宣鋼焦化廠煤塔秤稱量系統優化改造

【摘 要】宣鋼焦化廠煉焦車間1#2#焦爐煤塔秤稱量系統優化改造首先從秤體稱量方式的優化入手，由有基坑式電子稱量方式改為無基坑復合式不斷軌軌道稱重方式，提高了煤塔秤系統運行穩定性和計量的準確性。其次從設備防雷上采取了措施，避免了防雷設施引起的信號干擾和確保防雷的有效性。最后對煤塔秤控制監控系統進行優化，使得畫面更符合工藝控制要求。

【關鍵詞】煤塔秤；有基坑軌道衡；防雷裝置

一、引言

宣鋼焦化廠1#、2#焦爐煤塔秤稱量系統原先采用有基坑式電子稱量系統。有基坑軌道衡的鋼軌結構通常是屬于斷軌式，其秤臺及秤體結構弊病較多，為了提高1#、2#焦爐作業效率，準確計量裝煤量，降低職工勞動強度，和與當生產狀況相適應，確保焦爐生產安全穩定高效運行，實現清潔生產，因此，需要對1#、2#焦爐煤塔秤稱量系統進行優化改造。

二、煤塔秤稱量系統存在問題

1#、2#焦爐原采用有基坑式電子稱量系統，其秤臺及秤體結構存在如下的弊端：（1）焦爐爐頂區域粉塵較大，帶被風吹和清掃現場入基坑的煤粉會導致系統失準；（2）當大載荷的重車停于秤臺上時，會使秤體大樑彎曲變形，造成每個傳感器受力不均衡而產生系統失準；（3）基坑式軌道衡屬于斷軌結構，整個秤臺四周屬于懸空，車輛進出秤臺的頻繁起動，剎車和沖擊，經常會使限位器失效，甚至出現爬軌現象，從而導致傳力機構傳力不正，給系統帶來較大誤差和安全停車隱患。對裝煤量無法保證準確計量，每個炭化室裝煤量只能依據各爐口螺旋轉速、轉數和抽測煤線、焦線以及煤斗料位計和平煤帶余煤情況人工粗略計算并由此增加了職工的勞動強度。

在日常生產中，由于受配煤比、配煤細度、配煤水分以及人工測量誤差影響，會出現焦側缺角和焦線偏低或偏高現象，導致各炭化室爐溫不均勻，各炭化室焦餅成熟不一樣，個別號推焦電流偏大，不僅影響正常的焦爐熱工調節，而且還對焦炭產量有一定影響；同時，還增加了抽測煤線和焦線職工勞動強度大，測量過程中荒煤氣外溢即浪費煤氣能源又影響操作環境，而且一旦著火易燒人，不安全。

三、優化改造方案

針對1#、2#焦爐基坑式煤塔秤的測量不準確，精度低，故障頻發，難維護以及裝煤量不穩定所帶來的后續問題，改造采用了無基坑復合式不斷軌軌道稱重裝置，實現裝煤量的準確計量，從而避免職工每一爐都要測量煤線，降低職工勞動強度，改善作業環境，同樣提升了設備現代化水平。

（一）煤塔電子秤采用先進技術，提升設備的現代化水平

電子秤在電子衡器領域具有多種形式和型號，主要分為兩大類：基坑式電子秤和軌道式電子秤。兩類電子秤主要是由承載器、稱重顯示儀表（下簡稱儀表）、稱重傳感器（下簡稱傳感器）、連接件、限位裝置及接線盒等零部件組成，還可以選配打印大屏幕顯示器、計算機和穩壓電源等外部設備。不同之處主要是承載器與傳感器的形式及安裝位置。通過前期與同行業單位電子秤使用情況的交流、比較發現了一些區別：（1）由于基坑式電子秤的承載器包含軌道與稱基，傳感器安裝在稱基的四個支柱下，增大了系統誤差；而軌道式電子秤由于承載器只有軌道，傳感器安裝在軌道下，降低了系統誤差。（2）由于傳感器傳出的時毫伏信號，信號傳輸至集中控制室后再有信號放大器處理后轉換成數字信號進行顯示屏，在傳輸過程中抗干擾能力較差；而軌道式電子秤由于傳感器輸出的毫伏信號就地通過RS485接口直接與稱重儀表相連，經濾波、轉換處理后，輸出重量數據，顯示在顯示屏上以及遠傳至集中控制室進行顯示和打印，減少了在傳輸過程中的干擾，提高了抗干擾性能。

