HD-BSC型給煤機(jī)稱(chēng)重準(zhǔn)確性分析及解決方案

劉 勇,王 海

(寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司 自動(dòng)控制中心，銀川 750000)

0 引 言

HD-BSC型稱(chēng)重式計(jì)量給煤機(jī)是用于燃煤火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐制粉系統(tǒng)的主要給煤設(shè)備。它能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)、均勻給煤，并在給煤過(guò)程中進(jìn)行準(zhǔn)確的稱(chēng)重計(jì)算，而且能夠根據(jù)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)需要，自動(dòng)調(diào)節(jié)給煤量，使實(shí)際給煤量和鍋爐負(fù)荷相匹配[1]。隨著節(jié)能降耗要求的提高，如何提高給煤機(jī)煤量計(jì)量的準(zhǔn)確性成為熱議的課題[2]。

1 給煤機(jī)稱(chēng)重原理

給煤機(jī)主要由皮帶給料系統(tǒng)和稱(chēng)重系統(tǒng)組成。給料系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)燃料的供給功能，稱(chēng)重系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)燃料的計(jì)量功能[3-4]。給料系統(tǒng)主要包括主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和皮帶，主動(dòng)輪在電機(jī)帶動(dòng)下利用與皮帶的摩擦力帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)燃料供給功能。給煤機(jī)稱(chēng)重系統(tǒng)由稱(chēng)重單元和測(cè)速單元組成，稱(chēng)重單元主要由2個(gè)支撐托輥、1個(gè)稱(chēng)重托輥和2個(gè)稱(chēng)重傳感器組成，稱(chēng)重托輥兩側(cè)的支撐托輥構(gòu)成有效稱(chēng)重間距L；測(cè)速單元為固定在主動(dòng)輪主軸上的測(cè)速傳感器。稱(chēng)重信號(hào)和速度信號(hào)經(jīng)過(guò)演算調(diào)節(jié)器運(yùn)算，即可顯示出稱(chēng)重式計(jì)量給煤機(jī)的瞬時(shí)給煤量，其計(jì)算式為

(1)

式中：T為稱(chēng)重傳感器的稱(chēng)重質(zhì)量，kg；L為有效稱(chēng)重間距,m；V為皮帶的速度,m/s。

2 給煤機(jī)稱(chēng)重準(zhǔn)確性的影響因素分析

由給煤機(jī)瞬時(shí)煤量計(jì)算式可以看出,稱(chēng)重質(zhì)量T、皮帶速度V以及有效稱(chēng)重間距L直接影響稱(chēng)重結(jié)果，因此主要從這3個(gè)方面展開(kāi)分析。

2.1 有效稱(chēng)重間距

稱(chēng)重托輥位于支撐托輥中間，如果不準(zhǔn)確測(cè)量稱(chēng)重間距L，將導(dǎo)致實(shí)際的稱(chēng)重間距與計(jì)算的稱(chēng)重間距不符，導(dǎo)致稱(chēng)重出現(xiàn)偏差。有效稱(chēng)重間距的示意圖如圖1所示。

圖1 有效稱(chēng)重間距示意圖

2.2 稱(chēng)重傳感器線(xiàn)性度

稱(chēng)重傳感器在受垂直力后發(fā)生輕微形變，稱(chēng)重傳感器形變會(huì)引起其電阻值發(fā)生變化，阻值變化與與受力大小成正比，通過(guò)測(cè)量阻值變化量來(lái)測(cè)量皮帶上物料的質(zhì)量。根據(jù)稱(chēng)重傳感器特性，傳感器在量程為60%～80%時(shí)線(xiàn)性度最高，可根據(jù)實(shí)際正常運(yùn)行過(guò)程中有效稱(chēng)重段內(nèi)的物料質(zhì)量，選擇合適量程的傳感器，以提高給煤機(jī)計(jì)量精度。

