轉(zhuǎn)子秤在煤粉計量中的應用

　　鑒于以上特性，一個好的煤粉計量控制系統(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，受控性能好。
　　2、計量裝置靈敏度要高，抗干擾性能強，既能檢測小流量時信號的變化，又能不易受外界干擾的  影響，使短期精度和長期精度都較高，長期穩(wěn)定性要好。
　　3、計量控制范圍要寬，既能滿足開窯時用煤量較少的要求，又能滿足正常時和大煤量時的需要，可方便地大范圍改變喂煤量，而不降低計量精度。
　　4、自動化程度要高，功能強，適應現(xiàn)代化大中型水泥廠的自動控制要求。

　　針對煤粉的特性和喂煤的要求，合肥院金山科技實業(yè)公司在消化吸收國外同類產(chǎn)品先進技術(shù)的基  礎上，結(jié)合自己在煤粉流量控制應用方面的多年實踐經(jīng)驗，研制開發(fā)了新一代穩(wěn)定可靠的“SPP轉(zhuǎn)子秤煤粉計量控制系統(tǒng)”。該系統(tǒng)2002年12月通過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。設計的刀口支撐結(jié)構(gòu)，具有靈敏度高，適應高粉塵環(huán)境的特點。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，增強了系統(tǒng)的魯棒性。結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、操作簡便，對計量傾瀉性細粉物料有良好的適應性。經(jīng)國內(nèi)外多家水泥廠實際使用證明，轉(zhuǎn)子秤的計量精度為±0.5％，系統(tǒng)控制精度優(yōu)于±1.0％，能長期穩(wěn)定地運行。經(jīng)安徽省科技情報研究所國際聯(lián)機檢索和專家討論認為，系統(tǒng)的主要技術(shù)指標達到國內(nèi)領先水平，并與國際同類系統(tǒng)的先進水平相當。轉(zhuǎn)子秤煤粉計量控制系統(tǒng)的研制成功，為我國建材、冶金、電力系統(tǒng)提供了一種性能價格比高的粉體物料定量喂料和計量裝置，具有明顯的經(jīng)濟效益，可作為定型產(chǎn)品推廣應用。

　　到目前為止，SPF轉(zhuǎn)子秤煤粉計量控制系統(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、越南、緬甸等國內(nèi)外幾十家水泥廠得到應用。由于應用效果好，其中浙江虎山集團江山水泥廠，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，取得了較好的應用效果。
現(xiàn)將該系統(tǒng)的性能、原理及應用效果介紹如下：

　　1、SPF煤粉計量控制系統(tǒng)

　　1.1  SPF系統(tǒng)組成
　　SPF煤粉計量控制系統(tǒng)由煤粉稱重倉、倉重傳感器、螺旋閘門、FR粉體喂料機、金屬補償器、RWF轉(zhuǎn)子稱重喂料機、均壓倉、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
　　稱重倉中的煤粉由FR喂料機均勻穩(wěn)定地喂人RWF轉(zhuǎn)子稱重喂料機。進入RWF轉(zhuǎn)子稱重喂料機的煤粉由轉(zhuǎn)子從進料口帶至出料口并喂入螺旋輸送泵。特殊設計的機構(gòu)使得荷重傳感器能準確的測出RWF圓盤體中煤粉的重量，并輸出重量信號，該信號與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號經(jīng)控制系統(tǒng)處理運算得到煤粉的實際流量，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)煤粉的定量給料。FR喂料機的轉(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、準確運行。

　　上述過程中信號測量、運算處理、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.實現(xiàn)對煤粉連續(xù)輸送與均勻穩(wěn)定的喂料。
　　b.實現(xiàn)對煤粉流量的計量——準確測出瞬時流量、累計流量。
　　c．實現(xiàn)對煤粉的流量控制——定量給料。

　　l.4  SPF系統(tǒng)主要技術(shù)指標
　　a．轉(zhuǎn)子秤計量精度：±0.5％
　　b．系統(tǒng)控制精度：±1.0％
　　c．喂料能力：1—30 m3／h.5—70 m3／h

