煤粉計量科里奧利秤運行中的維護點滴
作者:林廷全、袁理（宜賓瑞興實業(yè)有限公司）
摘要：科力奧力秤優(yōu)點在于長期和短期精度都高，但其對物料要求也高，受限于其通過能力差，各種非正常因素對測控的影響較大，容易造成跟不上料、波動等現(xiàn)象，文中通對科力奧力秤工作原理、秤體結(jié)構(gòu)剖析，對煤粉特性的分析，結(jié)合生產(chǎn)中遇到的各種事例的分析，對造成煤粉波動的因素加以分析，總結(jié)出四大原因：一是煤粉下料不暢，二是異物堵塞，三是壓縮空氣問題，四是傳動機構(gòu)故障，并指出煤粉下料和異物因素占了相當(dāng)大的比重。在生產(chǎn)中通過比較測量輪壓重、給料機、測量輪速度、皮重以及羅茨風(fēng)機壓力等，判斷問題所在，提出了一定的操作方案，并對可能的問題提出了一定的改進預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞：科里奧利力；測量輪；給料機；通過性；流動性
引言：在新型干法水泥生產(chǎn)線中，煤粉的供給是一個關(guān)鍵的因素，煤粉的供給提供了分解爐和窯系統(tǒng)對生料加熱、分解、煅燒的能源，同時通過對頭尾煤供給量的控制對煅燒系統(tǒng)高溫物理化學(xué)反應(yīng)合理地調(diào)配，最終達到使熟料成品質(zhì)量穩(wěn)定。但是因煤粉有較高的流動性，鎖風(fēng)要求較高，同時物料易產(chǎn)生結(jié)露、起拱、塌庫等，導(dǎo)致計量控制較為困難，影響了窯的工況。我公司頭煤和尾煤計量采用申克公司的型號為MUTICOR K-40及MUTICOR K-80轉(zhuǎn)子稱，在前幾年的運行中，常出現(xiàn)物料波動、跟不上料等原因跳停，造成了生產(chǎn)上較大的損失，經(jīng)過多次的故障，通過專業(yè)服務(wù)人員交流，積累了一定的經(jīng)驗，現(xiàn)在對此稱的生產(chǎn)維護作一點小的總結(jié)。
一、流量計工作原理：
科里奧利力（Coriolis force）簡稱為科氏力，是對旋轉(zhuǎn)體系中進行直線運動的質(zhì)點由于慣性相對于旋轉(zhuǎn)體系產(chǎn)生的直線運動的偏移的一種描述�？评飱W利力來自于物體運動所具有的慣性。
科里奧稱工作原理如下圖：
質(zhì)量微粒m在以角速度ω轉(zhuǎn)動的系統(tǒng)中除受到離心力FZ和摩擦力FR外，還受到垂直于其運動方向的慣性力FC的作用，通過測量這個力，可測得質(zhì)量m，這就是科里奧利原理。實際上測量輪的基本機械結(jié)構(gòu)如下圖：
流量計整體的基本結(jié)構(gòu)如下：
流量計組成部分剖視圖：
煤粉由煤粉倉進入葉輪給料機時，首先經(jīng)過內(nèi)置攪拌器，被充分流態(tài)化，使其暢通，由葉輪給料機實現(xiàn)穩(wěn)定喂料，進入科里奧利質(zhì)量流量計被計量后進入煤粉輸送管道，輸送至窯頭或分解爐。測得的流量信號(實際值)輸入MULTICONT測控系統(tǒng)，實際值與設(shè)定值在系統(tǒng)中進行比較，及時輸出反饋信號，調(diào)節(jié)葉輪給料機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)穩(wěn)定喂料。從測量及控制對象來看，測量輪是用變頻器固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，控制的對象是給料機的轉(zhuǎn)速，因為測量輪固定轉(zhuǎn)速，保證了物料的各方向分力比例恒定，非常有利于準(zhǔn)確地測量物料質(zhì)量，測量的速度也是這個固定速度，所以可以針對性地將精度做得很高，又因為控制對象是給料機，和測量輪之間有管道緩沖，對給料機的調(diào)節(jié)對測量輪的測量精度影響微乎其微，秤體從設(shè)計上保證了測量和控制的精度。
煤粉由流量計流出后，經(jīng)過一段彎管進入輸煤管道，由于噴嘴兩邊的正負(fù)壓差(噴嘴位置需在安裝調(diào)試時確定)，這樣煤粉可以較容易地被輸送。同時，從噴嘴靠風(fēng)機端引出一條正壓管線，對葉輪給料機內(nèi)施加一個小的氣壓(葉輪給料機與流量計出料管間壓差約5000Pa)，使下料更為順暢，凈風(fēng)的風(fēng)壓僅需50000Pa即可將煤粉送出，不需設(shè)螺旋泵。葉輪與外殼間隙僅0.2mm，被煤粉填充，可以保持葉輪給料機上下的壓差，保證下料流暢及穩(wěn)定。該喂煤系統(tǒng)的葉輪給料機與煤粉倉出料管之間用法蘭聯(lián)接，流量計與葉輪給料機出料管之間、流量計出料管與煤粉輸送管線之間也用法蘭聯(lián)接，無需其它安裝支架，安裝高度低，安裝和拆卸維修方便；密封性能好，保持煤粉倉下料的環(huán)境干凈。
