轉(zhuǎn)子秤在煤粉計(jì)量中的應(yīng)用

　　回轉(zhuǎn)窯和分解爐的喂煤對(duì)于水泥廠的燒成系統(tǒng)至關(guān)重要。喂煤量不穩(wěn)定，可造成預(yù)熱器結(jié)皮、堵塞，甚至造成停窯事故，直接影響窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率和臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，進(jìn)而影響工廠的經(jīng)濟(jì)效益。
　　煤粉流動(dòng)性好，尤其在充氣的情況下，具有流態(tài)化性能，但若水分含量高，或積壓存放時(shí)間較長(zhǎng)，又可能出現(xiàn)粘結(jié)，因而煤粉不僅會(huì)涌料而且會(huì)棚倉(cāng)，十分難于控制。另外，煤粉容重小，在相同體積下重量輕，因而在小流量的情況下，可檢測(cè)到的重量信號(hào)往往較小，給準(zhǔn)確計(jì)量帶來(lái)困難。
　　鑒于以上特性，一個(gè)好的煤粉計(jì)量控制系統(tǒng)必須具備以下功能：
　　1．喂煤均勻，密封性好，可靠，既能防止沖煤，又能防止煤粉棚倉(cāng)，受控性能好。
　　2．計(jì)量裝置靈敏度要高，抗干擾性能強(qiáng)，既能檢測(cè)小流量時(shí)信號(hào)的變化，又能不易受外界干擾的影響，使短期精度和長(zhǎng)期精度都較高，長(zhǎng)期穩(wěn)定性要好。
　　3．計(jì)量控制范圍要寬，既能滿足開(kāi)窯時(shí)用煤量較少的要求，又能滿足正常時(shí)和大煤量時(shí)的需要，可方便地大范圍改變喂煤量，而不降低計(jì)量精度。
　　4．自動(dòng)化程度要高，功能強(qiáng)，適應(yīng)現(xiàn)代化大中型水泥廠的自動(dòng)控制要求。
　　針對(duì)煤粉的特性和喂煤的要求，合肥院金山科技實(shí)業(yè)公司在消化吸收國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己在煤粉流量控制應(yīng)用方面的多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研制開(kāi)發(fā)了新一代穩(wěn)定可靠的“SPF轉(zhuǎn)子秤煤粉計(jì)量控制系統(tǒng)”。該系統(tǒng)2002年12月通過(guò)安徽省科技廳主持的專家技術(shù)鑒定，鑒定結(jié)論為：轉(zhuǎn)子秤煤粉計(jì)量控制系統(tǒng)采用多層多分格式結(jié)構(gòu)，密封性能好，可有效地防止煤粉沖料、喂煤穩(wěn)定。設(shè)計(jì)的刀口支撐結(jié)構(gòu)，具有靈敏度高，適應(yīng)高粉塵環(huán)境的特點(diǎn)。系統(tǒng)軟件采用雙回路前饋調(diào)節(jié)、有效地抑制了系統(tǒng)的擾動(dòng)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性。結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便，對(duì)計(jì)量?jī)A瀉性細(xì)粉物料有良好的適應(yīng)性。經(jīng)國(guó)內(nèi)外多家水泥廠實(shí)際使用證明，轉(zhuǎn)子秤的計(jì)量精度為±0．5％，系統(tǒng)控制精度優(yōu)于±1．0％，能長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行。經(jīng)安徽省科技情報(bào)研究所國(guó)際聯(lián)機(jī)檢索和專家討論認(rèn)為，系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，并與國(guó)際同類系統(tǒng)的先進(jìn)水平相當(dāng)。轉(zhuǎn)子秤煤粉計(jì)量控制系統(tǒng)的研制成功，為我國(guó)建材、冶金、電力系統(tǒng)提供了一種性能價(jià)格比高的粉體物料定量喂料和計(jì)量裝置，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，可作為定型產(chǎn)品推廣應(yīng)用。
　　到目前為止，SPF轉(zhuǎn)子秤煤粉計(jì)量控制系統(tǒng)已在黑龍江、遼寧、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙、山西、北京、天津、陜西、河南、山東、安徽、江蘇、浙江、福建、廣東、云南、貴州、泰國(guó)、越南、緬甸等國(guó)內(nèi)外幾十家水泥廠得到應(yīng)用。由于應(yīng)用效果好，其中浙江虎山集團(tuán)江山水泥廠，陜西歧星水泥廠先后各采用6套，蘭州窯街水泥廠先后共采用4套，取得了較好的應(yīng)用效果?，F(xiàn)將該系統(tǒng)的性能、原理及應(yīng)用效果介紹如下：
SPF煤粉計(jì)量控制系統(tǒng)
1 SPF系統(tǒng)組成