2.3 托輥安裝水平度

稱(chēng)重托輥與支持托輥理論狀況下應(yīng)保持標(biāo)高一致，若不一致同樣會(huì)導(dǎo)致稱(chēng)重傳感器異常受力，如圖2所示。當(dāng)稱(chēng)重托輥低于支撐托輥時(shí)，稱(chēng)重傳感器實(shí)際測(cè)量值為物料重力減去皮帶張力，造成測(cè)量值偏低。當(dāng)稱(chēng)重托輥高于支撐托輥時(shí)，稱(chēng)重傳感器實(shí)際測(cè)量值為物料重力與皮帶張力之和，造成測(cè)量值偏高[5]。

圖2 稱(chēng)重傳感器受力示意圖

2.4 稱(chēng)重托輥?zhàn)赞D(zhuǎn)的靈活程度

稱(chēng)重托輥無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈敏會(huì)導(dǎo)致水平方向受力不能抵消。同時(shí)，皮帶正常運(yùn)行過(guò)程中存在部分形變，導(dǎo)致該力改變受力方向，對(duì)稱(chēng)重托輥形成剪切力，如圖3所示，剪切力垂直方向分力導(dǎo)致稱(chēng)重傳感器異常受力。

圖3 稱(chēng)重傳感器剪切力示意圖

2.5 給煤機(jī)跑偏及皮帶張緊力影響

給煤機(jī)運(yùn)行過(guò)程中皮帶存在跑偏，會(huì)導(dǎo)致皮帶與給煤機(jī)外壁產(chǎn)生摩擦，摩擦過(guò)程中皮帶受力異常，直接影響稱(chēng)重傳感器測(cè)量，導(dǎo)致測(cè)量存在偏差。

皮帶的張緊過(guò)松時(shí)，皮帶易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，造成皮帶無(wú)法正常運(yùn)行；皮帶張緊過(guò)緊會(huì)導(dǎo)致皮帶產(chǎn)生形變，影響稱(chēng)重。

2.6 信號(hào)干擾

稱(chēng)重傳感器測(cè)量回路為電氣回路，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳輸過(guò)程中易受感應(yīng)電干擾導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在誤差，所以稱(chēng)重傳感器及測(cè)速傳感器傳輸線(xiàn)路必須有可靠的屏蔽層且屏蔽層要單端接地，防止感應(yīng)電造成測(cè)量誤差。

2.7 皮帶撒煤

給煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中存在撒煤現(xiàn)象，如果撒煤現(xiàn)象出現(xiàn)在稱(chēng)重單元之前，會(huì)導(dǎo)致灑落燃料無(wú)法進(jìn)行計(jì)量，并通過(guò)清掃鏈電機(jī)送入磨煤機(jī)，從而影響給煤機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確性。

3 提高給煤機(jī)計(jì)量精度的解決方案

3.1 制定給煤機(jī)檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)對(duì)影響給煤機(jī)計(jì)量精度的因素進(jìn)行分析，制定了給煤機(jī)檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表1。

3.2 改進(jìn)給煤機(jī)實(shí)物標(biāo)定方法

HD-BSC型稱(chēng)重式計(jì)量給煤機(jī)的標(biāo)定步驟為靜態(tài)零點(diǎn)、靜態(tài)量程、動(dòng)態(tài)零點(diǎn)、動(dòng)態(tài)量程、實(shí)物標(biāo)定。原實(shí)物標(biāo)定方法如下：

1)實(shí)物標(biāo)定采用60個(gè)5 kg鎖型標(biāo)準(zhǔn)砝碼依次從給煤機(jī)尾部放到給煤機(jī)皮帶上，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)砝碼均勻放置在皮帶中間，給煤機(jī)上的砝碼全部走完后，查看給煤機(jī)累計(jì)煤量的顯示值，并記錄為Q。

2)根據(jù)記錄的質(zhì)量Q，與實(shí)際質(zhì)量300 kg進(jìn)行比較，計(jì)算出皮帶秤的修正系數(shù)。通過(guò)多次修正直至誤差滿(mǎn)足要求。