此次優化改造的煤塔電子秤采用無基坑復合式不斷軌軌道稱重裝置，其整套結構主要有鋼軌塞入式（軸銷）測力傳感器和為其專門設計的軌墊式傳感器及鋼結構框架復合而成的無基坑復合式不斷軌軌道稱重裝置。

復合式軌道稱重裝置是將無基坑不斷軌鋼軌塞入（軸銷）式稱重裝置與無基坑不斷軌鋼軌軌墊式稱重裝置相結合，取長補短后形成的一種新穎稱重裝置。該系統不僅具有鋼軌塞入式軌道稱重裝置和軌墊式稱重裝置所具有的安全可靠、施工簡單、無基坑、不斷軌的特點，而且將兩類不同結構的傳感器結合在一起后所形成的一個“全浮式”稱重區，使稱重區的信號不再丟失，使有效稱量區做到按需拓展。不僅滿足各類重軌，還能滿足起重機鋼軌的應用條件，因而在計量性能方面能與傳統的有基坑軌道衡相媲美。同時在對于大載荷情況下的穩定性、準確性、使用壽命等方面還比有基坑稱量系統都要高出一籌。

1、稱重原理

當車輪沿著鋼軌在稱重區移動時，CL-YB-61型鋼軌塞入（軸銷）式傳感器上測出的信號為W1，CL-YB-51-4型軌墊式傳感器上測到的信號為W2。由于稱重區內無其它旁路影響，因而使稱重軌形成一個“全浮式”稱重結構，經技術處理和兩類信號波形互補后合成的疊加重量W=W1+W2。（見圖1）

圖1：無基坑復合式不斷軌軌道稱重裝置稱重結構

2、防雷裝置設計與使用

一般在軌道稱重裝置中考慮系統的長期穩定性及可靠性，都設有專用防雷組合裝置，但在使用中發現，由于軌道稱重傳感器防雷地線與其它整個焦爐爐體為一體，所以煤車電源來自于架空滑線摩電給傳感器帶來影響，信號干擾大，同時現場電焊工在電焊過程中，有可能將地線掛在鋼軌上造成信號不穩定，影響稱重系統準確性。為此，通過對煤塔現場的現有的防雷措施進行研究論證，煤塔防雷裝置能覆蓋煤塔軌道稱重裝置，不用接防雷地線，也就是說地線懸空，通過使用證明煤塔軌道稱重傳感器穩定無干擾，傳輸數據穩定，滿足使用要求。

3、稱重系統計算機控制系統功能設計

·計算機管理（無需專職司磅員）

·現場大屏幕顯示、可直接讀出裝爐煤量

·具有自動零點跟蹤和去皮功能

·具有預備量到達鈴響告警

·具有斷電數據存貯功能、數據查詢功能

·自動循環翻班

·自動爐號循環（在推焦計劃有規律情況下）

·打印內容齊全：裝煤時間、序號、單車裝煤量、班累計、日累計、歷史統計、車號

·具有紅外對位、司機確認、計算機對車輛皮重門閥值三聯鎖，以確保系統數據真實有效

系統控制原理見圖2：

圖2：系統控制原理圖

4、煤塔秤秤重系統開發上位機程序，繪制監控畫面。（如圖3 圖4 圖5）。

（二）優化改造開發的煤塔秤稱重系統，專門設計開發OPC數據接口，為焦化能源管理網的完善和今后公司能源管理數據共享，做好了技術準備。

圖3：煤塔秤系統設定主畫面

圖4：按鈕記錄畫面

圖5：煤塔秤報表統計畫面

四、運行效果

自1#、2#焦爐煤塔秤稱量系統優化改造之后，裝煤系統整體運行平穩，沒有出現較大的設備故障， 300噸復合式電子秤的成功投運后，通過調試裝煤量誤差縮小到150kg以內，即煤塔稱的精度達到了：

煤塔電子秤稱量系統運行平穩，可靠，測量數據準確，單孔裝煤量保持了穩定，焦餅沒有出現缺角現象。1#、2#焦爐爐頂區域職工勞動強度得到了降低，安全穩定的生產工作向前邁進了一大步。

五、結束語

通過對角化廠1#、2#焦爐煤塔秤稱量系統優化改造，確保了焦爐單孔裝煤量的均勻性和穩定性，有效避免了裝煤缺角現象的發生，間接提高了焦炭產量，創造了可觀的經濟效益；同時穩定了焦爐生產秩序和溫度管理，避免了因難推焦、扒焦而造成的能源消耗、設備損耗等損失。為節能降耗、挖潛增效奠定了基礎，使加熱煤氣的熱能得到了有效利用。為降低了職工勞動強度，實現焦爐的精細化管理起了重要的作用。