二、流量計應(yīng)用中出現(xiàn)的問題及要點分析:
由工作原理我們分析得出，測量的關(guān)鍵在于分格輪的慣性力FC及測量輪本身轉(zhuǎn)速的測量，得益于電力電子技術(shù)的發(fā)展，對上述參數(shù)的測量是比較容易的，但是如果有另外機械上的、物料上的原因，也很容易導(dǎo)致測量偏差，致使控制失效。不幸的是該秤通過能力差，對物料要求高，這方面的原因很容易導(dǎo)致控制失控。
我們在工作中對該秤的使用，也是由不清楚到明白，其間也經(jīng)歷了不少問題，在此將其現(xiàn)象及原因大致剖析，希各同行用戶能共同指正探討。
首先，我認(rèn)為要保證煤倉的下料順暢，煤粉密度低，易吸潮，倉內(nèi)流動性差，如果再加上環(huán)境溫度、濕度原因，則煤粉很容易在煤倉錐部結(jié)皮，這又促進倉內(nèi)煤粉更不容易向下進入到給料機內(nèi)，進一步惡化波動現(xiàn)象，不得不靠人工用敲擊方法對錐部作業(yè)來緩減。在出現(xiàn)這種問題時，操作人員發(fā)現(xiàn)在倉重較低的情況下，情況要好得多，我們分析在重倉情況下，錐部因下料有摩擦力，重倉加劇了摩擦力的阻礙作用，造成煤粉不能及時補充。在年度大修時，我們清空倉發(fā)現(xiàn)其錐部鏡面不銹鋼使用時間久了不是很光滑了，有的地方還的磨損，在全面研討后，我們首先將鏡面不銹鋼按申克公司推薦的8K鏡面不銹鋼重做，在對其環(huán)吹疏通過程中也了現(xiàn)了里面有不少煤粉，這可能是由于不銹鋼破損進入環(huán)吹的，影響了對煤粉的助流作用，另外，煤粉倉的收塵器在檢查過程中也發(fā)現(xiàn)風(fēng)管內(nèi)有結(jié)皮，還有一個彎管角度很死，這可能要影響倉內(nèi)氣體的排放，我們對此重新制作了管道，改善了倉內(nèi)氣體的排放。經(jīng)過上述幾方面的檢查改進，在檢修完成投入生產(chǎn)時，就很少出現(xiàn)過下料長時間跟不上，波動劇烈的現(xiàn)象了。
第二，進料的管理不能馬虎。這里說進料，也就是說并不只包含煤粉。有一次中修時，搞衛(wèi)生的臨工在做煤磨衛(wèi)生時，將雜物放到進煤倉拉鏈機上，而拉鏈機當(dāng)時并沒完全蓋好，結(jié)果這些雜物都拉到了倉里，投運后不久，流量計就嚴(yán)重不正常，打開后從葉輪給料機等處找出了大量掃帚、手套甚至碎玻璃之類的東西，科力奧秤相較其它秤有一個短板就是其通過能力較差，所以對物料的細(xì)度有較高的要求，所以當(dāng)異物進入時是很難及時排出的，在里面勢必要影響其動平衡造成負(fù)荷波動。此外，前級的磨機要向計量秤提供合格的煤粉，這就要求其煤粉干燥、細(xì)度好，如果磨機、選粉機工作異常，造成煤粉過粗，或水分重等問題，再或者有點雜物混合其中，則給料機和測量輪就容易堵塞、結(jié)皮，造成顯示虛高。還有一次檢修后啟機時反饋和實際相差較大，因開始時給煤量較低，都幾乎用不了，我們經(jīng)過仔細(xì)檢查后，最終了現(xiàn)皮重和平時有巨大差別，以前的皮重只有400多，現(xiàn)在有2000多點了，后來拆開檢查時發(fā)現(xiàn)測量輪上有較嚴(yán)重的結(jié)皮，清理后重新校正皮重又回到500左右了，分析應(yīng)該是因為點火前沒有對測量輪檢查清理，檢修期間氣候潮濕，煤粉可能濕度大，才造成結(jié)皮現(xiàn)象，煤粉粘在測量輪上，造成了計量嚴(yán)重誤差，結(jié)果當(dāng)然是中控拼命加產(chǎn)量，實際煤還是沒下，同時因壓重虛高，造成給料機幾乎停轉(zhuǎn)，儀表檢測異常停機。
