【水泥人網】回轉窯和分解爐的喂煤對于水泥廠的燒成系統(tǒng)至關重要。喂煤量不穩(wěn)定，可造成預熱器結皮、堵塞，甚至造成停窯事故，直接影響窯的運轉率和臺時產量，進而影響工廠的經濟效益。
煤粉流動性好，尤其在充氣的情況下，具有流態(tài)化性能，但若水分含量高，或積壓存放時間較長，又可能出現(xiàn)粘結，因而煤粉不僅會涌料而且會棚倉，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，可檢測到的重量信號往往較小，給準確計量帶來困難。
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品先進技術的基礎上，結合自己在煤粉流量控制應用方面的多年實踐經驗，研制開發(fā)了新一代穩(wěn)定可靠的“SPF轉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鑒定，鑒定結論為：轉子秤煤粉計量控制系統(tǒng)采用多層多分格式結構，密封性能好，可有效地防止煤粉沖料、喂煤穩(wěn)定。設計的刀口支撐結構，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。結構合理、技術先進、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。經國內外多家水泥廠實際使用證明，轉子秤的計量精度為±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)的主要技術指標達到國內領先水平，并與國際同類系統(tǒng)的先進水平相當。轉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，具有明顯的經濟效益，可作為定型產品推廣應用。
到目前為止，SPF轉子秤煤粉計量控制系統(tǒng)已在黑龍江、遼寧、甘肅、寧夏、內蒙、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：
SPF煤粉計量控制系統(tǒng)
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)定地喂入RWF轉子稱重喂料機。進入RWF轉子稱重喂料機的煤粉由轉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，該信號與轉子的轉速信號經控制系統(tǒng)處理運算得到煤粉的實際流量，通過調節(jié)轉子的轉速，實現(xiàn)煤粉的定量給料。FR喂料機的轉速跟蹤RWF轉子的轉速同步調節(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)對煤粉的流量控制一—定量給料。
1．4 SPF系統(tǒng)主要技術指標
??? a。轉子秤計量精度：±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
??? 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。預給料機采用回轉型、多分格、帶攪拌、多層式結構，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；多分格結構保證喂料均勻，受控性好。喂料量的大小，可通過主變頻調速改變電機轉速來實現(xiàn)，并與轉子秤同步調節(jié)。
??? b．煤粉轉子秤采用刀口支承、輪輻式轉子，靈敏度高，物料自由下落工作方式，變頻調速，脈沖測速，密封性能好，喂料均勻，不沖料，計量精度為±0．5％。
??? c．轉子秤是直接測量轉子內物料的質量，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生的反作用力。因而在轉子旋轉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子秤的轉動軸在同以軸線上，因而進出料和正壓氣流所產生的力都垂直的導向轉軸，不會對轉動軸產生轉矩，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．流量可以通過調速在1：10的范圍內變化，流量調節(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、控制技術與微處理器技術相結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)調節(jié)、系統(tǒng)通訊、調試標定等各種任務，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。
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、產量。亦可在線修改皮重、量程、補償系數(shù)、調節(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、轉速、皮重、瞬時AD轉換值、瞬時DA轉換值及報警狀態(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
轉子秤煤粉計量控制系統(tǒng)是工藝流程中關鍵設備，為保證系統(tǒng)的可靠性，我們選用德國西門子公司SIMATICS7作為系統(tǒng)主機，從而簡化了系統(tǒng)的硬件結構，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．抗干擾能力強
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 經實際應用和標定，轉子秤計量精度可達±0．5％。
3．2 經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，提高工廠的經濟效益具有重要作用。
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【作者:耿建華 侯貴斌 胡云燕 】