核子秤自動(dòng)配煤系統(tǒng)在焦化廠的應(yīng)用

摘 要：主要介紹了核子秤自動(dòng)配煤系統(tǒng)在首鋼焦化廠的應(yīng)用情況。通過在2004年和2006年兩年隨即抽取數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)比，反映出核子秤自動(dòng)配煤系統(tǒng)在配比穩(wěn)定性方面優(yōu)于原有的電子秤。

關(guān)鍵詞：核子秤 配煤 原理 應(yīng)用

1.前 言

首鋼股份有限公司焦化廠備煤區(qū)域一、四配煤配煤系統(tǒng)共有14個(gè)配煤槽，原有的配煤系統(tǒng)采用電子秤、電磁振動(dòng)給料機(jī)。由于電子秤的維護(hù)量大，大多數(shù)電子秤已不能正常使用，因此采用手動(dòng)調(diào)節(jié)下煤量，人工過盤檢查配煤比的準(zhǔn)確性的方法進(jìn)行配煤操作，職工的勞動(dòng)強(qiáng)度大，配煤準(zhǔn)確性低。為全面提高配煤準(zhǔn)確性，減輕崗位職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，我廠經(jīng)過多方研究考察，分別于2004年11月和2005年4月對(duì)一、四配煤原電子秤配煤系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，采用北京金日公司的核子秤自動(dòng)配料系統(tǒng)。

2.核子秤綜述

2.1 核子秤自動(dòng)配煤系統(tǒng)的原理

核子秤自動(dòng)配煤系統(tǒng)是通過核技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合來控制配煤倉下煤量的一套自動(dòng)操作系統(tǒng)。裝在皮帶上方一個(gè)固定鉛罐中內(nèi)含同位素元素Cs 137輻射源發(fā)出的γ射線經(jīng)過物料，其輻射強(qiáng)度要發(fā)生衰減，衰減程度隨不同的物料及其所含的物質(zhì)的不同而發(fā)生變化。

其計(jì)量原理：射源發(fā)出的γ射線穿過皮帶上的物料后，被安裝在皮帶下方支架上的電離室傳感器吸收，由于物料的厚度、質(zhì)量及堆密度不同，其衰減程度也不同，電離室加感器內(nèi)惰性氣體被激勵(lì)的程度及電離產(chǎn)生的電流大小發(fā)生變化，此電位信號(hào)經(jīng)過前置放大，輸入計(jì)算機(jī)處理，得到被測(cè)物料的質(zhì)量、流量。若其值偏離給定值所要求的范圍，經(jīng)過反饋系統(tǒng)，電信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)傳送到電振機(jī)的控制箱，通過自動(dòng)控制電振給料機(jī)電流的大小來控制下煤量的大小，以達(dá)到下料量始終保持在給定值所要求的范圍內(nèi)的效果。

金日公司核子秤由于采用非接觸測(cè)量技術(shù)，并充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)及電子技術(shù)的最新成果，克服了傳統(tǒng)電子秤的缺點(diǎn)，其特點(diǎn)如下：

1）根據(jù)γ射線穿透物料時(shí)強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律衰減的原理，對(duì)輸送機(jī)上的各種物料累計(jì)重量、流量進(jìn)行非接觸式在線測(cè)量。

2）不受皮帶磨損、張力、振動(dòng)、跑偏、沖擊等因素的影響，能長期穩(wěn)定、可靠的工作。

3）利用高新技術(shù)和特殊工藝制造的傳感器具有極高靈敏度，可在高溫、多塵、強(qiáng)電磁干擾、強(qiáng)腐蝕等惡劣環(huán)境下可靠運(yùn)行。

4）秤體尺寸及重量大大減少，安裝更加簡(jiǎn)單，其中臥式秤可安裝在各種垂直落料的出口處，安裝只需很少的空間，并不需要對(duì)原設(shè)備進(jìn)行改造。

5）系統(tǒng)高智能化，操作非常簡(jiǎn)單，安裝標(biāo)定后，全部維護(hù)工作可由按鍵完成，正常工作情況下可無人值守。

6）可用標(biāo)準(zhǔn)吸收校驗(yàn)板方便地對(duì)系統(tǒng)精度進(jìn)行檢驗(yàn)。

7）可實(shí)時(shí)顯示物料的重量、負(fù)荷、流量、自動(dòng)打印某一時(shí)刻的累積量。

8）具有漂移補(bǔ)償及核源衰減補(bǔ)償功能，系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

9）由于放射源的強(qiáng)度低，同時(shí)系統(tǒng)又有可靠的防護(hù)措施，這就保證了在秤架之外的放射計(jì)量遠(yuǎn)低于國家公眾人員防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 核子秤的功能

1）全面數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：配煤室計(jì)算機(jī)采集到各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的秤體信號(hào)后，進(jìn)行顯示、記錄和統(tǒng)計(jì)處理。實(shí)現(xiàn)當(dāng)日、當(dāng)班產(chǎn)量報(bào)表運(yùn)行時(shí)間報(bào)表的顯示、查詢和打印，實(shí)現(xiàn)歷史各班的數(shù)據(jù)查詢和打印。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)流量的紀(jì)錄流量曲線的查閱。

2）完備的報(bào)警功能： 系統(tǒng)具有空轉(zhuǎn)超時(shí)報(bào)警、流量超限超時(shí)報(bào)警、恒流量超時(shí)報(bào)警等管理和防止作弊功能。

3）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.3 核子秤的性能指標(biāo)

1）測(cè)量誤差：輸送機(jī)流量在20%—100%范圍內(nèi)變化時(shí)，累計(jì)量誤差<土1%。

2）秤體和主機(jī)距離：1000米以內(nèi)

