改進菲斯特轉子秤的穩定性

羅少華，李助紅，劉毅

改進菲斯特轉子秤的穩定性

Improving Stability of the Pfister Rotor Scale

羅少華1，李助紅2，劉毅2

1 存在的問題

葛洲壩嘉魚水泥公司4800t/d熟料生產線煤粉輸送系統采用兩臺德國菲斯特技術煤粉轉子秤，型號為DRW4.12。投產初期，經常出現下煤不穩定，轉子負荷率時高時低，有時甚至長時間不下煤，造成熱工制度紊亂，直接影響回轉窯的正常操作，要不斷地根據下煤情況調整喂料量甚至止料，操作不當就可能造成預熱器堵塞等事故。

轉子秤負荷率反映了秤體內煤粉的填充量。該公司轉子秤負荷率長期在60%～120%，短期甚至低于50%，使整個煤粉輸送系統不能正常工作，達不到生產工藝要求，各項熱工參數1h截圖見圖1。

由圖1可見，煤粉輸送系統一直處在不穩定狀態，羅茨風機的風壓和電流波動頻繁，分解爐不能保持穩定的溫度，導致窯內煅燒狀況差。

當負荷率降到50%以下，喂煤量就會隨之下降，羅茨風機電流也跟著下滑，此時轉子的轉速迅速上升，需要靠現場崗位工持續敲打煤粉倉錐體和下料管來改善下料情況。如果仍不能維持分解爐溫度，為避免窯尾預熱器系統結皮、堵塞，解決辦法只能是降窯速減產量，甚至停窯止料。

2 原因分析

轉子秤的工作原理是：煤粉通過煤粉倉的倉閘閥，經過入口軟接頭進入轉子部分，當煤粉旋轉到達卸料區域時，由羅茨風機的風把煤粉從出料口吹出，通過管道送至燃燒器。

煤粉的流量大小是由轉子的角速度和動態載荷量所決定的。其角速度通過一個旋轉編碼器來測定，轉子的載荷量通過荷重傳感器來測得，主機處理器將從現場測得的轉子角速度和轉子秤載荷的乘積值與操作員的設定值相比較，由變頻裝置控制轉子的角速度，使轉子秤的喂料量保持在一個恒定值。

根據其工作原理，影響因素主要有如下幾點：

（1）轉子間隙

保證轉子秤在連續運轉狀態下，高精度均衡穩定喂料，必須校正轉子與上密封板之間的間隙。如果間隙過大，壓縮空氣將由此竄入進料口，造成下料不暢，使荷載稱重負荷率降低，并出現波動，下料的均勻性受到影響；若間隙過小，造成電機負荷較大，會發生轉子秤過載跳停。技術要求轉子間隙為0.2～0.4mm。

（2）氣體阻力

煤粉倉不下煤的原因之一是受氣體阻力的影響。雖然為平衡煤粉倉和下料管的氣壓，倉底下料管通向頂樓的小收塵風機已設有旁路抽風管道，并與煤粉倉上端相連，排出多余的氣體，但與下料管連接的抽風管道垂直落差達12m，風機的能力無法將含塵氣體帶走，起不到平衡氣壓的效果。

（3）煤粉細度和水分

菲斯特秤適應細度（90μm篩篩余）＜8%～12%、水分＜1.5%的煤粉，具有流態化性能，延長出料頭和耐磨襯套的壽命；高水分的煤粉粘度大，進入轉子后，會在轉子和密封板盤面之間產生很大的阻力，轉子秤因過流跳停；當窯臨停，煤粉倉內煤粉未完全走空，滯留存放時間過長，出現粘結，造成棚倉；在煅燒過程中，煤粉細度的大小還影響煤粉燃燒速度，所以要在煤粉制備的環節做好控制。

（4）煤粉倉助流

為促進煤粉倉下料，倉底設有環形反吹管和塔頭單向閥，可啟動定時反吹。因此要保養水分離器，不能讓水分經此環節進入倉內；設置循環反吹時間遵循越短越好的原則，下料正常時就關閉反吹系統，避免更多的空氣進入倉內；要保證環形管上的電磁閥狀態正常，否則將使壓縮空氣長吹或不吹。

（5）輸煤管道暢通

每次敲打羅茨風機輸送管道的轉彎處，電流向上竄的現象會明顯好轉，說明里面有結皮。菲斯特秤適應風速在29～31m/s。如果輸煤管道內風速不夠，會導致煤粉在管道里面產生沉積，輸送阻力大。影響風速的因素有：羅茨風機工況、風量，輸送管徑及走向。