　　1.5  SPF系統(tǒng)的特點

　　a 系統(tǒng)設預給料和計量裝置，流程密閉，并考慮了氣流的排出通道。預給料機采用回轉(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，可通過主變頻調(diào)速改變電機轉(zhuǎn)速來實現(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，脈沖測速，密封性能好，喂料均勻，不沖料，計量精度為土0.5％。

　　c 轉(zhuǎn)子秤是直接測量轉(zhuǎn)子內(nèi)物料的質(zhì)量，它實際上是一個稱重喂料裝置，而不像粉體物料流量計間接地測量其所產(chǎn)生的反作用力。因而在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中即可測出物料的波動或填充率的變化，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)動軸在同以軸線上，因而進出料和正壓氣流所產(chǎn)生的力   都垂直的導向轉(zhuǎn)軸，不會對轉(zhuǎn)動軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，保持力的測量不受影響，所以抗干擾能力強，受外界因素影響小，有利于提高計量精度。

　　e 流量可以通過調(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    輸出的信號是穩(wěn)定的，有利于提高計量精度，因而在小流量的情況下仍能達到較高的計量精度。

　　f 系統(tǒng)的安裝形式可選用直接在料倉底懸掛安裝，也可采用地腳安裝，方便靈活。

　　g 該系統(tǒng)不僅適于計量煤粉，也適于計量粉煤灰等其它粉狀物料。

　　h PLC控制，可實現(xiàn)自動計量，定量喂料，自動去皮重，自動校正，故障報警，瞬時流量和累計流量顯示并具有完善的信號傳輸與通訊功能。

　　2、SPF—PLC控制系統(tǒng)

　　采用現(xiàn)代測量技術(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測控系統(tǒng)，在用于SPF粉體定量喂料控制系統(tǒng)時，它負責完成了對整個系統(tǒng)的信號采集、狀態(tài)判斷、誤差校正、運算處理、數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)調(diào)節(jié)、系統(tǒng)通訊、調(diào)試標定等各種任務，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的連續(xù)計量和定量給料。它可以作為高度自動化集成系統(tǒng)下的無人現(xiàn)場操作站，成為未來自動化的重要組成部分。

　　2.1  系統(tǒng)組成
　　SPF—PLC控制系統(tǒng)由系統(tǒng)主機，SPF信號處理單元，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)設定與修改
　　可在線設定給定流量、產(chǎn)量。亦可在線修改皮重、量程、補償系數(shù)、調(diào)節(jié)參數(shù)、報警限值及系統(tǒng)的機械參數(shù)等。

　　b 動態(tài)顯示窗口
　　可切換顯示瞬時流量、給定流量、累計量、荷重、轉(zhuǎn)速、皮重、瞬時AD轉(zhuǎn)換值、瞬時DA轉(zhuǎn)換值及報警狀態(tài)等幾乎所有的過程參數(shù)。還可以通過菜單動態(tài)顯示瞬時流量、荷重、轉(zhuǎn)速的趨勢圖及歷史趨勢圖

　　c 在線標定及自動校正
　　系統(tǒng)本身有稱重倉可進行在線標定。對于長期運行后系統(tǒng)中的一些參數(shù)的變化，系統(tǒng)可自動進行  校正。

　　d 通訊接口
　　SIMATICS7具有很強的通訊功能。它不僅具有PPI方式、MPI方式和自由通訊口方式，而且通過  PROFIBUS—DP擴展模塊的方法支持DP網(wǎng)絡協(xié)議。

　　2.3  系統(tǒng)特點

　　a 人機界面可操作性強
　　由于系統(tǒng)運行于工業(yè)現(xiàn)場，粉塵大，我們采用西門子公司觸摸屏面板TP27作為人機界面；
TP27采用中文環(huán)境，顯示參數(shù)多、操作直觀簡便，“一觸即發(fā)”。

　　b 系統(tǒng)可靠性高
　　轉(zhuǎn)子秤煤粉計量控制系統(tǒng)是工藝流程中關(guān)鍵設備，為保證系統(tǒng)的可靠性，我們選用德國西門子公司S1MATICS7作為系統(tǒng)主機，從而簡化了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，該機功能強大，可靠性高，能夠在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運行。   

　　c 抗于擾能力強
　　傳感器信號、控制信號等采用電流傳輸方式。

　　3、應用效果

　　3.1  經(jīng)實際應用和標定，轉(zhuǎn)秤計量精度可達±0.5%。

　　3.2  經(jīng)實際應用表明維修費用少，現(xiàn)場除更換部分密封件外，主要零部件兩年內(nèi)未見更換。

　　3.3  性能價格比高，可節(jié)約工廠投資，與國外指標相同的同類系統(tǒng)比，其設備價格每套約低50萬元左右。

　　3.4  喂煤穩(wěn)定，計量準確，對穩(wěn)定窯的熱工制度，降低煤耗，提高工廠的經(jīng)濟效益具有重要的作用。