3）環(huán)境溫度：傳感器-30℃-60℃， 主機(jī)0-40℃ 濕度<90%

4）電源： ～220V 50HZ-60HZ 允許電壓變化范圍15%

2.4 四配煤核子秤的組成

核子秤系統(tǒng)，由兩部分組成，第一部分為核子秤自動(dòng)配煤的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。第二部分是由7臺(tái)主皮帶上的核子秤組成。

在每個(gè)料倉的小皮帶上安裝核子秤，共安裝7個(gè)核子秤使其達(dá)到設(shè)計(jì)配料的要求。

同時(shí)，計(jì)算機(jī)同控制部分分離，只是作為入機(jī)接口進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)處理及一些其它輔助功能，所以計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可用配料模塊操作，配料模塊出現(xiàn)問題時(shí)，可用控制箱進(jìn)行手動(dòng)操作，不會(huì)影響系統(tǒng)正常配料生產(chǎn)。

系統(tǒng)的運(yùn)行控制，是由各配煤槽下料合格率，控制配煤合格率。操作工通過主畫面中的各倉下料合格率了解各配煤槽的下料情況。

2.5 自動(dòng)配煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及特點(diǎn)：

1）在軟件方面新系統(tǒng)的操作平臺(tái)界面更符合人們的習(xí)慣，動(dòng)態(tài)表格中的每班每個(gè)下煤槽的水份含量，給定配比、實(shí)際配比給定流量、實(shí)際流量、實(shí)際干煤量及配煤準(zhǔn)確度;工藝流程圖中有每個(gè)下煤槽運(yùn)行和停止顯示，以及煤倉標(biāo)識(shí)操作兼顧鍵盤和鼠標(biāo)。

2）增加了初始電流自動(dòng)跟蹤部分，能夠記錄每一流量?jī)?nèi)最佳電流，下次啟動(dòng)時(shí)以此作為初始電流啟動(dòng)，使系統(tǒng)更快地達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

3）新系統(tǒng)具有齊全的數(shù)據(jù)查詢功能，能夠查閱班報(bào)、日?qǐng)?bào)生產(chǎn)運(yùn)行報(bào)表，隨機(jī)報(bào)表查詢可分班查詢，有故障分析表格及每班每個(gè)下煤槽的動(dòng)態(tài)，配比準(zhǔn)確度趨勢(shì)圖和歷時(shí)趨勢(shì)圖。

4）有下煤槽下料量過多或斷流時(shí)的報(bào)警裝置，操作工可從報(bào)警提示上判斷哪個(gè)斗槽下料超出標(biāo)準(zhǔn)。

5）新系統(tǒng)采用模塊方式;控制站由一個(gè)開關(guān)模量和多個(gè)控制配煤模塊組成。在計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)影響自動(dòng)配料，參數(shù)可在模塊上直接改且有數(shù)據(jù)顯示，各秤之間和各配料控制模塊之間相互獨(dú)立，這樣就確保了整個(gè)配煤系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

6）此系統(tǒng)保存10組常用配比供選擇，操作工在控制面板上可直接選擇，便于操作。

3 核子秤在四配煤的使用效果

3.1隨機(jī)抽取日期、班次檢驗(yàn)配煤比。

工藝要求配煤比計(jì)劃設(shè)定值與實(shí)際值誤差小于0.5%，實(shí)際抽測(cè)誤差均符合要求。

1#秤較粘因而下料不暢，1#—3#倉是錐形斗嘴，下料不暢，因而誤差稍大，但仍沒有超過規(guī)定值。

4.使用核子秤自動(dòng)配煤系統(tǒng)前后數(shù)據(jù)的采集和分析比較

為了考察核子稱自動(dòng)配煤系統(tǒng)在經(jīng)過常時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行后的準(zhǔn)確/穩(wěn)定情況，我們分別隨機(jī)抽取了2004年第一周和2006年11月份第一周四配煤室配比完成情況數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并繪出曲線圖直觀的進(jìn)行比較.

4.1使用核子秤前后四配煤室配比完成情況的比較

4.1.1四配煤室配比完成情況（2004年11月1-6日）

4.1.2四配煤室配比完成情況（2006年11月1-6日）

由兩組數(shù)據(jù)比較可知，2006年11月1-6日四配煤室配比波動(dòng)情況比2004年大幅度提高，配比更為穩(wěn)定，波動(dòng)區(qū)間小。二者對(duì)比如圖所示：

5 結(jié)論：

兩年數(shù)據(jù)的分析對(duì)比表明：核子稱自動(dòng)配煤系統(tǒng)在配比穩(wěn)定性、過盤誤差值方面都要好于原電子稱，核子稱自動(dòng)配煤系統(tǒng)具有較好的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性，比電子稱更適于我廠配煤系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。其優(yōu)越性如下：

1）、測(cè)量精度不受皮帶磨損張力、震動(dòng)、跑偏、粉塵等因素的影響。

2）、在極惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定可靠工作。

3）、動(dòng)態(tài)測(cè)量精度高，其誤差小于1%，滿足生產(chǎn)需求。

4）、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

5）、功能齊全，具備超差、故障報(bào)警功能，便于及時(shí)調(diào)節(jié)操作。

6）、工藝過程可追朔性強(qiáng)，便于焦炭質(zhì)量的總結(jié)改進(jìn)。

7）、設(shè)備維護(hù)量小，操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高。

同時(shí)，由于相應(yīng)的配煤槽斗嘴個(gè)別仍為普通類型，時(shí)有下煤不暢現(xiàn)象，若全部改造為雙曲線型，輔助以風(fēng)力振煤，可使此系統(tǒng)更加完美、實(shí)用，確保配比的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

吳志強(qiáng) （1976.07），男，漢族，山東泰安，大學(xué)本科，助工，北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司，焦化，100043。

北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司 北京 100043