　　SPF煤粉計(jì)量控制系統(tǒng)由煤粉稱重倉(cāng)、倉(cāng)重傳感器、螺旋閘門、FR粉體喂料機(jī)、金屬補(bǔ)償器、RWF轉(zhuǎn)子稱重喂料機(jī)、均壓倉(cāng)、螺旋輸送泵和SPF—PLC控制系統(tǒng)組成，如圖。
1．2 SPF系統(tǒng)工作原理
　　稱重倉(cāng)中的煤粉由FR喂料機(jī)均勻穩(wěn)定地喂入RWF轉(zhuǎn)子稱重喂料機(jī)。進(jìn)入RWF轉(zhuǎn)子稱重喂料機(jī)的煤粉由轉(zhuǎn)子從進(jìn)料口帶至出料口并喂入螺旋輸送泵。特殊設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)使得荷重傳感器能準(zhǔn)確的測(cè)出RWF圓盤體中煤粉的重量，并輸出重量信號(hào)，該信號(hào)與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)控制系統(tǒng)處理運(yùn)算得到煤粉的實(shí)際流量，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)煤粉的定量給料。FR喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速跟蹤RWF轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速同步調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行。
上述過(guò)程中信號(hào)測(cè)量、運(yùn)算處理、控制調(diào)節(jié)等，均由SPF—PLC控制系統(tǒng)完成。
1．3 SPF系統(tǒng)主要功能
　　a．實(shí)現(xiàn)對(duì)煤粉連續(xù)輸送與均勻穩(wěn)定的喂料。
　　b．實(shí)現(xiàn)對(duì)煤粉流量的計(jì)量——準(zhǔn)確測(cè)出瞬時(shí)流量、累計(jì)流量。
　　c．實(shí)現(xiàn)對(duì)煤粉的流量控制一—定量給料。
1．4 SPF系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)
　　a。轉(zhuǎn)子秤計(jì)量精度：±0．5％
　　b．系統(tǒng)控制精度：±1．0％
　　c．喂料能力：1—30m3／h，5—70m3／h
1．5 SPF系統(tǒng)的特點(diǎn)
　　a．系統(tǒng)設(shè)預(yù)給料和計(jì)量裝置，流程密閉，并考慮了氣流的排出通道。預(yù)給料機(jī)采用回轉(zhuǎn)型、多分格、帶攪拌、多層式結(jié)構(gòu)，可有效地消除倉(cāng)壓的影響，防止沖料；攪拌裝置可防止物料架橋、堵塞，使物料始終處于松散狀態(tài)，保持一定密度；多分格結(jié)構(gòu)保證喂料均勻，受控性好。喂料量的大小，可通過(guò)主變頻調(diào)速改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，并與轉(zhuǎn)子秤同步調(diào)節(jié)。
　　b．煤粉轉(zhuǎn)子秤采用刀口支承、輪輻式轉(zhuǎn)子，靈敏度高，物料自由下落工作方式，變頻調(diào)速，脈沖測(cè)速，密封性能好，喂料均勻，不沖料，計(jì)量精度為±0．5％。
　　c．轉(zhuǎn)子秤是直接測(cè)量轉(zhuǎn)子內(nèi)物料的質(zhì)量，它實(shí)際上是一個(gè)稱重喂料裝置，而不像粉體物料流量計(jì)間接地測(cè)量其所產(chǎn)生的反作用力。因而在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中即可測(cè)出物料的波動(dòng)或填充率的變化，并能在喂入工藝線之前加以校正，所以短期精度和長(zhǎng)期精度都較高。
　　d．出料口采用柔性連接并與轉(zhuǎn)子秤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在同以軸線上，因而進(jìn)出料和正壓氣流所產(chǎn)生的力都垂直的導(dǎo)向轉(zhuǎn)軸，不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，保持力的測(cè)量不受影響，所以抗干擾能力強(qiáng)，受外界因素影響小，有利于提高計(jì)量精度。
　　e．流量可以通過(guò)調(diào)速在1：10的范圍內(nèi)變化，流量調(diào)節(jié)范圍寬。在流量變化的情況下稱重傳感器輸出的信號(hào)是穩(wěn)定的，有利于提高計(jì)量精度，因而在小流量的情況下仍能達(dá)到較高的計(jì)量精度。
　　f．系統(tǒng)的安裝形式可選用直接在料倉(cāng)底懸掛安裝，也可采用地腳安裝，方便靈活。
　　g．該系統(tǒng)不僅適于計(jì)量煤粉，也適于計(jì)量粉煤灰等其它粉狀物料。
　　h．PLC控制，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量，定量喂料，自動(dòng)去皮重，自動(dòng)校正，故障報(bào)警，瞬時(shí)流量和累計(jì)流量顯示并具有完善的信號(hào)傳輸與通訊功能。