第三，是壓縮空氣的問題。申克公司對壓縮空氣進氣口壓力要求3.5bar--4bar，L1，L2任何時候壓力都應(yīng)該是1.8bar—2.0bar。壓縮空氣的作用，一是促進煤粉在流態(tài)化底板上的流動，二是形成空氣軸承，避免煤粉進入齒輪箱及測量軸承。壓縮空氣的壓力不能過大也不能過小，壓力過大，對流態(tài)化底底板和空氣軸承都是較大的沖擊，我們在以前的檢修中，就發(fā)現(xiàn)流態(tài)化底板和中心軸接縫處破了一個洞需要更換，齒輪箱也因為空氣夾煤粉在軸上沖出了較深的痕跡而不得不返廠，同時壓力過大，可能將煤粉上揚造成流動紊亂，影響計量不說，還有進入氣路油路的隱患。而壓力過小，造成的后果也是顯而易見的，煤粉將不能有效地浮動起來，對其流動性有較大影響，煤粉有可能只在測量機構(gòu)內(nèi)部打轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響其實際流量，而且煤粉也容易進入齒輪箱及測量軸承，久而久之，這套設(shè)備就報廢了。我們在這里要重點注意申克配套的唐納森過濾器的工作狀態(tài)，因為唐納森過濾器是主動循環(huán)再生系統(tǒng)，并不是簡單的靜態(tài)過濾，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在使用久了以后就有可能出現(xiàn)各種問題，我們有一臺過濾器就出現(xiàn)了在排水階段漏氣的問題，造成周期性的停機，就是因為排水階段壓力過低，觸發(fā)了其壓力開關(guān)使計量秤保護跳停，而當(dāng)時我們想應(yīng)急將壓力開關(guān)短接暫時使用，但在排水階段仍因空氣壓力低，流量反饋還是嚴(yán)重下降不能工作。
第四，是各動力機構(gòu)的傳動問題，主要是測量輪電機皮帶盤故障多一點，這主要是因為其不像普通皮帶傳動一樣，該傳動帶是齒形皮帶，同時內(nèi)有鋼絲加強，彈性上不如普通橡膠帶，要求我們上的時候不能不緊，基本套上不掉就可以了，我們以前對其松緊程序把握不好，偏緊，結(jié)果用不了多久就磨壞了，有一次還將電機傳動軸拉得有點變形，傳動皮帶拉裂、打滑，就造成速度測量不穩(wěn)定，對控制系統(tǒng)的影響也是很大的，這是大家需要注意的。
總結(jié)：
通過對科里奧利秤工作流程的分析和實際工作中遇到的問題，總結(jié)出該秤的優(yōu)點和不足。該秤長期短期精度高，運行穩(wěn)定，受處力干擾小，需要送風(fēng)機要求不高，在水泥生產(chǎn)線窯系統(tǒng)作為供煤能提供比較穩(wěn)定的運行，對維持產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定有很好的作用。其缺點在于其通過能力差，對物料以及空氣的質(zhì)量要求較高，實際工作中，異物以及空氣水分等對其影響較大，在維護中除了設(shè)備自身的維護保養(yǎng)之外，對外圍因素的管理還應(yīng)大大加強。
在維護中可以通過儀表各種參數(shù)，如載荷（Load）、速度（Speed）等反饋出來，如公司現(xiàn)尾煤秤給料量15.8T/h，對應(yīng)載荷約14Kg左右，測量輪轉(zhuǎn)速為固定 266（有微小波動），送風(fēng)壓力40Kpa，頭煤秤給料量13T/h，對應(yīng)參數(shù)分別為13Kg，250，32Kpa，我們通過觀察相關(guān)參數(shù)的變化，不難分析出物料在秤里的流動狀態(tài)，如測量輪有異物時，載荷會增加，同時送風(fēng)壓力減小，而斷料的時候，載荷會減小，送風(fēng)壓力也會減小，這在我們歷經(jīng)的故障中是能觀察到的。據(jù)申克公司介紹，該產(chǎn)品對通訊方面的支持也較完善，實際生產(chǎn)中，有的生產(chǎn)線通過總線通訊就能在中央控制室觀察到眾多參數(shù)變化，并且校正也可遠(yuǎn)程完成，這對問題的判斷就更加直觀有效了。
以上問題，都是我們實際工作中的一點小的總結(jié)，希望對大家的工作有一定幫助。
參考文獻：
[1] 申克煤粉秤調(diào)試手冊 徐洪安 2005/4/15
[2] MULTICELL Instruction Manual Explosion Protection 申克集團公司
[3] 煤粉喂料系統(tǒng)維護指導(dǎo) 申克集團公司
[4] 基于 DC-Master 控制的申克轉(zhuǎn)子稱調(diào)試及操作手冊 王尋英 2009/5/5
[5] DISOCONT 質(zhì)量流量給料機說明手冊BV-H2118CH 申克集團公司
[6] 煤粉秤產(chǎn)生波動的原因分析 申克公司 陸鳴
[7] 煤粉申克秤空氣軸承的故障處理 袁寶 張劍等 《水泥》2010.6
