国产转子秤在煤粉喂料计量中的应用

煤粉计量是水泥生产中的一项难题，国产设备尤其难以做好。我公司1000t/d熟料的3号窑湿磨干烧水泥生产线，在1999年6月新建时采用了合肥院研制生产的SPF粉体定量喂料控制系统(简称转子秤系统)，作为窑头和分解炉喂料计量设备。经过1年多的生产运行，效果较好。

1　系统结构特点

系统工艺结构如图1所示。
　　




图1　转子秤喂煤系统工艺结构

其主要由FR粉体喂料机、RWF转子称重喂料机(转子秤)、锁风装置及电气控制部分组成。电气控制部分原理图见图2，由现场测速开关、荷重传感器、变频调速器、PLC和显示触摸屏等构成。
　　




图2　转子秤电气控制示意


2　系统工作原理

　　煤粉进入煤粉仓，通过3个仓重荷重传感器检测来稳定仓的料位，从而起到稳流的作用。煤粉经稳流后再由FR喂料机均匀稳定地喂入RWF转子秤。进入RWF转子秤的煤粉由转子从进料口带至出料口，并喂入下级设备。水平旋转天平式的转子秤结构使得荷重传感器能精确地测出RWF圆盘体中的煤粉重量。并由信号处理单元SPU进行采集放大—转换，然后传输至PLC的模拟量输入口中。系统通过接近开关检测转子秤的速度信号，送入PLC的数字量输入口中，两者信号经PLC处理运算得到煤粉的实际流量。FR喂料机的转速跟踪RWF转子秤的转速，使其同步调节。锁风装置的特殊设计保证了该系统能稳定地喂料，准确地计量。

3　系统标定

　　标定是计量设备保证精度的有效手段。由于煤粉计量的对象是一种粉体颗粒与流动气体混合的介质，其计量精度受到设备自身状况、系统中气流气压情况、煤粉水分和细度等诸多因素影响。
　　
虽然实物标定能提供计量设备的实际计量精度，但煤粉通过该系统喂出后难以进行精确地收集，所以无法进行真正意义上的实物标定。但该系统设计了1种相对可用的模拟实物标定程序:通过相对静态的煤粉仓煤粉减少量来标定动态的转子秤的精度。经过几次这样的标定得知其误差<3%，标定数据见表1。

4　应用情况

　　经试生产调试，窑头煤粉喂料量能稳定地运行在0～3t/h上；分解炉煤粉喂料量能运行在0～5t/h上，但在≤3.5t/h时稳定，3.5～4t/h时不是很稳定，>4t/h时不稳定。这是因为随着喂煤量的增加，送至分解炉煤管的管阻也逐步增大，图1A处负压逐渐失去，喂煤也就变得不稳定了，见图3。表2为正常喂煤时的1组数据(间隔5min)。
　　




　图3　煤粉流量历史趋势图

5　安装调试经验

1)窑头SPF系统至窑头三通道喷煤管的距离较近，因锁风装置采用拔哨管式结构，图1C处能形成负压，且原设计分格轮能力偏小，所以将B处分格轮转子芯抽走，喂煤能力反而可以增加。而分解炉秤的分格轮重新设计制造，予以更换。
　　
2)稳定喂料关键在于A处能否形成负压，这可通过该处的软连接(帆布)形状看出。通过调整抽风阀门D来调整系统有关部位合适的负压。但是负压也不能太大，否则，煤粉易被吸走，也会影响计量精度。
　　
3)煤粉仓里必须保证有一定数量的煤粉，要求>10t为佳(贮存能力为15t)，实践证明当仓里煤粉量<5t时，系统会变得不稳定。
4)公司原煤水分高，煤粉制备能力差，水分仅能保证<2%，免强满足要求。实践证明，水分>3%时将影响流动性，容易引起局部起拱阻塞。因此保证煤粉水分≤1%非常重要。
　　
5)荷重传感器原设计用20kg，易被损坏。后改为50kg，情况就大为改观。因此传感器的选型要合理。
　　
6)测速装置的齿轮形状如图4a；若如图4b，接近开关所测数据会有误差。