1前言
連續(xù)準(zhǔn)確地對(duì)回轉(zhuǎn)窯和分解爐進(jìn)行喂煤,是降低煤耗,提高熟料質(zhì)量,保證設(shè)備安全和連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素。因此,喂煤計(jì)量控制裝置必須具有穩(wěn)定、準(zhǔn)確、動(dòng)作迅速等特性。
原來(lái)我公司采用由德國(guó)KHD成套設(shè)備公司提供的沖擊式固體流量計(jì),由于該流量計(jì)容易受到外界的干擾,計(jì)量波動(dòng)大,引起喂煤量的波動(dòng),影響了窯的工況。喂煤裝置分隔輪是由直流電機(jī)拖動(dòng),直流電機(jī)的換向器和電刷的故障率較高,維護(hù)量很大。公司經(jīng)過調(diào)研論證,決定進(jìn)行技術(shù)改造,將其替換成2套由合肥水泥設(shè)計(jì)院生產(chǎn)的科氏力秤煤粉定量給料系統(tǒng)。該秤依據(jù)科里奧利原理設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對(duì)窯尾分解爐和窯頭喂煤的計(jì)量及控制。
2 科里奧利原理
質(zhì)量微粒m在以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)的系統(tǒng)中除受到離心力FZ和摩擦力FR外,還受到垂直于其運(yùn)動(dòng)方向的慣性力FC的作用,通過測(cè)量這個(gè)力,可測(cè)得質(zhì)量m,這就是科里奧利原理,如圖1所示。
測(cè)量原理的實(shí)現(xiàn)需要一個(gè)以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)測(cè)量圓盤(測(cè)輪),其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。由電機(jī)拖動(dòng)的測(cè)輪被葉片分成數(shù)個(gè)導(dǎo)流槽,散狀物料由測(cè)輪中心上方進(jìn)入測(cè)輪,經(jīng)過錐形的轉(zhuǎn)向裝置后,形成散料流,進(jìn)入導(dǎo)向葉片之間的導(dǎo)流槽中,并被以恒定角速度ω旋轉(zhuǎn)著的導(dǎo)向葉片虜獲,物料因離心力FZ的作用而向測(cè)輪外邊緣運(yùn)動(dòng),直至離開測(cè)輪被拋出。通過對(duì)物料所受科里奧利力FC的測(cè)量可得到物料的流量,工程中是通過測(cè)量FC對(duì)測(cè)輪的反作用力矩而測(cè)得物料流量的,這個(gè)力矩由測(cè)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)補(bǔ)償(離心力FZ和摩擦力FR都不能在測(cè)輪徑向上產(chǎn)生力矩)。其計(jì)算式為:M=mωR2
式中:M──測(cè)輪所受力矩,N·m；
m──物料流量,t/h；
ω──測(cè)輪角速度,1/s；
R──測(cè)輪半徑,m。
3科氏力煤粉秤組成及工藝流程:
科氏稱中的主要設(shè)備有由煤粉稱重倉(cāng)、水平回轉(zhuǎn)式穩(wěn)流給料機(jī)(以下簡(jiǎn)稱給料機(jī))、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)(以下簡(jiǎn)稱流量計(jì))、螺旋輸送泵、回轉(zhuǎn)空壓機(jī)等組成。
主要工藝流程是:從煤磨制備出來(lái)的煤粉進(jìn)入煤粉倉(cāng),對(duì)煤粉進(jìn)行稱重計(jì)量,要求達(dá)到一個(gè)合理料位,保證下煤穩(wěn)定。煤粉倉(cāng)底部與給料機(jī)連接,給料機(jī)按水平方向旋轉(zhuǎn),煤粉就由給料機(jī)喂入流量計(jì),在流量計(jì)中經(jīng)過前文所述的處理后,進(jìn)入螺旋輸送泵,與回轉(zhuǎn)空壓機(jī)中的壓縮風(fēng)混合后,一起到達(dá)窯頭
及分解爐(如圖3所示)。流量計(jì)僅作為計(jì)量設(shè)備,而給料機(jī)作為預(yù)給料設(shè)備。
4 科氏力喂煤計(jì)量控制系統(tǒng)自控部分簡(jiǎn)介
2套設(shè)備控制部分的原理相同,主要由1臺(tái)西門子的S7-200PLC(擴(kuò)展了1個(gè)模擬量輸入模塊EM231和1個(gè)模擬量輸出模塊EM232)。1臺(tái)西門子的觸摸屏TP170A,2臺(tái)ABB變頻器,還有稱重傳感器,力距傳感器,速度傳感器等組成。如圖4所示,圖中M1為給料機(jī),M2為流量計(jì)。
圖4科氏力控制系統(tǒng)示意圖
PLC的型號(hào)為CPU222,屬于小型PLC,但其指令功能非常豐富,能完成各種復(fù)雜控制功能。它具有8輸入/6輸出,共14個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。控制程序采用STEP-7Micro/Win32V4.0SP3編程軟件開發(fā)。
（立幟）