原有的實(shí)物標(biāo)定方法能夠在一定程度上消除皮帶稱(chēng)重段自身張力對(duì)稱(chēng)重的影響。但給煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，煤質(zhì)量遠(yuǎn)大于5 kg砝碼，煤依次通過(guò)有效稱(chēng)重段時(shí)，會(huì)導(dǎo)致校驗(yàn)過(guò)程和實(shí)際運(yùn)煤過(guò)程的皮帶承受的重力不同，同樣皮帶的張力也不同，受皮帶張力的影響，皮帶秤測(cè)量的仍然不精確。

采用模擬運(yùn)行皮帶稱(chēng)重段煤質(zhì)量的方法，選用合適的砝碼實(shí)物校驗(yàn)給煤機(jī)，盡可能地消除皮帶自身張力的影響，提高給煤機(jī)計(jì)量精度。運(yùn)行皮帶有效稱(chēng)重段煤質(zhì)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表1 給煤機(jī)檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Technical standards for maintenance of coal feeder

表2 運(yùn)行皮帶有效稱(chēng)重段煤的質(zhì)量

通過(guò)計(jì)算，6臺(tái)給煤機(jī)通過(guò)有效稱(chēng)重段的煤的平均質(zhì)量為60.3 kg。根據(jù)有效稱(chēng)重段的煤的質(zhì)量，結(jié)合給煤機(jī)的皮帶長(zhǎng)度以及有效稱(chēng)重段的長(zhǎng)度，按照有效稱(chēng)重段內(nèi)砝碼的質(zhì)量與有效稱(chēng)重段煤的質(zhì)量一致的要求，計(jì)算所需標(biāo)準(zhǔn)鎖型砝碼的規(guī)格和數(shù)量。該實(shí)例中，給煤機(jī)的皮帶長(zhǎng)度為5.6 m，有效稱(chēng)重段的長(zhǎng)度為0.5 m，有效稱(chēng)重段的煤的質(zhì)量為60.3 kg；通過(guò)不斷對(duì)比和篩選，選用10 kg的標(biāo)準(zhǔn)鎖型砝碼，其尺寸為16.5 cm×10.5 cm×13 cm；滿(mǎn)足要求的計(jì)算結(jié)果為0.5 m÷0.165 m×10 kg ×2=60.6 kg。由此可看出，選用2個(gè)10 kg的標(biāo)準(zhǔn)鎖型砝碼并排放置時(shí)，其通過(guò)有效稱(chēng)重段的質(zhì)量總和為60.6 kg，與6臺(tái)給煤機(jī)的平均質(zhì)量60.3 kg基本一致，能夠有效模擬運(yùn)行時(shí)皮帶上的煤的質(zhì)量；根據(jù)給煤機(jī)的皮帶長(zhǎng)度以及標(biāo)準(zhǔn)鎖型砝碼的尺寸，確定所需標(biāo)準(zhǔn)鎖型砝碼的數(shù)量為5.6 m÷0.165 m=34個(gè)，因此，雙排并列放置時(shí)共放置68個(gè)即可。

即當(dāng)實(shí)物標(biāo)定用68個(gè)10 kg鎖型標(biāo)準(zhǔn)砝碼，采用雙排并列放置方法，依次從給煤機(jī)尾部放到給煤機(jī)皮帶上，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)砝碼均勻放置在皮帶中間，給煤機(jī)上的砝碼全部走完后，查看給煤機(jī)累計(jì)煤量的顯示值，并記錄為Q。根據(jù)記錄的質(zhì)量Q，與實(shí)際質(zhì)量680 kg進(jìn)行比較，計(jì)算出皮帶秤的修正系數(shù)，通過(guò)多次修正直至誤差滿(mǎn)足要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)影響給煤機(jī)稱(chēng)重的因素進(jìn)行分析，制定了給煤機(jī)檢修的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保給煤機(jī)檢修質(zhì)量符合要求。采用模擬運(yùn)行皮帶稱(chēng)重段煤質(zhì)量的方法，實(shí)物校驗(yàn)給煤機(jī)，盡可能的消除皮帶自身張力的影響，提高給煤機(jī)計(jì)量精度。