流量計在水泥廠(chǎng)煤粉計量的選型方案討論

煤粉制備車(chē)間是水泥廠(chǎng)生產(chǎn)系統極其重要的組成部分，其中的煤粉計量系統是重中之重。上海上儀股份公司結合工程設計及用戶(hù)使用體驗，對當前水泥廠(chǎng)煤粉計量系統普遍采用的雙管螺旋喂料機和固體流量計系統、科氏力計量秤系統和轉子秤計量系統三種計量方式的工藝性能進(jìn)行了綜合比較，并據此提出了選擇建議，以供同行或相關(guān)行業(yè)在設備選用時(shí)參考。煤粉計量系統是水泥廠(chǎng)一個(gè)極其重要的生產(chǎn)環(huán)節，計量系統的穩定、連續、準確是穩定回轉窯的熱工制度、降低煤耗、提高熟料質(zhì)量和保證設備安全運轉的關(guān)鍵因素。如果控制不好，生產(chǎn)中很容易發(fā)生跑煤或斷煤現象，輕者對熟料質(zhì)量和產(chǎn)量造成影響，重者會(huì )影響生產(chǎn)安全，甚至停窯檢修。因此，水泥廠(chǎng)選擇合適的計量設備至關(guān)重要。

1 煤粉計量系統的三種方式

1.1 雙管螺旋喂料機和固體流量計系統

該系統是由雙管螺旋喂料機與固體流量計組成。雙管螺旋輸送機是由兩個(gè)單管螺旋組成、一臺電機驅動(dòng)，由旋轉的螺旋葉片將物料推移而達到輸送的目的。與單管螺旋相比，雙管螺旋的輸送能力大、給料的穩定性強。固體流量計又名沖板流量計，是一種連續稱(chēng)量的給料設備，適用于連續均勻物料的計量。本系統中，煤粉倉內的煤粉由雙管螺旋喂料機輸送至沖板流量計進(jìn)行計量，雙管螺旋喂料機采用變頻調速控制，不僅能穩定流量，還可以通過(guò)沖板流量計反饋的信號調節喂料量，控制給料能力。在這兩個(gè)設備組成的系統中，雙管螺旋喂料機負責給料、輸送煤粉，沖板流量計負責計量。但實(shí)際生產(chǎn)中由于煤粉的流動(dòng)性很強，雙管螺旋喂料機的輸送量時(shí)大時(shí)小，經(jīng)常發(fā)生沖料現象，系統的計量十分不穩定，給窯的操作帶來(lái)非常不利的影響，嚴重時(shí)造成噴煤管因煤粉量過(guò)大而熄火。為了避免沖料，不少廠(chǎng)家傾斜安裝雙管螺旋喂料機，這樣雖然減少了沖料現象的發(fā)生，但卻影響了計量的精確性，造成計量精度很低。因此，該系統除一些老廠(chǎng)還在使用外，新建水泥廠(chǎng)已基本不再使用這種計量方式，一些老水泥廠(chǎng)甚至將其拆除進(jìn)行技術(shù)改造，安裝其它計量精度高的設備。

1.2 科氏力計量秤系統

該系統主要由穩流給料機和科氏力粉體流量計組成。穩流給料機是一種容積式給料設備，它本身的倉式結構能夠消除煤粉倉內料位高低變化時(shí)對其給料的影響，其內部設有水平回轉分格輪，分格輪每轉一周就能輸送相同容積的物料?？剖狭Ψ垠w流量計又名科里奧利秤，簡(jiǎn)稱(chēng)科氏力秤。它是以物體作相對運動(dòng)為條件、應用科里奧利力學(xué)方面的原理來(lái)計量粉體物料的質(zhì)量流量。本系統中，穩流給料機安裝在煤粉倉的下方，采用變頻調速控制，轉速可以調節，因此，可以根據系統要求調節煤粉的給料量，在穩定料流的同時(shí)，也實(shí)現定量給料的目的。煤粉從穩流給料機卸出后，進(jìn)入科氏力粉體流量計進(jìn)行計量，控制裝置根據科氏力秤瞬時(shí)流量測定值與設定值比較，將結果進(jìn)行反饋，調節穩流給料機的轉速，使瞬時(shí)值始終跟蹤設計值，從而使系統的實(shí)際流量與設定流量保持一致，以此來(lái)對喂煤量進(jìn)行計量與控制，實(shí)現系統的準確計量。該系統中，穩流給料機負責給料，科氏力秤負責計量，分工模式與螺旋喂料機和固體流量計組成的計量系統類(lèi)似，但計量精度要高很多。以科氏力秤計量煤粉，具有計量準確、容易控制、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)，已在許多水泥廠(chǎng)得到廣泛應用，使用效果良好。

