科里奧利煤粉定量給料秤的原理及實(shí)際應(yīng)用

       一 測(cè)量科里奧利力，原理先進(jìn)

　　科里奧利煤粉定量給料秤的核心部分是一個(gè)測(cè)量輪，由主軸驅(qū)動(dòng)。被測(cè)物料由測(cè)量輪中央進(jìn)入，從旋轉(zhuǎn)著的測(cè)量輪甩出。物料便對(duì)測(cè)量輪的葉片產(chǎn)生一個(gè)力，這個(gè)力就是科里奧利力。而該力的大小和物料的質(zhì)量成正比，測(cè)出該力的大小就可得出物料的流量。在科里奧利粉體質(zhì)量流量計(jì)中，被測(cè)的是測(cè)量輪的驅(qū)動(dòng)軸的扭矩。由于測(cè)量輪的半徑是固定的，測(cè)出扭矩便得到了科里奧利力，同時(shí)間接得到了物料的瞬時(shí)流量。物料微粒和測(cè)量盤之間的摩擦和不同速度的物料層之間的摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響，保證了系統(tǒng)的精度。

　　力矩計(jì)算公式：M = m·ω·R² 。

　　式中：M 為力矩，ω為測(cè)量盤的角速度，R為測(cè)量盤的半徑。

　　科里奧利力計(jì)算公式為：Fd  = 2·m·(V x ω)

　　式中：Fd為科氏力，ω為測(cè)量盤的角速度，V為物料被甩出測(cè)量盤時(shí)的速度。

　　實(shí)時(shí)流量 I： I = m x V

　　對(duì)流量進(jìn)行時(shí)間的積分便是所下的物料量Z：Z = I x t

　　式中：z 為累計(jì)值；t 為積分時(shí)間。

　　利用“科里奧利”力來測(cè)量流量，測(cè)的是瞬時(shí)料量的扭矩，由此測(cè)出實(shí)際的瞬時(shí)流量。

　　二 結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)

　　科里奧利煤粉定量給料秤在實(shí)現(xiàn)粉體物料高精度連續(xù)計(jì)量的同時(shí)，具有無粉塵污染，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，由于機(jī)殼外部無任何元件，因此不受如風(fēng)力、振動(dòng)或任何其它干擾力影響。具有以下特點(diǎn)：

　　◆科里奧利煤粉定量給料秤計(jì)量精度≤±0.5%

　　◆科里奧利煤粉定量給料秤采用科里奧利力原理，得出物料的瞬時(shí)質(zhì)量流量。因科里奧利力只與測(cè)量輪尺寸有關(guān)，外部的不良因素（風(fēng)壓、落料、振動(dòng)等）不會(huì)對(duì)科里奧利粉體質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量產(chǎn)生影響，有效的保證了計(jì)量精度的精準(zhǔn)性。

　　◆科里奧利煤粉定量給料秤采用齒輪傳力機(jī)構(gòu)，內(nèi)部采用氣密封， 保證了零點(diǎn)穩(wěn)定，將零點(diǎn)對(duì)計(jì)量的影響降到最低。

　　◆ 科里奧利煤粉定量給料秤采用C3精度等級(jí)的稱重傳感器。

　　◆ 科里奧利煤粉定量給料秤計(jì)采用SEW驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

　　三 科里奧利煤粉定量給料秤使用效果

　　1料氣比高。

　　科里奧利煤粉定量給料秤輸送煤粉的料氣比可以達(dá)到4~5kg/m³。高出其他轉(zhuǎn)子稱接近一倍。大大減少輸送煤粉的風(fēng)量，降低羅茨風(fēng)機(jī)能耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)在不同生產(chǎn)線上可降低羅茨風(fēng)機(jī)功率約5~50kw。

　　2降低一次風(fēng)量。

　　燃燒器送煤風(fēng)量與一次風(fēng)機(jī)送風(fēng)量有一定比例關(guān)系，大約為1:1.67。減少送煤風(fēng)量也減少了一次風(fēng)機(jī)送風(fēng)量，實(shí)際上就是減少冷空氣的送入量。在工藝上送煤風(fēng)也需要被加熱到物料同等的溫度（約1000℃），1Nm3冷風(fēng)被加熱到熱風(fēng)所需熱量為1300KJ。

　　采用科里奧利煤粉定量給料秤一條5000t/d生產(chǎn)線，每日可減少56000Nm³的一次風(fēng)量，如果按一年計(jì)算，可以節(jié)約60萬元原煤。

　　3 窯內(nèi)廢氣生成量減少 ,窯尾廢棄熱損失降低。

　　一次風(fēng)減少，窯內(nèi)的廢氣生成量減少，窯尾排出的廢氣熱損失減少。

　　4增加煤粉的燃燒速率。

　　一次風(fēng)是環(huán)境常溫風(fēng)，一次風(fēng)的減少，勢(shì)必會(huì)增加二次風(fēng)的卷吸能力，同時(shí)是返混的熱煙氣更加容易混合到火焰的射流中，從而使煤粉的燃燒速率大大增加。

