爐前加料稱量系統(tǒng)分析

劉柏春

（東旭集團(tuán)有限公司，北京 100022）

0 引言

在玻璃生產(chǎn)中，物料的輸送速度及給料的準(zhǔn)確對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定以及產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要的影響。為了解決傳統(tǒng)加料機(jī)存在的給料不準(zhǔn)確、易產(chǎn)生結(jié)塊等影響加料精度的問(wèn)題，本文特在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了局部改進(jìn)，引入高精度的傳感器、冷卻裝置、振打裝置、可移動(dòng)易于維修便于控制的螺旋給料機(jī)及優(yōu)良的控制系統(tǒng)。

1 爐前加料稱量系統(tǒng)的組成

圖1 爐前加料稱量系統(tǒng)

爐前加料稱量系統(tǒng)的組成：受料斗、受料斗架臺(tái)、爐前稱重倉(cāng)、稱重倉(cāng)架臺(tái)、稱重傳感器、冷風(fēng)罩、手動(dòng)插板閥、振動(dòng)電機(jī)、螺旋給料機(jī)、除塵器，熱電偶，上下料位計(jì)、移動(dòng)平臺(tái)等。其系統(tǒng)組成如圖1 所示。

2 爐前加料稱量系統(tǒng)的基本操作步驟

通過(guò)電梯將在配料系統(tǒng)混合機(jī)下配好料的料罐運(yùn)至爐前加料系統(tǒng)的恒溫恒濕間，用電動(dòng)葫蘆將料罐吊至爐前受料斗正上方，受料斗內(nèi)中心鐵桿將料罐底端打開(kāi)，原料通過(guò)受料斗進(jìn)入到稱重倉(cāng)內(nèi)，稱重倉(cāng)通過(guò)3 個(gè)稱重傳感器支撐，凈料的重量傳到窯爐控制室，之后通過(guò)減量法加料。

3 爐前加料稱量系統(tǒng)的各組成的作用

1）單元料罐：料罐呈圓柱形，用來(lái)承裝混料機(jī)混合均勻的混合料，料罐的底部有個(gè)可以啟閉的卸料門(mén)，由中心鐵桿的上下移動(dòng)加以控制。卸料時(shí)，鐵桿下降，卸料門(mén)打開(kāi)，卸料時(shí)會(huì)引起分層和飛料現(xiàn)象，因此落差要盡量減小。

2）收塵器：為了減少料罐卸料時(shí)引起的飛料現(xiàn)象，每個(gè)受料斗單獨(dú)設(shè)置一臺(tái)收塵器，在卸料時(shí)吸收飛料，之后反吹，以確保配合料的原料質(zhì)量及配比準(zhǔn)確。

3）爐前稱重倉(cāng)：為向爐內(nèi)準(zhǔn)確供料，設(shè)置爐前稱重倉(cāng)，使用減量法進(jìn)行控制。稱重倉(cāng)放置于稱重倉(cāng)架臺(tái)上，用3 個(gè)稱重傳感器支撐。因部分原料受高溫容易結(jié)塊，故稱重倉(cāng)放置在離開(kāi)窯爐一定距離的位置處，以減少爐體高溫散熱的影響。

4）稱重傳感器：其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，安裝使用方便，測(cè)量可靠，適用于遠(yuǎn)距離控制。稱量時(shí)傳感器受重量的作用，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過(guò)放大平衡顯示出數(shù)字，同時(shí)通過(guò)比較器與定值點(diǎn)給定的信號(hào)比較，進(jìn)行自動(dòng)控制。稱重傳感器減少了杠桿稱重造成的誤差，使計(jì)量精度大大提高。稱重支架必須有較高的水平度，傳感器垂直安裝，必須保證角度和受力均勻。通常稱量誤差是設(shè)備沒(méi)有調(diào)整好造成的，因此應(yīng)當(dāng)對(duì)稱重系統(tǒng)定期使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行校正，并經(jīng)常維修，保證正常。

5）冷風(fēng)罩：因?yàn)楦G爐區(qū)域的溫度過(guò)高，稱重倉(cāng)緊鄰窯爐，為了避免因溫度過(guò)高使原料結(jié)塊，引入冷卻裝置——冷風(fēng)罩，依據(jù)溫度狀況冷風(fēng)罩通過(guò)閘閥來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，每個(gè)冷風(fēng)罩有4 個(gè)進(jìn)氣孔，可同時(shí)吹氣冷卻。

