发明内容
本申请提供一种煤炭运输防冻液喷洒量的测定方法及系统 ,以至少解决煤炭运输防冻液的过量使用,导致的成本增加,或喷洒量不够导致的煤炭冻结的技术问题。
本申请第一方面实施例提出一种煤炭运输防冻液喷洒量的测定方法,所述方法包括:
获取煤炭运输时所用防冻液的冰点曲线拟合公式、运输环境温度和运输的煤炭量;
根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式确定所述煤炭中的水分因子;
根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式、所述水分因子、所述运输环境温度和所述运输的煤炭量确定所述防冻液的喷洒量。
优选的,所述防冻液的冰点曲线冰点曲线拟合公式的获取过程包括:
在预设温度下向所述防冻液中加水配置各预设质量分数的稀释溶液,并测定各所述预设质量分数的稀释溶液的冰点温度;
以稀释溶液的浓度为横坐标,以稀释溶液的冰点温度为纵坐标,采用最小二乘法进行拟合,得到所述冰点曲线拟合公式;
其中,所述冰点曲线拟合公式如下:
+ b
式中,为稀释液的冰点温度,/>为第一系数,/>为稀释溶液的浓度,b为第二系数。
进一步的,所述根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式确定所述煤炭中的水分因子,包括:
获取所述防冻液冰点温度的差值;
根据所述防冻液冰点的差值和所述防冻液的冰点曲线拟合公式中的第一系数确定所述煤炭中的水分因子。
进一步的,所述防冻液冰点温度的差值的获取过程包括:
获取所运输煤炭的煤样,并基于棋盘法缩分出第一预设质量的试样;
将第二预设质量的所述煤炭运输时所用防冻液加入所述第一预设质量的试样中,得到混合试样,然后将所述混合试样放入冷冻箱中静置;
取出静置后的所述混合试样并进行过滤,得到所述混合试样中的防冻液,然后测定所述混合试样中的防冻液的冰点温度;
基于所述煤炭运输时所用防冻液的冰点温度和所述混合试样中的防冻液的冰点温度确定所述防冻液冰点温度的差值;
其中,所述冷冻箱的温度范围与所述煤炭运输时的环境温度相同。
进一步的,所述煤炭中的水分因子的计算式如下:
式中,为煤炭中的水分因子,/>为防冻液冰点温度的差值。
进一步的,所述防冻液的喷洒量的计算式如下:
式中,为防冻液的喷洒量,/>为煤炭运输过程中的最低环境温度,/>为运输的煤炭量。
优选的,所述煤炭运输时所用防冻液为氯盐型防冻液或非氯型防冻液。
本申请第二方面实施例提出一种煤炭运输防冻液喷洒量的测定系统,包括:
获取模块,用于获取煤炭运输时所用防冻液的冰点曲线拟合公式、运输环境温度和运输的煤炭量;
第一确定模块,用于根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式确定所述煤炭中的水分因子;
第二确定模块,用于根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式、所述水分因子、所述运输环境温度和所述运输的煤炭量确定所述防冻液的喷洒量。
本申请第三方面实施例提出一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时,实现如第一方面实施例所述的方法。
本申请第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如第一方面实施例所述的方法。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果:
本申请提出了一种煤炭运输防冻液喷洒量的测定方法及系统,所述方法包括:获取煤炭运输时所用防冻液的冰点曲线拟合公式、运输环境温度和运输的煤炭量;根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式确定所述煤炭中的水分因子;根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式、所述水分因子、所述运输环境温度和所述运输的煤炭量确定所述防冻液的喷洒量。本申请提出的技术方案,同时考虑了环境温度和煤中水分的影响,使得防冻液喷洒量的测定方法科学准确、可操作性强,可减少煤炭运输防冻液的过量使用,实现喷洒量的精细化管理。
