礦粉喂料系統(tǒng)的改造

馬瑞

礦粉喂料系統(tǒng)的改造

Modification of Slag Powder Feeding System

馬瑞

1 原礦粉喂料系統(tǒng)及問題

原礦粉喂料系統(tǒng)工藝配置見圖1，科里奧利給料計量系統(tǒng)由于設(shè)備價格限制，我們采用的是國產(chǎn)系統(tǒng)。主要包括水平葉輪預(yù)給料機(jī)、旋轉(zhuǎn)計量秤體、扭矩傳感器、稱重控制器等，它們的主要優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)密封性好，但對物料水分、夾雜物控制較嚴(yán)，水分最好在1.5%以下，粒度＜5mm。給料不穩(wěn)定或有雜物、結(jié)塊時，易產(chǎn)生堵料或卡料事故。管道內(nèi)上下不得存在壓差，否則產(chǎn)生的氣流會影響計量精度。由于礦粉富含晶體、玻璃體顆粒，對設(shè)備磨損性較強(qiáng)，且水分往往變化較大，容易結(jié)塊。嚴(yán)重時會將計量倉堵死，計量電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，嚴(yán)重?fù)p傷扭矩傳感器。

圖1 原礦粉喂料系統(tǒng)

凡是傾瀉性自由流動的粉體物料給料計量控制系統(tǒng)，均需配置給料裝置。我們這套礦粉計量系統(tǒng)原用的是水平葉輪給料機(jī)，占空間高度小，操作維護(hù)簡單方便，投資少，適用于一般給料計量場合。但這臺水平葉輪給料機(jī)結(jié)構(gòu)和加工精度都不夠理想，尤其是側(cè)向和徑向間隙較大，常常會產(chǎn)生漏料、跑料，不能穩(wěn)定地控制瞬時給料量。而且，因為不可控的原因，來廠礦粉物料中夾帶雜物和粘濕性過大，容易造成卡料、堵料等故障，并且給料量調(diào)節(jié)范圍較窄。

后改為帶攪拌葉分層給料的新型水平葉輪給料機(jī)（圖2），其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，占用空間高度稍大，基本克服了倉壓對給料狀態(tài)的影響，給料比較均勻、穩(wěn)定。并且進(jìn)料口較大，有利于料倉下料通暢。但價格較高，對物料夾帶雜物、粘濕性和磨蝕性較敏感。

圖2 新的水平葉輪給料機(jī)

水平葉輪給料機(jī)改造后，解決了倉內(nèi)下料不暢的問題，使得計量物料流穩(wěn)定連續(xù)，但科里奧利計量秤（圖3）本身的問題仍然沒有解決。

圖3 科里奧利計量秤

科里奧利秤的工作原理是按照科氏原理M= m·ω·R2，在角速度恒定時，轉(zhuǎn)矩M正比于質(zhì)量流量m，精確地測定轉(zhuǎn)矩M，在一定程度上也就測量出物料質(zhì)量流量。對于一個繞固定軸旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，測定它的動態(tài)轉(zhuǎn)矩是一件比較困難的事，早期測量這樣一個系統(tǒng)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩是通過測定電機(jī)電流（負(fù)荷）間接地獲得轉(zhuǎn)矩的大小，但這種方法準(zhǔn)確度較差，轉(zhuǎn)矩只是一個大概的數(shù)值，不能滿足高測量準(zhǔn)確度的要求。

隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，測量動態(tài)轉(zhuǎn)矩變得容易和準(zhǔn)確，傳感器直接與轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸相聯(lián)，并與轉(zhuǎn)軸同時轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)矩的大小通過傳感器上的應(yīng)變片產(chǎn)生的電信號輸出，由專門的儀表來測量。這種力矩傳感器如是靜態(tài)測量則毫無問題，但系統(tǒng)在不斷地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，其電信號的輸出變得比較復(fù)雜，必須加裝電刷滑環(huán)裝置。電刷滑環(huán)帶來的問題是信號的損失和使用壽命的減小，有資料表明，電信號通過電刷滑環(huán)輸出會有大約±（5‰～1%）誤差，而且隨著電刷滑環(huán)的磨損，這種誤差還會加大，顯然這一結(jié)果不太令人滿意。目前，國外這種類型傳感器的準(zhǔn)確度為±1%，價格比較昂貴。國內(nèi)同類型的傳感器準(zhǔn)確度較低，一般在±（2%～5%）之間，而因為價格的原因，我們一直用的就是國產(chǎn)的傳感器。

計量秤主要存在的問題：

老砍頭到了寢宮，太監(jiān)、宮女早被打發(fā)走了，沒進(jìn)大門呢，老砍頭就聽見皇上在自言自語：“我也想通了，實(shí)在不行，我就投降，能封個安樂公，就心滿意足了。”

（1）計量波動無規(guī)律，數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真，導(dǎo)致礦粉使用時質(zhì)量無法控制，多次造成質(zhì)量事故，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

（2）傳感器安裝使用要求高，經(jīng)常出現(xiàn)損傷，不僅大大增加了使用成本，而且嚴(yán)重干擾了正常生產(chǎn)配料。

2 改造方案

我們經(jīng)多種喂料秤比對，決定采用雙螺旋式礦粉計量系統(tǒng)對原礦粉喂料系統(tǒng)進(jìn)行改造，在原有的礦粉庫下空間不足的條件下保證喂料的穩(wěn)定性。