6）電動(dòng)振打器：為防止和消除稱重倉(cāng)內(nèi)的物料起拱等閉塞現(xiàn)象，每個(gè)稱重倉(cāng)下端專(zhuān)設(shè)一電動(dòng)振打裝置，此裝置工作時(shí)，振動(dòng)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，便產(chǎn)生了對(duì)料倉(cāng)壁的周期性高頻振動(dòng)，一方面使物料與倉(cāng)壁脫離接觸、消除物料與倉(cāng)壁的摩擦；另一方面使物料受交變速度和加速度的影響，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，從而有效地克服物料的內(nèi)摩擦力和聚集力，以消除料倉(cāng)內(nèi)物料間的相對(duì)穩(wěn)定性，使物料從料倉(cāng)口順利排出。

7）手動(dòng)閘板閥：通常閘板閥處于常開(kāi)狀態(tài)，只有出現(xiàn)異常如維修時(shí)，閘板閥才會(huì)關(guān)閉，用以截?cái)嘣系牧鲃?dòng)，待問(wèn)題解決后再打開(kāi)閘板閥。

8）螺旋給料機(jī)：原料經(jīng)過(guò)閘板閥后直接進(jìn)入螺旋給料機(jī)，給料機(jī)的頂端深入窯爐內(nèi)部。螺旋給料機(jī)出口端插入胸墻上部，為了避免該處受窯爐熱量輻射而溫度過(guò)高，在給料機(jī)前段配有水冷裝置，該裝置選用耐高溫原料焊接而成，內(nèi)通循環(huán)冷卻水。螺旋給料機(jī)可通過(guò)變速來(lái)調(diào)節(jié)給料量，并且能保持持續(xù)穩(wěn)定地投料。在窯爐后墻上開(kāi)兩個(gè)進(jìn)料口，并排布置兩臺(tái)給料機(jī)。正常情況下，一同供料，如果其中一臺(tái)要檢修時(shí)，另一臺(tái)也能滿足單獨(dú)投料的需要。但為了不影響加料精度，可備用一臺(tái)，并可瞬間更換。

9）熱電偶：測(cè)量水冷罩伸入窯爐內(nèi)部端內(nèi)端面的溫度，避免因溫度過(guò)高變形而影響加料。

4 爐前加料控制系統(tǒng)

由于人工加料會(huì)產(chǎn)生一些不可避免的問(wèn)題，如加料時(shí)間的準(zhǔn)確度、加料數(shù)量的精確度、加料分布的均勻度等等，而這些問(wèn)題會(huì)影響玻璃窯爐的加料量與出料量的平衡關(guān)系，導(dǎo)致液面波動(dòng)巨大。為更好地解決此問(wèn)題，使用了可編程控制器，以及可編程控制終端，以伺服系統(tǒng)為主動(dòng)力，通過(guò)軟件與硬件的相互結(jié)合、本地連續(xù)模式（手動(dòng)設(shè)定流量）、遠(yuǎn)程連續(xù)模式（遠(yuǎn)程DCS 設(shè)定流量）、遠(yuǎn)程批次模式（設(shè)定流量、批次運(yùn)行）、緊急模式（儀表、變頻器故障時(shí)使用）、手動(dòng)模式（振動(dòng)器手動(dòng)啟動(dòng)、停止）、報(bào)警復(fù)位按鈕、急停按鈕、現(xiàn)場(chǎng)按鈕盒、上下料位指示燈等方式實(shí)現(xiàn)加料機(jī)的控制。自動(dòng)加料根據(jù)液面儀檢測(cè)提供的加料信號(hào)，自動(dòng)完成加料和停料的動(dòng)作，不需人工干預(yù)，能夠保證玻璃液面的波動(dòng)在正常的范圍內(nèi)。上料位、下料位的信號(hào)是由二級(jí)螺旋給料機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的，當(dāng)上料位信號(hào)燈亮?xí)r螺旋給料機(jī)停止加料，10s 后再自動(dòng)加料；當(dāng)下料位信號(hào)燈亮?xí)r螺旋繼續(xù)加料，不會(huì)停止，下料位信號(hào)傳輸給上位DCS 處理。

5 結(jié)語(yǔ)

此次改造通過(guò)加料測(cè)試，加料平穩(wěn)準(zhǔn)確，反應(yīng)迅速，控制方便，調(diào)整容易，提高了液面的穩(wěn)定性，避免了液面的過(guò)大波動(dòng)，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。