失重秤式给料系统(简称失重秤)是一种煤粉定量给料的计量控制设备。由于系统是利用计量仓内减少量来计量物料的,近于静态称量,其计量和控制精度均可达到±0.5%；流量给定范围1～25吨/时,流量调节范围1∶10；防爆耐压10巴。系统密闭性好,不扬尘,不仅可以用于煤粉喂料,还可用来计量其它化工方面易燃、有毒的粉状物料。
煤粉流量计给料系统也是一种优良的煤粉给料计量设备。系统结构简单、密闭性好、不扬尘、计量精度±1%,给料范围1～25吨/时,流量调节范围1∶5,防爆耐压10巴。也可用于其它有毒、易燃粉状物料的喂料控制。
1 PSS型失重秤煤粉给料系统
PSS型失重秤煤粉给料系统共有三个规格,即PSS24型、PSS50型和PSS100型,最大流量分别为5吨/时、10吨/时和25吨/时。三种规格除外型尺寸不同外,基本结构没有区别。
1.1 系统组成
失重秤煤粉给料系统主要由五部分组成,即给料仓、失重仓、螺旋给料机、控制阀门和二次仪表,如图1所示。
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图1 失重秤煤粉给料系统示意图
1.手动阀；2.蝶阀；3.软连接头；4.搅拌器；5.直流电机；6.出料绞刀：7.分格轮；8.称重传感器
1)给料仓
给料仓为圆筒形仓,下部呈漏斗状,可以装数小时的给料量。
在仓的上部装有两台料位计,下部设有一台料位计,用来控制进料。料位计可以选用音叉式或阻旋式料位计。当物料面降到下限时,下限料位计发出进料信号,起动进料设备,开始向给料仓装料；当料面达到上限时,上限料位计发出停止进料信号,如果超过上限而达到超上限料位时,超上限料位计立即发出报警信号,并切断进料设备控制回路。
在仓的下部有圆环状的压缩空气管道,在管道上装有喷嘴,用来松动物料。管道和喷嘴的数量随流量大小而定。
在给料仓的圆顶上有进料口和收尘口。
2)失重仓和螺旋给料机
失重仓的机械结构如图2所示。上部进料口有手动阀、蝶阀和金属软连接头与给料仓相连；在仓的上部还有收尘器。在仓的下部有两套搅拌器,由交流电动机拖动,用来松动物料使出料通畅。
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图2 失重仓
失重仓由三台称重传感器支撑。由于所承重量不仅包括物料和仓重,还包括出料的螺旋给料机,因而三台称重传感器不是等距离分布,而是两台靠近螺旋输送机出口侧的距离较小。
出料螺旋给料机装在失重仓底部,由直流电机拖动。螺旋输送机的下料口连接手动阀、金属软连接头,再接锁风用分格轮给料机,接到输送管道。在下料口上部也装有收尘器,并由管道与收尘器相连。
3)控制部件
系统的控制部分主要是管道阀门和二次仪表。
图1中阀门S1、S2和S4为压缩空气控制阀门,S3和S5为排气阀门。这些阀门均由二次仪表按工作状况自动控制。
系统的电控部分包括FCO452型微机控制器、联锁接口FSK53、调速装置和电气开关元件等。
FCO452型微机控制器的原理框图如图3所示。基本硬件除模数转换卡与FCO421型不同外,其它插件、机箱与FCO421型基本相同。主要功能包括重量测量、数据处理、流量调节、控制、通讯和显示,此外还有几项特别功能。
1.2 失重秤工作原理
失重秤的工作由失重仓中的料重控制,是间歇装料连续给料的方式。图4所示为工作过程曲线。
图4中A点为设定的下限控制点,E点为上限控制点,即分别为图3中的Gmin和Gmax。当失重仓内物料重减少到A点时,控制器发出装料指令,压缩空气阀门打开,打开蝶阀,同时打开排气阀,由给料仓快速向失重仓加料；当仓中料重达到D点时,控制器发出停止装料指令,到E点蝶阀完全关闭,压缩空气阀门和排气阀门相继关闭。从E点到F点为粉尘沉降时间。在A点～F点的时间里,出料螺旋给料机以固定速度运行,即容积式喂料,其流量等于装料前的流量。
