DE102012216162A1

DE102012216162A1 - Schüttgutüberwachungseinrichtung

Info

Publication number: DE102012216162A1
Application number: DE201210216162
Authority: DE
Inventors: Andreas Rathgeb; Leif Wiebking
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2013-10-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schüttgutüberwachungseinrichtung, insbesondere für die Überwachung von auf einer Schüttguthalde (H) gelagerten Brennstoffen (B) für ein Kraftwerk, mit einer zentralen Steuervorrichtung (L) und zumindest einer Drohne (D), die sich entsprechend einer von der Steuervorrichtung (L) festgelegten Flugroute (R) über die Schüttguthalde (H) bewegt und die eine Schüttgutvolumenmessvorrichtung aufweist, wobei die Drohne (D) zudem eine Schüttgutqualitätsmessvorrichtung (M) zum kontinuierlichen Bestimmen der Schüttgutqualität aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schüttgutüberwachungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Schüttgüter, wie beispielsweise Kohle als Brennstoff für Kraftwerke aber auch Chemikalien für Industrieanlagen, werden oft in großen Mengen auf offenen Schüttguthalden gelagert.
Der Wirkungsgrad von Kraftwerken ist dabei abhängig von einer gleichmäßigen Temperatur im Brennraum. Um eine möglichst gleichmäßige Temperatur zu erreichen, darf der Brennstoff nur geringen Schwankungen unterliegen und sollte daher eine möglichst gleichmäßige Zusammensetzung in allen Brennern des Brennraums aufweisen.
Eine Volumenüberwachungseinrichtung für Schüttguthalden ist aus der DE 20 2004 015 604 U1 bekannt. Feste Brennstoffe, wie z.B. Kohle, werden Untertage oder im Tagebau abgebaut und als Schüttgut zum Kraftwerk transportiert und dort bevorratet. Die Beschickung der Tagesbunker erfolgt dann über einen Umschlag der Schüttgüter über diese Schüttguthalden, die abhängig von der Entfernung zum Brennstoffraum entsprechend große Brennstoffpuffer bilden. Die für den kontinuierlichen Betrieb des Kraftwerks optimale Entnahme von Brennstoff erfolgt hier unter Berücksichtigung des gelagerten Brennstoffvolumens und ggf. dessen Brennstoffqualität.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Schüttgutüberwachungseinrichtung bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird mit der Schüttgutüberwachungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass die Schüttgutüberwachungseinrichtung, insbesondere für die Überwachung von auf einer Schüttguthalde gelagerten Brennstoffen für ein Kraftwerk, mit einer zentralen Steuervorrichtung und zumindest einer Drohne, die sich entsprechend einer von der Steuervorrichtung festgelegten Flugroute über die Schüttguthalde bewegt, neben einer Schüttgutvolumenmessvorrichtung zudem eine Schüttgutqualitätsmessvorrichtung zum kontinuierlichen Bestimmen der Schüttgutqualität aufweist, kann eine zeitlich und örtlich optimierte Entnahme von Schüttgut aus der Halde unter Berücksichtigung der Schüttgutstoffqualität, insbesondere der Brennstoffzusammensetzung, -feuchte, -heizwert oder -körnung erfolgen. Gerade bei Kraftwerken mit Brennstoff als Schüttgut kann so zu jedem Zeitpunkt ein gleichmäßiges Feuerungsverhalten im Brennraum sichergestellt werden.
Vorzugsweise weisen die Steuervorrichtung und die zumindest eine Drohne eine Kommunikationsvorrichtung zur drahtlosen Kommunikation auf, so dass die Drohne sich möglichst frei und ungehindert auf beliebigen Routen über die Schüttguthalde bewegen kann. Die zumindest eine Drohne kann so in regelmäßigen Zeitabständen die beispielsweise von einem Leitsystem des Kraftswerks vorgegebene Route abfliegen und zeitlich und ortsabhängig das Brennstoffvolumen und die Brennstoffqualität aufnehmen. Sind mehrere Drohnen vorgesehen, sollten diese jeweils über einen Kollisionsschutz verfügen.
Weist die zumindest eine Drohne zudem eine Vorrichtung zur Ortsbestimmung (z.B. ein GPS System) und/oder zur Höhenbestimmung (z.B. eine barometrische Höhenmessung und/oder Bodenabstandsmessung) auf, kann die kontinuierliche Schüttgutmessung auch ortsaufgelöst ausgewertet werden. Somit kann zu jedem Zeitpunkt Schüttgut immer an dem Ort der Schüttguthalde entnommen werden, an dem das Schüttgut zu diesem Zeitpunkt die optimalen Brennstoffeigenschaften aufweist. Weist die zumindest eine Drohne zudem eine Bildaufnahmevorrichtung auf, kann diese ortsaufgelöste Auswertung zudem noch durch im Leitsystem darstellbare und archivierbare Videoaufnahmen oder Einzelbilder ergänzt werden. Zudem können mit einer solchen Bildaufnahmevorrichtung ortsaufgelöste Höhenprofile und Flächenausdehnung des Schüttgutes ermittelt werden.
Umfasst die Schüttgutqualitätsmessvorrichtung ein berührungsloses Messsystem, insbesondere ein Mikrowellenmesssystem, kann die Drohne immer über der Schüttguthalde schweben ohne dass es zu einem Kontakt mit dem Schüttgut kommt. Mechanische Konstruktionen an der Drohne zur Probeentnahme und Verschmutzungen an der Drohne können so vermieden werden.
Umfasst die Schüttgutqualitätsmessvorrichtung dagegen einen Probenehmer zum Einsammmeln einer Anzahl von Proben, kann Schüttgut gezielt von mehreren Orten der Schüttguthalde gesammelt und dann gebündelt zu einer Auswerteeinrichtung, beispielsweise einem zentralen Labor, gebracht und dort analysiert und zusammen mit den jeweiligen von der Drohne registrierten Messorten zentral ausgewertet werden. So können diese Ergebnisse einem Leitsystem des Kraftwerks zur gezielten Steuerung der lokalen Entnahme von Brennstoff bereit gestellt werden.
Die Erfindung soll nun anhand der nachfolgenden Figuren beispielhaft erläutert werden. Es zeigen:
1 schematisch eine Routenführung einer Drohne der erfindungsgemäßen Schüttgutüberwachungseinrichtung,
2 schematisch eine mögliche Ausbildung einer Drohne,
3 schematisch ein Probenehmer der Drohne.
Das in 1 gezeigte Lager weist eine Schüttguthalde H mit einem Brennstoff als Schüttgut B auf. Zur Überwachung der Schüttgutmenge und der Schüttgutqualität ist nun erfindungsgemäß zumindest eine Drohne D vorgesehen, die sich in zuvor bestimmten Bahnen R über die Schüttguthalde H bewegt. Dadurch, dass die zumindest eine Drohne D über der Schüttguthalde H schwebt, ist sie in ihrer Bewegungsfreiheit nicht eingeschränkt und kann so mittels der Steuervorrichtung L beliebig über die Schüttguthalde H gesteuert werden. Dazu kommunizieren die zumindest eine Drohne D und die Steuervorrichtung L im vorliegenden Beispiel über eine Kommunikationseinrichtung K drahtlos miteinander und können so Daten zur Steuerung der Drohnen miteinander austauschen. Die in 1 dargestellte einzige Drohne D weist erfindungsgemäß – wie in 2 angedeutet und in 3 näher gezeigt – eine Schüttgutqualitätsmessvorrichtung M in Form eines Probenehmers auf. Dieser Probenehmer weist einen Sauger 10, einen Saugrüssel 20, sowie eine Anzahl von Behältern 30 zur Aufnahme von einzelnen Proben P1, P2, usw. auf. Mit diesem Probenehmer können Proben des Schüttgutes B an verschieden Orten der Schüttguthalde H und/oder zu unterschiedlichen Zeiten von der Drohne D eingesammelt und dann beispielsweise einem Labor zur weiteren Auswertung zugeführt werden. Die Ergebnisse mit örtlicher und/oder zeitlicher Auflösung können so anschließend in einem zentralen Leitsystem des Kraftwerks ausgewertet und anhand dieser Messergebnisse die Schüttguthalde H gezielt entladen werden. So kann gerade bei einem Kraftwerk erreicht werden, dass dem Brennraum immer die gewünschte Brennstoffmenge und -qualität bereitgestellt wird und so eine gleichmäßige Verbrennung erreicht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202004015604 U1 [0004]

