新型干法水泥厂计量装置的选型和使用[1]_图文

1、重要手段之一,为此水泥生产厂商十分重视计量装置的选型和使用。目前水泥厂中常用的计量设备按其用途大致分为三类:(1配料计量用:构成生料或水泥的各种原料按设定比例配合好后入磨,借助于控制系统对各种物料流量大小及时进行调节控制,以满足生料质量性能指标的要求以及水泥标号和品种的要求。配料计量用多为固体物料,常采用的设备为定量给料装置的选翟和使用Weighing DeVice SeIection and AppIication in New Dry PrOCeSS Cement PIant口口孟军1,张卫民1,黄英诚2中图分类号:TQl72.614文献标识码:A文章编号:10016171(2004050

2、029041概述现代化干法水泥厂要求优质、高产、低耗,特别是水泥厂规模不断扩大,对原、燃料及半成品等进行精确的计量控制,就成为非常重要的环节。各种物料成分是否均齐稳定,直接影响生产过程,故测控装置已成为现代化干法水泥厂实施自动控制必不可少的装置,它是保证产品质量、降低能耗的(2入窑生料及喂料计量用:对生料和煤粉实确计量、及时调节和稳定喂料。计量物料为粉体物料,生料喂料计量常采用生料计量仓,在仓底配流量控制阀加固体流量计系统。煤粉喂料计量则可采用科立奥利秤、环状天平计重机、转子秤等。粉体物料的计量一直是计量领域的一个难题,对于生料,特别是煤粉,细度高,自流动性好,磨损快,粉尘大,物料性质及风压波

3、动较大,因此要求煤粉计量喂料和输送设备精度高,稳定性好。(3生产过程中各种物料的计量:用于工厂对各个生产过程中产量的考核。常采用的设备为通过式电子皮带秤、链斗秤和核子秤等。2定量给料机主要是用于块状、颗粒状、及粉状物料的自动连续称量、定量给料及配料计量控制装置。它由秤体和控制装置组成,秤体包括皮带、称量框架、传动机构、张紧轮、测速机构和导向托辊等,控制装置包括运算器,V/f转换器,变频调速器等。其工作原理是当称量段上的物料通过皮带、称量托辊和称量架时,物料重量由装于称量架的荷重传感器检测并发出相应的信号;速度变量由一个脉冲发生器测出,皮带的速度对应脉冲数,根据公式Q=q.v,将重量和速度乘积可

4、求得瞬时流量。因此控制输送带速度,即可控制流量。如果称量段上的重量负荷发生变化,通过改变速度,使设定的流量值不变。流量设定值由控制系统设定,并与瞬时流量值比较,其偏差值经过微机运算后,输出控制量,由调速装置调整电机转速,改变输送带的速度,使瞬时流量值跟踪、保证设定值。从结构和计量原理看,物料的重量测量和皮带的速度测量是影响该称计量精度的主要原因。因此要求皮带的张力和平直度要均匀一致,皮带具有较好的挠性。测量皮带速度要保证所测的带速与称量段的带速严格一致。另外,在使用过程中,当给料量较小时,物料的粒度和湿度对计量的准确也影响较大。因物料的粒度和湿度较大时,会造成出料不均匀或出料困难,以及粘皮带等

5、现象,对称重会产生明显影响。设计选型中应根据设备给料能力和所承受负荷情况,分别采用重型或轻型定量给料机。重型定量给料机其滚筒直径和托辊直径均较大,轻型定通讯地址:1天津水泥工业设计研究院收稿日期:2004一07一05;编辑:赵莲2004/5水泥技术天津300400;2江西万年青水泥股份有限公司,江西万年335500;29量给料机其滚筒直径和托辊直径均较小。设计选型中还应根据不同物料的流动特性选择适宜的料斗,才能保证连续稳定的物料流,使定量给料机实现精确地给料、配料。按流动特性,物料大致可分类如下:自由流动性好的块状和颗粒状物料,采用T4和T6型料斗;粒度较大或流动性相对较差的物料,采用出料口较