本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
本申请提出的一种煤炭运输防冻液喷洒量的测定方法及系统,所述方法包括:获取煤炭运输时所用防冻液的冰点曲线拟合公式、运输环境温度和运输的煤炭量;根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式确定所述煤炭中的水分因子;根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式、所述水分因子、所述运输环境温度和所述运输的煤炭量确定所述防冻液的喷洒量。本申请提出的技术方案,同时考虑了环境温度和煤中水分的影响,使得防冻液喷洒量的测定方法科学准确、可操作性强,可减少煤炭运输防冻液的过量使用,实现喷洒量的精细化管理。
下面参考附图描述本申请实施例的一种煤炭运输防冻液喷洒量的测定方法及系统 。
实施例一
图1为根据本申请一个实施例提供的一种煤炭运输防冻液喷洒量的测定方法的流程图,如图1所示,所述方法包括:
步骤1:获取煤炭运输时所用防冻液的冰点曲线拟合公式、运输环境温度和运输的煤炭量。
在本公开实施例中,所述防冻液的冰点曲线冰点曲线拟合公式的获取过程包括:
在预设温度下向所述防冻液中加水配置各预设质量分数的稀释溶液,并测定各所述预设质量分数的稀释溶液的冰点温度;其中,加水配制不同浓度防冻液的质量分数范围为10%-100%;
以稀释溶液的浓度为横坐标,以稀释溶液的冰点温度为纵坐标,采用最小二乘法进行拟合,得到所述冰点曲线拟合公式;
其中,所述冰点曲线拟合公式如下:
+ b
式中,为稀释液的冰点温度,/>为第一系数,/>为稀释溶液的浓度,b为第二系数。
需要说明的是,防冻液冰点曲线的相关系数应大于0.99,且配制防冻液冰点曲线所用的水与现场配制防冻液所用水相同。
在本公开实施例中,所述煤炭运输时所用防冻液为氯盐型防冻液或非氯型防冻液。
步骤2:根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式确定所述煤炭中的水分因子。
在本公开实施例中,所述步骤2具体包括:
步骤2-1:获取所述防冻液冰点温度的差值;
进一步的,所述防冻液冰点温度的差值的获取过程包括:
获取所运输煤炭的煤样,并基于棋盘法缩分出第一预设质量的试样;
将第二预设质量的所述煤炭运输时所用防冻液加入所述第一预设质量的试样中,得到混合试样,然后将所述混合试样放入冷冻箱中静置;
取出静置后的所述混合试样并进行过滤,得到所述混合试样中的防冻液,然后测定所述混合试样中的防冻液的冰点温度;
基于所述煤炭运输时所用防冻液的冰点温度和所述混合试样中的防冻液的冰点温度确定所述防冻液冰点温度的差值;
其中,所述冷冻箱的温度范围与所述煤炭运输时的环境温度相同。
具体的,在车厢中随机采取不少于6 kg的煤样,按棋盘法缩分出1-2 kg试样,其中,当煤炭粒度小于50 mm时,缩取试样质量为1 kg;当煤炭粒度小于100 mm时,缩取试样质量为2 kg。
称取试样质量,将其放入容器中,加入1 kg已知冰点的防冻液,将盛有煤样和防冻液的容器放置在冷冻箱中静置,从冷冻箱中取出烧杯,过滤出防冻液,测定防冻液的冰点。
基于所述煤炭运输时所用防冻液的冰点温度和所述混合试样中的防冻液的冰点温度确定所述防冻液冰点温度的差值。
需要说明的是,盛放煤样和防冻液的容器底面积为80~120 cm2,盛放煤样和防冻液的容器放置于冷冻箱的时间至少为2 h。
步骤2-2:根据所述防冻液冰点的差值和所述防冻液的冰点曲线拟合公式中的第一系数确定所述煤炭中的水分因子。
进一步的,所述煤炭中的水分因子的计算式如下:
式中,为煤炭中的水分因子,/>为防冻液冰点温度的差值。
步骤3:根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式、所述水分因子、所述运输环境温度和所述运输的煤炭量确定所述防冻液的喷洒量。