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图3 FCO452型微机控制器原理框图
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图4 失重秤工作过程曲线
从F点到A点,系统是称重给料。微机控制器根据称重传感器送来的重量信号,每0.1秒处理一次数据,作一次微分运算求出瞬时流量dG/dt,并将其与设定值比较,调节出料螺旋给料机速度,使流量等于给定值。
装料时间大约为15秒左右,重量给料时间最少为3分钟。工作过程就是装料和重量式给料到设定料重下限值为一周期,周而复始。由于装料时间极短,因而容积式喂料产生的误差极小。
由于失重秤是准静态计量,由仓内物料减少量计算流量,因而其计量精度和控制精度均为±0.5%。
1.3此之外 FCO452型微机控制器的主要功能
FCO452型微机控制器除上述功能外,还有通讯和显示功能。
微机控制器与上位机通讯可通过RS423串行接口,由上位机控制运行和给料设定。也可以由模拟接口传输给定信号,输出仓中料重、流量等信息,信号为4(0)～20毫安。同时,还可以输出秤运行状态信号,输入联锁信号。
微机控制器的面板上有两行显示器,根据按键操作可以显示不同内容,如流量、仓内料重、累积量和系统运行方式。
此外,还有下述功能：
准备程序 是微机控制器自动处理程序,自动确定专用数据和变换系数。
起动程序 在失重秤开始运行时,为使各环节正常工作而有一段容积喂料时间。
校正程序 在工作中自动校正模拟电路产生的温漂。
极限值处理 当给料量的设定极限值和偏差超过时,可根据设定报警级别发出相应报警信号。
批量控制 根据需要设定一累积值,当物料给料达到累积量时,停止给料。
平均值显示对流量、流量偏差等,可根据时间设定,显示0.5～60秒内的平均值。
2 FLK型煤粉流量给料系统
FLK型煤粉流量给料系统主要有给料仓、给料用螺旋给料机和溜槽式流量计三大部分。系统示意图如图5所示。
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图5 煤粉流量计喂料系统示意图
1.给料仓；2.松动装置的拖动电机；3.螺旋给料机；4.收尘器；5.手动阀；6.煤粉流量计；7.分格轮给料机；8.风机；9.均压管
煤粉给料仓能容纳半小时的给料量。为了使出料通畅,除在仓底加松动装置外,仓下部的锥体角要小,同时在锥体这部分要加特殊衬里。仓下部的螺旋给料机决定了每小时的给料量。按流量计规格,有5、10和25吨/时三种规格。在螺旋给料出口的上部有收尘器。
溜槽式煤粉流量计的机械结构如图6所示。与DLM型的区别是,导料槽与壳体结构、外形不同；再者称量框架也不同,测量的是水平分力。
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图6 煤粉流量计结构示意图
从图6可以看出,测量溜槽固定在称量框架上,称量框架由吊装簧片悬吊在固定框架上。由于簧片抑制了铅直方向的力,称重传感器检测的是水平分力。这样就避免了物料粘附在溜槽上而产生的偏差。
溜槽流量计下部接锁风分格轮给料机。
系统防爆耐压10巴,系统计量精度±1%。
煤粉流量计给料系统的二次仪表由FCO431型微机控制器、联锁接口FSKf2和电气开关件,以及直流调速等组成。其功能与DLD型流量给料系统的仪表相同。
3 失重秤和煤粉流量计给料系统比较
失重秤和煤粉流量计给料系统都是煤粉喂料的优良设备,都有密闭性好、不扬尘、坚固、安全防爆和运行稳定等优点,二者比较见下表。
失重秤和煤粉流量计比较
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合肥水泥研究设计院 吴中德