6、大的I.20料斗。V型系列振动料斗适用于水分较大、流动性较差、易起拱堵料的物料。该料斗设有自动振动装置,可按设定范围自动振动或连续振动。S型系列料斗适用于流动性好的粉状物料。对于水分大、流动性极差、仓底出料困难的物料,一般通过改变料仓锥角,加大开孔,仓底采用调速式板式喂料机或叶轮卸料器作为预给料机,把物料从仓中强制卸出,落到下部的定量给料机上,预给料机与定量给料机同步调速,采用此种方式经实践证明有效可行。在选型布置时,皮带应尽量水平,且不应过长。另外上游设备物料的给料应平稳均匀。当给料量小,物料的粒度和湿度均较大时,易出现给料波动,生产中一般采用加板喂机或叶轮卸料器的方式,做到均匀给料。皮带的

7、带速应尽量低,皮带的自重和张力要均匀,使用中需经常对秤体进行调整和维护,并经常进行调整实物标定。3固体流量计主要用于对散粒状物料进行自动连续定量给料、计量及配料。适用于较大瞬时流量物料的计量控制。目前在干法水泥厂中,多用于生料人窑喂料的计量,与生料计量仓和仓出口的流量控制阀配合使用,实现对窑系统的计量喂料。它由钢板壳体、导料管(导向溜槽、检测机构(检测溜槽、测重传感器和称重显示控制器等组成。它利用牛顿第二运动定律原理,当被测物料降落高度为一定值,其在重力作用下流入固体流量计内的测量溜槽,由于溜槽的偏转而产生的垂直分力作用在荷重传感器上,通过电阻应变式传感器输出信号,使得测量力和物料的流量成正比

8、。将测得的物料实际流量与预先设定的喂料流量相比较,用所得的偏差值来调节喂料装置,按设定的喂料速率进行喂料。带有荷重传感器的生料计量仓可起到稳定喂料的作用,并可对固体流量计的精度进行在线校正。(1使用中固体流量计上游的计量生料计量仓中的物料,应保持合理的仓位,如仓位合理,出仓物料就相对稳定。调节信号与物料实际增、减量之间的正比关系就更贴近,下料时波动范围也就小。一般仓内料位保持在l/32/3量限内较好。(2正常使用时,固体流量计壳体内的气流、外力及震动均可能对测量精度造成影响,一般应保证使壳体内有微负压,即在出料口位置加收尘风管,但应避免收尘器震打时的瞬时正压对测量结果造成影响。同时固体流量计与

9、其上下连接的设备应用软联接断开,保证不受力,还应保证基础不受外界影响。4科立奥利计量喂料系统科立奥利喂煤计量系统由德国Shenck公司开发,德国兰德霍夫水泥公司首先使用,目前在我国大中型水泥企业中得到广泛应用。它一般用于生料、煤粉、水泥及粉煤灰等粉状物料的计量和喂料。针对不同的物料特性,计量秤的内部配置及结构也不同,但用于喂煤计量系统最为广泛。图l为科立奥利秤体的结构图。它由水平星形给料机、科立奥利秤和控制系统三部分组成。科立奥利秤的核心部分是一个测-量轮,由一根轴驱动。当被测物料从测30量轮中心上方进入测量轮,经过锥形的转向装置后,形成散料流,被以恒角速度旋转的测量轮甩出,物料对测量轮的叶片

10、产生一个力,即“科立奥利”力。该力的大小与物料的数量成正比,因此只要测出该力的大小,便可得出物料的量。在科立奥利秤中,被测的是驱动测量轮的驱动扭矩,因为测量轮的半径是固定的,所以测出扭矩,即得出科氏力。物料微粒和测量轮之间,或者不同速度物料层之问的摩擦,对测量结果均无影响。由于该计量装置测的是瞬时扭矩,因此对应的是瞬时的流量。同时其测的是扭矩,不会受任何外力的影响,保证了其测量精度。它也不受物料性质、风压波动以及外力、基础震动的影响,这是它有别于固体流量计的。特点(1科立奥利秤体它以一个恒定角速度带动测量盘旋转,下端配测力矩传感器及速度传感器,有自己一套独立的传动装置。(2水平星形给料机由科立

11、奥利秤测得的实际流量在控制系统中与设定流量进行比较,输出信号,借助变频调速电机调整水平星形给料机的转速,实现流量控制。水平星形给料机上部有一机械搅拌器,作用是防止仓内煤粉起拱、起块,均化并均匀向行星给料器的各室填料,还可起到库与煤粉主输送管线锁风及强制预给料的作用。(3控制系统图1为科立奥利称体的结构简图CEMENT TECHNOLOGY 5/2004由Shenck(申克公司配套的控制系统没有专门的控制柜,为模块式结构,高度集成化,可任意扩充,调节简便。由于进料口直径较大为700mm,加上内置搅拌器,物流畅通。另外科立奥利秤计量喂煤系统还配有一煤粉输送管线气压补偿系统。借助此套系统,使水平行星