3 解決方案及實施

（1）增加中間小倉，平衡氣阻

檢查轉子與上下耐磨板的平面度，并將轉子與上密封板間隙調整為0.25mm，防止竄風影響下煤。但調整后效果不夠理想，天津菲斯特機械有限公司建議尾秤可采用中間倉方案，使料氣徹底分離。

將下料管拆除，用一個帶料位測量及自動反吹的中間倉取代，并在煤粉倉下面安裝一個下料分隔輪式喂料閥，使小倉內保持一個相對恒定的料層，同時對煤粉倉進行鎖風，來穩定轉子秤的負荷率，中間倉上部留有的少量空間，使氣流能從抽風管道排出。

（2）增強旁路抽風能力

位于頂樓的小型收塵風機，流量為7100m3/h，全壓3200Pa，不能將旁通管道煤粉帶走。我們對旁路抽風管進行了改進（見圖2），在下料管分出一路管道接到煤磨出磨主管道，利用通向頂部煤磨袋收塵的強大氣流，增加抽風能力，并在新增的管道上加一個手動蝶閥，這樣可以根據管道外表面的溫度調整抽風負壓。管道的形狀必須呈“∧”型，并小于一定的角度，這樣可以防止下料管內的煤粉被帶入袋收塵器；原小風機只對倉頂的氣流起作用。

（3）控制煤粉的細度、水分

細度取決于煤磨選粉機的工作狀態，水分取決于出磨溫度的控制。遇到冷窯點火時，入磨溫度很低，對煤粉烘干力度不夠，可以加強熱風爐制熱來解決。

（4）完善助流系統

檢查助流氣源基本干燥無水，氣壓保持在0.5MPa以上，電磁閥反吹時間設為吹3s停20s，水分離器及濾芯已由專人定期保養。但在檢查煤粉倉助流系統吹嘴元件時，發現倉錐體上的塔頭單向噴嘴和電磁閥內的彈簧頂珠有部分已失效，壓縮空氣不能有效地通過膜片作用到倉內壁，我們及時進行了更換。

（5）檢查輸送系統

煤磨靠近窯頭，尾秤至分解爐輸送距離較遠，核實羅茨風機工作能力為 144.2m3/min，風速約 29.96m/s，在設計要求范圍內。檢查濾網，清理積灰，從羅茨風機空載電流的變化即可判斷輸送阻力是否改善。

4 效果

改造后轉子秤負荷率見圖3。經過一段時間的生產調整，羅茨風機電流在265A左右，風壓在39kPa左右，煤粉輸送比較理想，窯喂料穩定，分解爐溫度在一個很小的范圍內波動。

5 結論

菲斯特轉子秤由于秤體結構、電氣線路較為復雜，對外部要求較多（煤粉水分細度、壓縮空氣壓力及殘留水分），所以只有精心維護和保養，創造符合轉子秤的運行條件，才能降低轉子秤的故障率，延長轉子秤的使用壽命和大修周期，除了上述提到的轉子間隙和助流問題以外，還要注意：

（1）秤體不能有積灰和雜物，因為積灰和雜物對秤計量有影響，要保持秤體的清潔，不能有雜物從煤粉系統落入秤內。

（2）秤在正常運行時，傳感器保護螺桿與秤體應無接觸。否則也會影響計量。維修轉子秤時，必須將保護螺桿擰緊。使秤上面的傳感器不受外力作用，保護傳感器和稱重機構支點的刀口。

（3）秤上各處軟聯接和內襯須經常檢查，破損的應及時更換，避免煤粉泄漏。

（4）出料耐磨頭破損后可以用螺桿堵住觀察孔繼續運行，待停秤時進行更換或修補，避免煤粉躥入上密封板內影響計量，嚴重時會造成殼體磨穿。

（5）倉下手動閘板和秤上氣動閘板的各個部分嚴禁敲擊，油霧器不得缺油，氣水分離器必須工作正常。各氣路、接頭應無漏氣。

（6）電機、減速機無雜音無振動，溫度正常；傳動皮帶張緊度合適，判斷標準：加1kg壓力皮帶垂直位移5mm。

使用中間倉的運行效果：轉子秤負荷率波動和煤粉倉斷料問題得到解決，負荷率穩定了，當滿載生產時，電機轉速顯示在1800r/min左右，平均轉速較之前平穩，穩定了窯系統的技術經濟指標。

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趙 蓮