在本公开实施例中,所述防冻液的喷洒量的计算式如下:
式中,为防冻液的喷洒量,/>为煤炭运输过程中的最低环境温度,/>为运输的煤炭量。
示例1:
(1)防冻液冰点曲线的制作
20℃下用现场水配制质量分数为30%、50%、70%和90%二水合氯化钙防冻液的稀释溶液,测定各浓度防冻稀释液的冰点,列在表1中。
表1不同浓度二水合氯化钙防冻液的冰点
以防冻稀释液的浓度(C)为横坐标、防冻稀释液的冰点(T)为纵坐标,采用最小二乘法拟合防冻液冰点曲线,见公式(1)。
+ 16.10(1)
该冰点曲线的相关系数为0.9979,表明防冻液的冰点与浓度显著线性相关。
(2)煤中水分因子的测定
称取1 kg所运输的煤炭放入烧杯中,加入1 kg已知冰点为-46℃的防冻液,煤炭运输过程中环境温度范围为-3~-7℃,冷冻箱温度调整至-5±2℃,将烧杯放置在冷冻箱中静置2 h。从冷冻箱中取出烧杯,过滤出防冻液,测定防冻液的冰点为-42.0℃,按公式(2)计算煤中水分因子为:
(3)防冻液喷洒量的计算
查询煤炭装车、卸车和沿途运输过程中的最低温度为-7℃,按公式(3)计算车厢装载量80 t的煤炭最少防冻液喷洒量(M)为:
示例2:
(1)防冻液冰点曲线的制作
示例2的冰点曲线与示例1相同
(2)煤中水分因子的测定
称取1 kg所运输的煤炭放入烧杯中,加入1 kg已知冰点为-46℃的防冻液,煤炭运输过程中环境温度范围为-3~-7℃,冷冻箱温度调整至-5±2℃,将烧杯放置在冷冻箱中静置2 h。从冷冻箱中取出烧杯,过滤出防冻液,测定防冻液的冰点为-37.6℃,按公式(2)计算煤中水分因子为:
(3)防冻液喷洒量的计算
查询煤炭装车、卸车和沿途运输过程中的最低温度为-7℃,按公式(3)计算车厢装载量80 t的煤炭最少防冻液喷洒量(M)为:
示例3:
(1)防冻液冰点曲线的制作
示例3的冰点曲线与示例1相同。
(2)煤中水分因子的测定
称取1 kg所运输的煤炭放入烧杯中,加入1 kg已知冰点为-46℃的防冻液,煤炭运输过程中环境温度范围为-22~-26℃,冷冻箱温度调整至-24±2℃,将烧杯放置在冷冻箱中静置2 h。从冷冻箱中取出烧杯,过滤出防冻液,测定防冻液的冰点为-41.5℃,按公式(2)计算煤中水分因子为:
(3)防冻液喷洒量的计算
查询煤炭装车、卸车和沿途运输过程中的最低温度为-26℃,按公式(3)计算车厢装载量80 t的煤炭最少防冻液喷洒量(M)为:
示例4:
(1)防冻液冰点曲线的制作
20℃下用现场水配制质量分数为40%、60%、80%和100%(原液)非氯型防冻液的稀释溶液,测定各浓度防冻稀释液的冰点,列在表2中。
表2不同浓度非氯型防冻液的冰点
以防冻稀释液的浓度(C)为横坐标、防冻稀释液的冰点(T)为纵坐标,采用最小二乘法拟合防冻液冰点曲线,见公式+ 17.60;该冰点曲线的相关系数为0.9992,表明防冻液的冰点与浓度显著线性相关。
(2)煤中水分因子的测定
称取1 kg所运输的煤炭放入烧杯中,加入1 kg已知冰点为-46℃的防冻液,煤炭运输过程中环境温度范围-3~-7℃,冷冻箱温度调整至-5±2℃,将烧杯放置在冷冻箱中静置2 h。从冷冻箱中取出烧杯,过滤出防冻液,测定防冻液的冰点为-42.2℃,按公式(2)计算煤中水分因子为:
(3)防冻液喷洒量的计算
查询煤炭装车、卸车和沿途运输过程中的最低温度为-7℃,按公式(3)计算车厢装载量80 t的煤炭最少防冻液喷洒量(M)为:
示例5:
(1)防冻液冰点曲线的制作
示例5的冰点曲线与示例4相同.
(2)煤中水分因子的测定
称取1 kg所运输的煤炭放入烧杯中,加入1 kg已知冰点为-46℃的防冻液,煤炭运输过程中环境温度范围为-23~-27℃,冷冻箱温度调整至-25±2℃,将烧杯放置在冷冻箱中静置2 h。从冷冻箱中取出烧杯,过滤出防冻液,测定防冻液的冰点为-40.2℃,按公式(2)计算煤中水分因子为:
(3)防冻液喷洒量的计算
查询煤炭装车、卸车和沿途运输过程中的最低温度为-27℃,按公式(3)计算车厢装载量80 t的煤炭最少防冻液喷洒量(M)为:
示例6:
(1)防冻液冰点曲线的制作
示例6的冰点曲线与示例4相同.
