科氏力煤粉计量稳定性研究

水泥中国建材报 2016-12-20

山东省日照市莒县海汇集团申克煤粉秤在使用过程中出现的问题主要为煤粉下料的波动，申克秤计量精度较高，设备制造较为精密，同时对煤的要求也很高，如果在秤体本身或者煤质方面出现问题，很容易导致测量偏差，致使控制失效。

在新型干法水泥生产中，稳定是一个非常重要的指标，稳定不仅包括原材物料的稳定、烧成系统的稳定、中控操作的稳定等，尤为重要的是煤粉供给的稳定。如果煤粉供给稳定性差，喷煤量忽轻忽重，极易造成窑内物料煅烧不均匀影响熟料质量，也可能使预热器形成结皮，甚至发生堵塞等现象，造成止料或停窑事故的发生。

颗粒细、密度小、易吸附空气，使得煤粉具有较好的流动性，流动性对锁风的要求较高，而设备及管道密封不严极易造成煤粉泄漏。同时煤粉又具有自燃性，自燃会造成仓内煤粉结焦、挂壁甚至发生爆炸，结焦产生的物料会造成下料不稳定，转子秤卡死，如果结焦煤粉随煤粉管道进入燃烧器，也会导致燃烧器堵塞，影响窑内煅烧。

山东省日照市莒县海汇集团使用的煤粉转子秤为MULTICOR K50及MULTICOR K80的申克称，公司自投产以来经常出现下料不稳波动较大、转子秤卡死等现象，经过公司设备主管人员不断对设备性能进行摸索，对故障的排查处理，总结出了一定的理论与实践基础，现煤粉转子秤运行已经得到较好改善，窑内煅烧及熟料质量保持稳定状态。

煤粉秤的原理就是利用科里奥立力以及秤内计量轮的转速来进行煤粉地计量。煤粉进入秤体，通过计量单元转动的计量轮，计量轮在旋转过程中，煤粉会进入计量轮周围的各个同等大小的料仓，然后沿K计量单元计量料仓进入下料管。计量轮旋转的力矩传送至K计量单元的称重传感器，而测速传感器测得计量轮的转速，计量轮旋转力矩与测速传感器测得的转速传入DISOCONT称重仪表进行运算，就可以算出煤粉的瞬时流量。

公式推导过程如下：

物料向K计量料仓壁流动，产生离心力 Z，离心力Z产生科里奥立力，科里奥立力作用于计量轮上，继而对计量轴产生一个与其旋转方向相反的力矩M。

煤粉产生的角动量为L=m×ω×R2（m为物料重量，ω为角速度，R为计量轮半径）,则角动量L与科里奥立力矩M之间关系式即为M=dL/dt=dm/dt×ω×R2，即可以得到角动量L的微分等于科里奥立力矩M。从而可以得到流量的计算公式为I=dm/dt=M/(ω×R2)。

煤粉产生波动的原因有很多方面，除秤体本身以外，还应该从其他方面检查原因所在。

一、煤粉仓下料不通畅引起波动

因为煤粉的密度小，容易吸水吸潮，且流动性差，所以极易在煤粉仓内形成煤粉结皮，其中煤粉仓的锥体底部是形成结皮的主要位置。在这时如果恰好秤体的给定值较高，煤粉供给无法满足给料机的使用量，就会造成下料不畅，造成明显波动。

二、煤粉秤出现故障产生波动

1、煤粉中有杂物进入秤内无法排出以及计量轮出现结皮。

科里奥立力秤对杂物的通过能力较差，当杂物进入秤内后无法及时排出，马上就会破坏计量轮的动平衡，造成负荷波动。因为负荷值作为重要的数据参与到流量的计算当中，所以流量也会随之发生波动。秤的皮重与初始值相比会发生变化，正常喂料时的测量值也会比实际值偏大。

2、煤粉进入秤体内部引起波动

如果空气轴承没有压缩空气的保护，煤粉进入齿轮箱及测量轴承，就会造成负荷不均匀的增加，产生计量波动。这时，齿轮箱内的齿轮油通过油镜观察会出现明显变浑浊或者发黑的痕迹，同时在秤体侧面消音器出口处也可能会出现煤粉，计量轮可能会频繁跳停，秤的皮重值与初始值相比变化明显。

3、秤体驱动皮带松动、给料机链条松动、给料机转子部分堵塞、助流系统软管堵塞、窑尾分配器堵塞、燃烧器管路堵塞等原因也可以造成波动。

4、不同批次的煤粉的属性不同，煤质差别较大的也可能导致下料波动。

在上述波动可能产生的原因中，下料不畅造成的波动是主要因素，我公司没有使用申克公司推荐的在煤粉仓锥体底部3米安装表面光洁度为国标8K（镜面）的冷轧不锈钢板，主要考虑的是施工质量难以保证，缝隙容易积存煤粉，存在安全隐患。刚投料生产时煤粉仓下料非常不稳，有时甚至会出现断料的情况，严重影响回转窑煅烧。针对此种现象，我们采取了锤敲，安装振打电机等效果甚微。在大修清仓的时候发现清出的煤粉都能轻易的握成团，煤粉湿度很大，水分在6%左右。而且经常使给料机堵转，使煤粉秤跳停，需要拆开下料管进行清理，造成止料。经过分析发现，波动基本出现在检修完成开窑时，而且头煤秤更严重一些，正常生产一天后基本不再出现下料不稳现象。点火前我们对原煤进行晾晒，减少水分，减少没有热风时窑头仓的结皮；投料后控制出磨煤粉温度（原来65℃，现在70℃）保证煤粉烘干，减少煤粉水分，减少结皮；检修时对窑头窑尾煤粉仓进行清仓，清除挂壁的结皮，保证下料顺畅。采取以上措施后，煤粉下料不稳现象得到解决，下料波动均可控制在规定范围内。

另外，煤粉秤在计量过程中相信很多水泥厂都遇到秤突然变虚了，计量不准确的现象，其实这主要是测量轮结皮造成的，因为煤粉的细度小，温度相对较高，很容易出现自燃和结焦。加上测量轮的煤粉流量大，通过量一般，结焦日积月累的粘在了测量轮上，影响的煤粉秤的计量。对于这个问题，我们一般采用申克秤的在线标定进行消除，或者在停机检修时清理测量轮，并重新对煤粉秤进行标定，消除累计误差，保证煤粉计量的准确性。

在煤的给定量不变的前提下，反馈数据出现不律波动，反馈值忽大忽小，而且齿轮箱有异响，这一般是齿轮箱自身故障造成的。其中齿轮箱中间的小齿轮轴承容易出现故障，它位于测量部分和传动轮之间，受力大，耐冲击力小，轴承很容易损坏，而且一般此处轴承的更换都由厂家完成。如果厂家人员到厂时间较长，将给水泥企业造成巨大的损失，所以需要自行拆装齿轮箱。要严格按照说明书图册要求逐层进行拆除清洗，在拆卸过程中一定要做好标记，不要动传感器螺丝，还要找个磁铁或小容器盛拆下的螺丝。因为很多螺丝都偏小，极易弄丢，且备件不容易买到。安装时要注意密封，注意侧量部分的松紧度，避免安装后侧量不准确，流态化底处的密封应该使用原厂的密封胶，那种密封胶密封效果好，安装完成后一定要对秤进行重新标定。

煤粉转子秤是新型干法水泥生产线中至关重要的一台设备，加强日常维护及使用管理，使设备正常、稳定运行，发挥精准计量作用，对生产运行及产品质量的稳定异常关键，希望我们的使用小结能对大家的生产带来些许帮助。

编辑：孔雪玲

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