1.3 轉子秤計量系統

該系統是專(zhuān)為喂煤設計的一種稱(chēng)量設備，此設備集稱(chēng)量、計量和煤粉輸送等功能于一身，不需額外配置煤粉輸送泵，直接采用氣力輸送方式，如圖3 所示。轉子喂料秤直接布置在煤粉倉下，不需要其它給料設備，僅需要在煤粉倉下料口至轉子秤進(jìn)料口設置一段喂料溜子即可。轉子喂料秤采用的是重力操作水平轉子的操作原理，電機采用變頻調速，煤粉從倉內卸到轉子后，被帶入稱(chēng)重區，經(jīng)過(guò)轉子秤稱(chēng)重區計量，得到的實(shí)測值（實(shí)際下料量）反饋到控制器與給定值進(jìn)行比較，如反饋值偏低，則轉子秤轉速增加，反之則降低。煤粉經(jīng)計量后直接進(jìn)入氣力輸送管路，非常終由羅茨風(fēng)機提供的輸送空氣輸送至用煤點(diǎn)，這一過(guò)程全部在一個(gè)結構簡(jiǎn)單的封閉式喂料機內完成。此系統喂煤均勻，密封性好，能防止發(fā)生沖煤現象，而且計量裝置靈敏度很高，抗干擾性很強，不但能檢測小流量時(shí)信號的變化，還不易受外界信號的干擾，短期精度和長(cháng)期精度都較高，長(cháng)期穩定性好。此外，該系統自動(dòng)化程度高，能夠適應現代化大中型水泥廠(chǎng)的自動(dòng)控制要求，尤其是計量控制范圍寬，既能滿(mǎn)足剛開(kāi)始調試時(shí)用煤量較少的要求，又能滿(mǎn)足正常生產(chǎn)和超產(chǎn)時(shí)用煤量較大時(shí)的需要，可方便地大范圍改變喂煤量，而不降低計量精度。

轉子秤計量系統非常早由德國 PFISTER 公司生產(chǎn)研制，計量煤粉時(shí)，單臺喂料能力非常大能達到40t/h，能滿(mǎn)足各種規模的水泥廠(chǎng)需要。由于設備成本價(jià)格昂貴，起初僅一些有實(shí)力的水泥企業(yè)使用，后來(lái) PFISTER 公司在國內成立了制造公司，再加上目前國內也有不少公司掌握了核心技術(shù)，也能夠生產(chǎn)制造，在極大程度上降低了采購成本。由于此設備結構緊湊、設計精巧、運行穩定、容易控制、計量精度高，越來(lái)越受到廣大水泥廠(chǎng)用戶(hù)的青睞，是當前煤粉計量系統的主要選擇方式。

2 三種計量系統的對比

中可以看出，固體流量計和科氏力秤計量系統的輸送方式都需要煤粉輸送泵 + 羅茨風(fēng)機為動(dòng)力，輸送泵一般采用螺旋泵，煤粉通過(guò)螺旋葉片輸送，再通過(guò)羅茨風(fēng)機供風(fēng)將煤粉吹走。根據現場(chǎng)使用情況看，輸送泵經(jīng)常出現故障，堵料和漏風(fēng)現象嚴重，造成系統停機。而轉子秤系統僅需要羅茨風(fēng)機為動(dòng)力就能完成輸送任務(wù)，因此，轉子秤系統的工藝流程要簡(jiǎn)單得多，此外，轉子秤工藝流程簡(jiǎn)單還體現在計量系統本身。轉子秤自身具備給料和計量功能，而固體流量計和科氏力秤分別需要配置雙管螺旋喂料機、穩流給料機才能完成計量功能。因此，轉子秤雖然前期設備投資要高一些，但是系統設備少了，維護檢修量也少，后期維護成本大大降低，轉子秤超高的計量精度和運行的穩定性是其它計量設備所達不到的。據某水泥廠(chǎng)用戶(hù)反饋，轉子秤設備投資雖然高，但與其它設備相比，計量精度高和運行穩定能節約用煤用電，減少生產(chǎn)損失，短時(shí)間內就能收回設備投資。綜合比較，轉子秤計量系統占據絕對優(yōu)勢。

3 結語(yǔ)

顯而易見(jiàn)，轉子秤計量系統的優(yōu)勢明顯，雖然前期設備投入較高，但轉子秤系統在煤粉輸送方面不需要設置專(zhuān)門(mén)的煤粉輸送泵，簡(jiǎn)化了工藝流程，并且其可靠的喂料及即時(shí)可調的喂料速度，在穩定產(chǎn)品質(zhì)量方面給用戶(hù)以很高的投資回報，從而降低熱耗和電耗，使其在新建的水泥廠(chǎng)中已作為首選；科氏力秤雖然在穩定性方面比轉子秤略遜一疇，但整體性能還可以，對于老廠(chǎng)改造或資金有限的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，也不失為一種不錯的選擇；雙管螺旋和固體流量計組成的計量系統，由于其計量精度和穩定性達不到要求，已逐漸被淘汰，在新建水泥廠(chǎng)中已無(wú)立足之地。綜上所述，上海上儀股份公司在水泥廠(chǎng)煤粉計量設備選擇方面，建議優(yōu)先選擇轉子秤計量系統。