Claims

Schüttgutüberwachungseinrichtung, insbesondere für die Überwachung von auf einer Schüttguthalde (H) gelagerten Brennstoffen (B) für ein Kraftwerk, mit einer zentralen Steuervorrichtung (L) und zumindest einer Drohne (D), die sich entsprechend einer von der Steuervorrichtung (L) festgelegten Flugroute (R) über die Schüttguthalde (H) bewegt und die eine Schüttgutvolumenmessvorrichtung aufweist dadurch gekennzeichnet, dass die Drohne (D) zudem eine Schüttgutqualitätsmessvorrichtung (M) zum kontinuierlichen Bestimmen der Schüttgutqualität aufweist.
Schüttgutüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (L) und die zumindest eine Drohne (D) eine Kommunikationsvorrichtung (K) zur drahtlosen Kommunikation aufweisen.
Schüttgutüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Drohne (D) eine Vorrichtung zur Ortsbestimmung und/oder Höhenbestimmung aufweist.
Schüttgutüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttgutqualitätsmessvorrichtung (M) ein berührungsloses Messsystem, insbesondere ein Mikrowellenmesssystem umfasst.
Schüttgutüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttgutqualitätsmessvorrichtung (M) einen Probenehmer (P) zum Einsammeln einer Anzahl von Proben (P1, P2) umfasst.