔壁黏附的路径，同时预处理箱前侧的驱动电机驱动螺旋错排粉碎刀组同步旋转，螺旋交错排布的刀齿对原煤进行剪切式粉碎；

18、步骤202：粉碎后的煤料向下运动经过预处理箱内部两侧固定的斜板导向，最终从两块斜板之间连接的第一筛板排出，不合格的大粒度煤料被第一筛板拦截，自动留在粉碎腔内部循环二次粉碎，保证出料初始粒度满足后续分拣要求；

19、步骤3：多级联动闭环分拣工序

20、经过初步筛分的煤料向下进入多级联动自动分拣组件，依次经过四级分拣工序完成全种类杂物脱除，所有不合格物料自动回流形成闭环：

21、步骤301：大粒度回流分拣：煤料首先进入筛分机构，第二筛板底部的振动电机驱动筛体高频振动，粒度超标的大块煤被拦截后汇入集渣盒，再通过第一回料管送回至顶部的螺旋错排粉碎刀组处重新粉碎，避免大块煤进入后续环节引发堵料；

22、步骤302：铁件脱除工序：合格粒度的煤料穿过第二筛板进入除铁箱内部，除铁组件的底部电机驱动转轴旋转，转轴侧边的翻动板不断翻动堆积的煤料，使煤料充分和转轴另一侧的电磁铁接触，所有混在煤中的铁丝、铁件都被电磁铁吸附；吸附完成后转轴旋转180°，铁件随电磁铁断电失磁脱落，最终从第一排废管排出至设备外部，完成铁杂物的全脱除；

23、步骤303：矸石智能剔除工序：脱铁后的煤料进入光电色选箱，先落到矸石剔除组件的振动给料台上铺平，防止煤料堆叠影响识别精度；随后第一电动滑台、第二电动滑台配合带动支架上的高速工业相机移动，对下落状态的煤料进行逐帧拍摄，后续通过内置算法完成矸石精准识别定位：

24、（1）：对采集到的煤料图像依次完成高斯滤波去噪、直方图均衡化光照补偿、背景差分及二值化预处理，消除工业现场粉尘和光照不均带来的干扰；

25、（2）：对预处理后的图像进行canny边缘检测与形态学处理，通过连通域标注算法将画面内的所有煤料分割为独立区域并逐一编号；

26、（3）：对每一个独立煤料区域提取灰度均值、灰度方差、rgb通道均值及纹理特征，组装为专属的多维特征向量；

27、（4）：根据预设模式切换识别逻辑，采用otsu自适应灰度阈值分割快速判定，或调用预训练完成的轻量级卷积神经网络模型完成高精度煤矸分类判定；

28、（5）：计算所有判定为矸石区域的质心坐标，结合煤料实时下落速度完成落点预判补偿，将图像坐标映射为硬件对应的物理坐标，精准匹配到对应编号的高压气嘴阵列；

29、步骤304：识别完成后对应工位的高压气嘴阵列瞬间喷气，将矸石吹入侧边的集污盒，最终从第二排废管排出至外部，完成矸石全自动剔除。

30、步骤305：粒度二次校验闭环：分拣完成的煤料最终从光电色选箱底部的第二排料管排出，布置在管道上的粒径检测仪实时检测出料粒度，不合格的煤料直接通过第二回料管回流至螺旋错排粉碎刀组顶部，再次回到粉碎环节重新处理，全流程无不合格煤料外溢；

31、步骤4：输送环节自适应清料工序

32、完成全部分拣的合格原煤直接落入输送带上，向锅炉煤仓方向输送；设置在输送带底部的清料回收组件启动运行：横板内部的电动滑轨驱动第一拉杆移动，配合铰接的第二拉杆完成自适应角度调节，带动顶部的刮板始终贴紧输送带的下表面，持续刮除运行过程中黏附在带面的残余煤泥，刮落的黏煤直接落入下方的回收盒中集中收集，不会出现黏煤掉落撒料、堆积引发皮带跑偏堵料的问题，集中收集的黏煤可人工或通过配套输送机构送回前端粉碎环节回收再利用；

33、步骤5：全流程智能联动控制工序

34、整套装置配套的全流程智能控制单元通过布置在各节点的传感器网络实时采集所有设备的运行参数：包括粉碎腔温度、出料粒度、输送带运行张力、各节点料位等数据，内置的堵料/黏壁预警算法对数据进行实时分析预判，一旦捕捉到堵料、黏壁的前兆，立刻自动调节对应设备的运行参数，例如自动提升加热夹套温度加强防黏效果、启动筛分机构的振动电机提升振动力度、自动调节刮板的贴紧压力增强清料效果，无需人工介入即可完成全流程自适应联动调节，从运行策略层面进一步杜绝堵料停机故障。

35、本发明提供了一种防黏堵杂物自动分拣的电厂原煤输送装置。具备以下有益效果：

36、1、本发明通过前置余热预干燥和恒温粉碎的双维度防黏结构联动，利用锅炉尾部余热热风与下落湿煤逆流接触，快速降低高湿原煤的含水率，再配合粉碎腔的恒温环境，从根源上消除湿煤黏附结块的物理条件，彻底解决传统输煤系统高湿工况下煤泥糊壁、堵料停机的痛点，大幅减少机组非计划堵料时长，无需人工频繁进入高危区域清理疏通，显著降低运维安全风险。

37、2、本发明通过四级闭环分拣的协同设计，依次完成大粒度煤回流重碎、动态翻动全段除铁、ai 视觉精准剔除矸石、末端粒度二次校验，所有不合格物料自动回流至前端粉碎环节形成闭环，实现全类型杂物的高效脱除，有效避免杂物进入炉膛引发受热面磨损、燃烧不稳等问题，保障入炉煤料品质稳定。

38、3、本发明通过全流程智能调控单元与自适应清料结构的协同配合，实时采集各节点运行参数并自动调节设备运行状态，从运行策略层面进一步杜绝堵料故障；搭配自适应清料结构实时刮除输送带表面残留煤泥，实现废热和散落煤料的回收利用，整套系统可长期稳定运行，有效降低人工运维成本。