　　5減少有害氣體的排放。

　　煤粉的燃燒更加充分，燃燒時(shí)間縮短，使有害氣體NOx生成量明顯減少。

　　6增加燃燒器的使用壽命。

　　料氣比增加，一次風(fēng)量減少，風(fēng)速減少，風(fēng)道內(nèi)風(fēng)速減少,增加了管道和燃燒器的使用壽命。

　　7減少基建投資,節(jié)省水能電能。

　　科里奧利煤粉定量給料秤因體積小重量輕，無需做專用基礎(chǔ)。羅茨風(fēng)機(jī)因型號(hào)減小也可降低基礎(chǔ)費(fèi)用，避免功率太大需要水冷卻。采用科里奧利煤粉定量給料秤減少了基建投資,可節(jié)省水能電能。

　　四 科里奧利煤粉定量給料秤的安裝及使用維護(hù)

　　科里奧利煤粉定量給料秤安裝高度3米左右，總體重量輕，只需兩塊預(yù)埋鋼板。與煤粉倉下料口采用法蘭連接，整個(gè)設(shè)備的安裝無需任何安裝支架，安裝及拆卸十分方便。秤本體不需要收塵器。

　　系統(tǒng)維護(hù)：除定期加注潤滑油外，不需要特殊維護(hù)和頻繁更換備件。水平星形預(yù)給料機(jī)和科里奧利計(jì)量單元獨(dú)立運(yùn)行，即使計(jì)量單元出現(xiàn)故障，星型給料機(jī)也可以正常給料，從而避免由于停車造成的損失。

　　科里奧利質(zhì)量流量計(jì)內(nèi)部沒有與物料摩擦的部件，只有少量氣體通過測(cè)量盤，測(cè)量盤采用耐磨鋼，使用壽命在5年以上，筒壁貼有耐磨陶瓷。整體幾乎是免維護(hù)。

　　五 壓縮空氣消耗量

　　科里奧利煤粉定量給料秤只需壓縮空氣保持秤體和穩(wěn)流給料機(jī)的軸承周圍微正壓，防止煤粉進(jìn)入軸承而影響計(jì)量精度及軸承壽命，每臺(tái)煤粉秤共需壓縮空氣50Nm³/h。與轉(zhuǎn)子秤比較，轉(zhuǎn)子秤上帶有一個(gè)小穩(wěn)流倉，小倉底部下料處配置一個(gè)旋轉(zhuǎn)攪拌器，攪拌器需要壓縮空氣輔助攪拌，便于煤粉均勻穩(wěn)定下料，廠家要求每個(gè)攪拌器提供壓縮空100Nm³/h，每臺(tái)轉(zhuǎn)子秤共需壓縮空氣112Nm³/h。科里奧利煤粉定量給料秤消耗壓縮空氣相對(duì)較少。

　　六 科里奧利煤粉定量給料秤應(yīng)用情況

　　下面是我公司的煤粉秤在國內(nèi)某家2500T/D熟料生產(chǎn)線改造使用的案例。

　　圖中綠色線條為尾煤秤中控給定量，在中控給定量未變化時(shí)，尾煤秤反饋量呈現(xiàn)小幅波動(dòng)曲線，說明煤粉秤鎖料不嚴(yán)密，控制柜通過調(diào)整變頻器頻率在調(diào)整。而出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)曲線，則說明給料機(jī)構(gòu)中沒有均勻來料，頻繁出現(xiàn)料多或料少的情況，導(dǎo)致反饋波動(dòng)，同時(shí)在羅茨風(fēng)機(jī)壓力曲線也產(chǎn)生相應(yīng)波動(dòng)。

　　在給定量調(diào)整時(shí)，由于給料機(jī)構(gòu)采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，不能迅速滿足供料，因此出現(xiàn)較大的頻繁波動(dòng)調(diào)整。

　　我公司新型煤粉秤投入使用后的運(yùn)行曲線：

　　該曲線圖為2017年4月26日尾煤秤8小時(shí)運(yùn)行曲線圖。

　　由于穩(wěn)流給料機(jī)有鎖料作用，給定量和反饋量及時(shí)準(zhǔn)確，基本重合。尾煤羅茨風(fēng)機(jī)壓力穩(wěn)定，波動(dòng)范圍在20.39-22.4MPa。

　　分解爐出口溫度穩(wěn)定860-876℃之間。

　　綜上所述，對(duì)于水泥熟料燒成系統(tǒng)，采用科里奧利煤粉定量給料秤在節(jié)能減排方面具有很大優(yōu)勢(shì)，從經(jīng)濟(jì)效益上分析，典型5000tpd熟料生產(chǎn)線年節(jié)約用電近200萬kWh，節(jié)約用煤約4200噸。科里奧利煤粉定量給料秤沒有磨損部件，操作維護(hù)較簡單?？评飱W利煤粉定量給料秤喂料精度高且穩(wěn)定，窯況容易保證。從設(shè)備成本上降低了水泥生產(chǎn)廠家的一次投入和長期維護(hù)成本?？评飱W利煤粉定量給料秤作為水泥工業(yè)煤粉計(jì)量設(shè)備有較大的優(yōu)越性。