12、给料机煤粉入口处压力高于煤粉进入输送管线处的压力,从而将煤粉压入输送管线。由于水平行星给料机叶轮与壳体之间的间隙很小,因此这部分压力不能进入煤粉仓,而只能向下进入输送管线。采用这种气压补偿系统,下料更为顺畅。拉发基都江堰水泥公司3台煤粉计量设备,江苏京阳(5500t/d、安徽巢湖(2000d、冀东磐石(4000d、河北金牛(2000t/ d等均采用该喂煤计量系统,并已分别正常运行17年,效果较为理想。5环状天平计重机由北京燕山粉研精机有限公司引进日本技术制造。在我国多个水泥厂中投入使用,主要用于煤粉的定量喂料计量。环状天平计重机系统由定量给料机、流量计重机、送料锁气装置及控制系统组成。定量供给

13、机内的煤粉受到搅拌翼、转子、搅拌体的作用,以稳定的密度填充到叶轮内,旋转半周后,送到流量计重机内。流量计重机内的煤粉进入到叶轮内,经过叶轮的旋转,从出料口排出。流量计重机内半周的煤粉重量由荷重传感器检测,再经过与转速演算,变为流量信号。煤粉被送料锁气装置顺利地送到输送管内,并解决了输送风的反风问题。(1定量供给机专门用于流动性粉体的连续定量供给,它采用了特殊的非刚性密封技术,使煤粉、粉煤灰等粉体可稳定精确供给。供给机由调压机构、计量机构、调节机构三部分组成。调压机构作用2004/5水泥技术是使仓内的出料粉体不受仓压影响,使给料机内的粉体自动调压;计量机构保证了煤粉自由堆积,以稳定的堆积密度填充

14、到受盘里,通过叶轮的旋转,进行精确、均匀稳定的供给。供给量通过调节机构控制转速,可以进行精确的无级调节。(2流量计重机采用环状天平结构。其径向两端有两个支点,其支点的同轴线上有进料口和出料口。荷重传感器能精确的测出通过供给盘半周的粉体重量,其自动控制系统根据测得的流量信号与设定值之差来控制叶轮转数,实现自动定量控制。(3送料锁气装置粉体通过均压罐填充到锁气阀内,经锁气阀转子旋转锁风到出料口,进入输送管道内。由于转子叶片与壳体间密封材料的密封和减压作用,输送管中压缩空气不会窜入均压罐内,即使有少量空气窜人均压罐内,均压罐设置的抽气口可将气体排出,保证了环状天平计重机的正常运转。同时锁气装置的排出

15、口采用了喷嘴结构,有利于煤粉能顺畅的进入输送管。(1集供料、计量、输送、锁风于一体;(2计量方式连续;(3只计量粉体的供给重量,不发生零点变化;(4由于独特的非刚性结构,不会发生粉体的喷流现象,对磨损及温度变化也非常安全可靠。6转子喂料秤菲斯特转子喂料秤作为人窑煤粉计量喂料系统在我国众多水泥厂中使用已经屡见不鲜。转子秤在我国已有三百多台在运行,基本运行情况良好。转子喂料秤适用于煤粉的连续重量测量,煤粉自煤粉仓卸出进入水平叶轮扇区,经过称量惬的称重,并被直接输送到气力输送管路,其整个过程均在一个封闭式喂料机内完成。它由转子腔、进料管、进风管、送料管、称重31装置和驱动装置等组成。图2为转子喂料秤系统简图。转子平放在转子腔内,上下用密封板密封,将转子沿圆周方向均匀分割成若干行及列小格子,散状物料由转子直接从仓内卸出,带人称重区,在电机的驱动下,转子靠这些格子携带物料转过2600(从转子秤的加料点至物料送出点,其问通过称重点。被称重后的物料直接进入气力输送管路,在物料送出点下方由罗茨风机提供的压缩空气被引入输送用风并进风管,被称重后的物料经气力输送管路送至窑头喷煤管及分解炉。为