(2)煤中水分因子的测定
称取1 kg所运输的煤炭放入烧杯中,加入1 kg已知冰点为-46℃的防冻液,煤炭运输过程中环境温度范围为-25~-29℃,冷冻箱温度调整至-27±2℃,将烧杯放置在冷冻箱中静置2 h。从冷冻箱中取出烧杯,过滤出防冻液,测定防冻液的冰点为-38.1℃,按公式(2)计算煤中水分因子为:
(3)防冻液喷洒量的计算
查询煤炭装车、卸车和沿途运输过程中的最低温度为-29℃,按公式(3)计算车厢装载量80 t的煤炭最少防冻液喷洒量(M)为:
对比例
一家煤炭防冻剂使用单位依据经验给出了不同环境温度下氯化钙型融雪剂和非氯型融雪剂的喷洒量,见表3。
表3使用单位氯化钙型融雪剂和非氯型融雪剂的喷洒量
示例和对比例煤炭防冻剂喷洒量对比及应用效果列在表4中。
表4示例和对比例煤炭防冻剂喷洒量对比及应用效果
由表4可知,随着环境温度的降低,煤炭防冻液喷洒量增多。当环境温度相差不大时,煤中水分因子显著影响防冻液喷洒量。序号1、3、4、5的示例和对比例应用效果均未出现冻结,但示例的喷洒量明显小于对比例的喷洒量。这主要是因为示例采用较为精确的方法同时考虑环境温度和煤中水分的影响确定防冻剂喷洒量,实现喷洒量管理的精细化;而对比例根据温度范围粗略推算喷洒量,为了避免冻结,通常给出的喷洒量较多,且没有考虑煤中水分的影响。序号2和6对比例出现冻结,主要是因为煤中水分过大,导致防止煤炭冻结的喷洒量超过了对比例通常的喷洒量范围。
综上所述,本实施例提出的一种煤炭运输防冻液喷洒量的测定方法,1)能够测定在不同环境温度下对于特定煤炭的防冻液最优喷洒量,使得煤炭运输防冻液的确定有法可依;2)可明显降低煤炭运输防冻液的喷洒量,避免防冻液的过量使用,减少资源浪费,减轻环境污染,节约成本;3)考虑了煤中水分对防冻液喷洒量的影响,与仅关注环境温度影响相比,显著提高喷洒量确定的准确性。当煤中水分含量过大时,可防止煤炭冻结;进而可以实现喷洒量的精细化管理。
实施例二
图2为根据本申请一个实施例提供的一种煤炭运输防冻液喷洒量的测定系统的结构图,如图2所示,所述系统包括:
获取模块100,用于获取煤炭运输时所用防冻液的冰点曲线拟合公式、运输环境温度和运输的煤炭量;
第一确定模块200,用于根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式确定所述煤炭中的水分因子;
第二确定模块300,用于根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式、所述水分因子、所述运输环境温度和所述运输的煤炭量确定所述防冻液的喷洒量。
在本公开实施例中,所述防冻液的冰点曲线冰点曲线拟合公式的获取过程包括:
在预设温度下向所述防冻液中加水配置各预设质量分数的稀释溶液,并测定各所述预设质量分数的稀释溶液的冰点温度;
以稀释溶液的浓度为横坐标,以稀释溶液的冰点温度为纵坐标,采用最小二乘法进行拟合,得到所述冰点曲线拟合公式;
其中,所述冰点曲线拟合公式如下:
+ b
式中,为稀释液的冰点温度,/>为第一系数,/>为稀释溶液的浓度,b为第二系数。
在本公开实施例中,所述根据所述防冻液的冰点曲线拟合公式确定所述煤炭中的水分因子,包括:
获取所述防冻液冰点温度的差值;
根据所述防冻液冰点的差值和所述防冻液的冰点曲线拟合公式中的第一系数确定所述煤炭中的水分因子。
其中,所述防冻液冰点温度的差值的获取过程包括:
获取所运输煤炭的煤样,并基于棋盘法缩分出第一预设质量的试样;
将第二预设质量的所述煤炭运输时所用防冻液加入所述第一预设质量的试样中,得到混合试样,然后将所述混合试样放入冷冻箱中静置;
取出静置后的所述混合试样并进行过滤,得到所述混合试样中的防冻液,然后测定所述混合试样中的防冻液的冰点温度;
基于所述煤炭运输时所用防冻液的冰点温度和所述混合试样中的防冻液的冰点温度确定所述防冻液冰点温度的差值;
其中,所述冷冻箱的温度范围与所述煤炭运输时的环境温度相同。
在本公开实施例中,所述煤炭中的水分因子的计算式如下:
式中,为煤炭中的水分因子,/>为防冻液冰点温度的差值。
在本公开实施例中,所述防冻液的喷洒量的计算式如下:
式中,为防冻液的喷洒量,/>为煤炭运输过程中的最低环境温度,/>为运输的煤炭量。
综上所述,本实施例提出的一种煤炭运输防冻液喷洒量的测定系统,使得防冻液喷洒量的测定方法科学准确、可操作性强,可减少煤炭运输防冻液的过量使用,实现喷洒量的精细化管理。
实施例三
为了实现上述实施例,本公开还提出一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时,实现如实施例一所述的方法。
实施例四
为了实现上述实施例,本公开还提出一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如实施例一所述的方法。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。