2 SPF—PLC控制系統(tǒng)
　　采用現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)、控制技術(shù)與微處理器技術(shù)相結(jié)合的新一代高可靠的PLC測(cè)控系統(tǒng)，在用于SPF粉體定量喂料控制系統(tǒng)時(shí)，它負(fù)責(zé)完成了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)采集、狀態(tài)判斷、誤差校正、運(yùn)算處理、數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)調(diào)節(jié)、系統(tǒng)通訊、調(diào)試標(biāo)定等各種任務(wù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)計(jì)量和定量給料。它可以作為高度自動(dòng)化集成系統(tǒng)下的無(wú)人現(xiàn)場(chǎng)操作站，成為未來(lái)自動(dòng)化的重要組成部分。
2．1 系統(tǒng)組成
　　SPF—PLC控制系統(tǒng)由系統(tǒng)主機(jī)，SPF信號(hào)處理單元，速度調(diào)節(jié)單元，系統(tǒng)執(zhí)行單元及系統(tǒng)應(yīng)用軟件等部分組成。其主要部分被集成在控制盤(柜)內(nèi)。
2．2 系統(tǒng)功能
　　a．系統(tǒng)設(shè)定與修改
　　可在線設(shè)定給定流量、產(chǎn)量。亦可在線修改皮重、量程、補(bǔ)償系數(shù)、調(diào)節(jié)參數(shù)、報(bào)警限值及系統(tǒng)的機(jī)械參數(shù)等。
　　b。動(dòng)態(tài)顯示窗口
　　可切換顯示瞬時(shí)流量、給定流量、累計(jì)量、荷重、轉(zhuǎn)速、皮重、瞬時(shí)AD轉(zhuǎn)換值、瞬時(shí)DA轉(zhuǎn)換值及報(bào)警狀態(tài)等幾乎所有的過(guò)程參數(shù)。還可以通過(guò)菜單動(dòng)態(tài)顯示瞬時(shí)流量、荷重、轉(zhuǎn)速的趨勢(shì)圖及歷史趨勢(shì)圖
　　c．在線標(biāo)定及自動(dòng)校正
　　系統(tǒng)本身有稱重倉(cāng)可進(jìn)行在線標(biāo)定。對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)行后系統(tǒng)中的一些參數(shù)的變化，系統(tǒng)可自動(dòng)進(jìn)行校正。
d．通訊接口
　　SIMATICS7具有很強(qiáng)的通訊功能。它不僅具有PPI方式、MPI方式和自由通訊口方式，而且通過(guò)PROFIBUS—DP擴(kuò)展模塊的方法支持DP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
2．3 系統(tǒng)特點(diǎn)
　　a．人機(jī)界面可操作性強(qiáng)
　　由于系統(tǒng)運(yùn)行于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，粉塵大，我們采用西門子公司觸摸屏面板TP27作為人機(jī)界面；
　　TP27采用中文環(huán)境，顯示參數(shù)多、操作直觀簡(jiǎn)便，“一觸即發(fā)”。
　　b．系統(tǒng)可靠性高
　　轉(zhuǎn)子秤煤粉計(jì)量控制系統(tǒng)是工藝流程中關(guān)鍵設(shè)備，為保證系統(tǒng)的可靠性，我們選用德國(guó)西門子公司SIMATICS7作為系統(tǒng)主機(jī)，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，該機(jī)功能強(qiáng)大，可靠性高，能夠在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。
　　c．抗干擾能力強(qiáng)
　　傳感器信號(hào)、控制信號(hào)等采用電流傳輸方式。
3應(yīng)用效果
3．1 經(jīng)實(shí)際應(yīng)用和標(biāo)定，轉(zhuǎn)子秤計(jì)量精度可達(dá)±0．5％。
3．2 經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明維修費(fèi)用少，現(xiàn)場(chǎng)除更換部分密封件外，主要零部件兩年內(nèi)未見(jiàn)更換。
3．3 性能價(jià)格比高，可節(jié)約工廠投資，與國(guó)外指標(biāo)相同的同類系統(tǒng)比，其設(shè)備價(jià)格每套約低50萬(wàn)元左右。
3．4 喂煤穩(wěn)定，計(jì)量準(zhǔn)確，對(duì)穩(wěn)定窯的熱工制度，降低煤耗，提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。