這套系統(tǒng)的穩(wěn)流定量給料螺旋是集粉體物料輸送、稱重計量和定量給料控制為一體，機(jī)電一體化的專利產(chǎn)品，能適用于各種工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的粉體物料連續(xù)計量和配料控制系統(tǒng)；采用了多項先進(jìn)技術(shù)，運(yùn)行可靠，控制精度高；具有獨(dú)特的穩(wěn)流結(jié)構(gòu)，在整個進(jìn)料口截面上料粉均勻下沉，不易結(jié)拱，不易沖料；螺旋間隙小，克服了回流沖料問題，避免管壁間隙中粘附物料；穩(wěn)流給料螺旋和計量輸送螺旋之間為軟連接，可根據(jù)現(xiàn)場要求任意調(diào)整水平安裝角度。

其技術(shù)指標(biāo)為：

計量準(zhǔn)確度：優(yōu)于±1%；

控制準(zhǔn)確度：優(yōu)于±1%；

量程范圍：單管：3～30t/h；雙管：5～50t/h；

適應(yīng)物料細(xì)度：≤20%（4900孔篩余）；

適應(yīng)物料水分：≤5%；

適用物料：粉煤灰、細(xì)磨礦渣等干粉狀物料。

這套雙螺旋礦粉計量系統(tǒng)主要由穩(wěn)流給料螺旋、計量輸送螺旋、變頻器、荷重傳感器、測速傳感器和電控系統(tǒng)組成。針對不同的配料需要，有單管和雙管兩種不同的穩(wěn)流螺旋。兩種產(chǎn)品的計量原理與控制原理相同，區(qū)別在于采用單管還是雙管穩(wěn)流給料裝置（雙管穩(wěn)流給料裝置喂料量大）。

庫內(nèi)底部設(shè)有專用充氣助流裝置，防止礦粉起拱及庫內(nèi)料壓引起的下料不暢（僅在下料不暢時間歇使用，平時不用）。單管或雙管穩(wěn)流給料螺旋安裝在礦粉倉下方，定量給料螺旋上方設(shè)有螺旋閘閥與倉底出料口連接，供檢修用。礦粉由倉底經(jīng)單管或雙管穩(wěn)流給料螺旋進(jìn)入計量螺旋，經(jīng)計量后進(jìn)入下部輸送環(huán)節(jié)（圖4）。

圖4 雙螺旋礦粉計量系統(tǒng)

主要改造方案：

（1）擴(kuò)大礦粉庫下料口，由原400mm×400mm擴(kuò)大為800mm×800mm。

（2）拆除原計量及喂料系統(tǒng)，改用雙螺旋式計量礦粉計量系統(tǒng)。

3 改造后效果

系統(tǒng)改造后，礦粉喂料計量較為穩(wěn)定，波動幅度為±1t/h，單管或雙管穩(wěn)流給料螺旋具有獨(dú)特的穩(wěn)流結(jié)構(gòu)，在整個進(jìn)料口截面上料粉均勻下沉，從結(jié)構(gòu)上有效地解決了高流動性物料跑料、沖料問題，消除了礦粉倉內(nèi)物料壓力對給料過程的影響，給料穩(wěn)定可調(diào)。螺旋間隙小，克服了回流沖料問題，避免了管壁間隙中粘附物料。

穩(wěn)流給料螺旋給料機(jī)與計量輸送螺旋給料機(jī)間物料供給采取溢流方式，且同步調(diào)速，以確保計量穩(wěn)定。由于改造后下料口擴(kuò)大為原來的4倍，且下料口部分的給料螺旋葉片采取了變螺距設(shè)計，有效地保證了庫內(nèi)物料面的均勻下沉，避免了庫內(nèi)物料起拱，保證庫內(nèi)物料可以正常流出，因此庫內(nèi)不需要再進(jìn)行流化，降低了電耗。

單管或雙管穩(wěn)流給料螺旋及計量螺旋均采用變頻調(diào)速，受其自行研發(fā)的TS-901控制器控制。TS-901控制器根據(jù)計量螺旋瞬時流量檢測值與流量設(shè)定值比較結(jié)果實(shí)時調(diào)控單管或雙管穩(wěn)流給料裝置轉(zhuǎn)速。單管或雙管穩(wěn)流給料螺旋、計量螺旋的進(jìn)料口和出料口均呈180°錯位布置，物料在給料機(jī)內(nèi)經(jīng)迷宮式流動方能離開給料機(jī)。穩(wěn)流給料螺旋和計量輸送螺旋之間為軟連接，采用密封結(jié)構(gòu)，減少粉塵外揚(yáng)。

穩(wěn)流定量給料螺旋計量原理采用重力式計量裝置，其控制系統(tǒng)采用其自行研發(fā)的TS-901型控制器，穩(wěn)流給料螺旋與計量螺旋同步調(diào)速，穩(wěn)流給料螺旋物料填充系數(shù)為1.0，計量螺旋物料填充系數(shù)0.6，臺時產(chǎn)量最大范圍（1：10）調(diào)整時，重量信號真實(shí)，計量精度高，完全能夠滿足質(zhì)量控制的要求。■

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2017-01-13；編輯：趙蓮