技術 | 礦粉喂料系統的改造

前言

某公司原用的礦粉喂料系統為2011年建成的科里奧利秤計量喂料系統，投入使用后一直存在較多問題，不能滿足正常使用要求。而且關鍵性的扭矩傳感器經常損傷，最短一次僅用一個月就再次返廠修理，采購成本和維修成本太高，給水泥磨系統的穩定經濟配料帶來很大的影響，為此，我們陸續對礦粉喂料系統進行了技術改造，取得了很好的效果。

原礦粉喂料系統工藝配置見圖1，科里奧利給料計量系統由于設備價格限制，我們采用的是國產系統。主要包括水平葉輪預給料機、旋轉計量秤體、扭矩傳感器、稱重控制器等，它們的主要優點是系統密封性好，但對物料水分、夾雜物控制較嚴，水分最好在1.5％以下，粒度<5mm。給料不穩定或有雜物、結塊時，易產生堵料或卡料事故。管道內上下不得存在壓差，否則產生的氣流會影響計量精度。由于礦粉富含晶體、玻璃體顆粒，對設備磨損性較強，且水分往往變化較大，容易結塊。嚴重時會將計量倉堵死，計量電機處于堵轉狀態，嚴重損傷扭矩傳感器。

圖1 原礦粉喂料系統

凡是傾瀉性自由流動的粉體物料給料計量控制系統，均需配置給料裝置。我們這套礦粉計量系統原用的是水平葉輪給料機，占空間高度小，操作維護簡單方便，投資少，適用于一般給料計量場合。但這臺水平葉輪給料機結構和加工精度都不夠理想，尤其是側向和徑向間隙較大，常常會產生漏料、跑料，不能穩定地控制瞬時給料量。而且，因為不可控的原因，來廠礦粉物料中夾帶雜物和粘濕性過大，容易造成卡料、堵料等故障，并且給料量調節范圍較窄。

后改為帶攪拌葉分層給料的新型水平葉輪給料機(圖2)，其結構較為復雜，占用空間高度稍大，基本克服了倉壓對給料狀態的影響，給料比較均勻、穩定。并且進料口較大，有利于料倉下料通暢。但價格較高，對物料夾帶雜物、粘濕性和磨蝕性較敏感。

圖2 新的水平葉輪給料機

水平葉輪給料機改造后，解決了倉內下料不暢的問題，使得計量物料流穩定連續，但科里奧利計量秤(圖3)本身的問題仍然沒有解決。

圖3 科里奧利計量秤

科里奧利秤的工作原理是按照科氏原理M=m×w×R2，在角速度恒定時，轉矩M正比于質量流量m，精確地測定轉矩M，在一定程度上也就測量出物料質量流量。對于一個繞固定軸旋轉的系統，測定它的動態轉矩是一件比較困難的事，早期測量這樣一個系統的動態轉矩是通過測定電機電流(負荷)間接地獲得轉矩的大小，但這種方法準確度較差，轉矩只是一個大概的數值，不能滿足高測量準確度的要求。

隨著傳感技術的發展，測量動態轉矩變得容易和準確，傳感器直接與轉動系統的轉軸相聯，并與轉軸同時轉動，轉矩的大小通過傳感器上的應變片產生的電信號輸出，由專門的儀表來測量。這種力矩傳感器如是靜態測量則毫無問題，但系統在不斷地連續運轉，其電信號的輸出變得比較復雜，必須加裝電刷滑環裝置。電刷滑環帶來的問題是信號的損失和使用壽命的減小，有資料表明，電信號通過電刷滑環輸出會有大約±(5‰～1％)誤差，而且隨著電刷滑環的磨損，這種誤差還會加大，顯然這一結果不太令人滿意。目前，國外這種類型傳感器的準確度為±1％，價格比較昂貴。國內同類型的傳感器準確度較低，一般在±(2％～5％)之間，而因為價格的原因，我們一直用的就是國產的傳感器。

計量秤主要存在的問題：

(1)計量波動無規律，數據嚴重失真，導致礦粉使用時質量無法控制，多次造成質量事故，嚴重影響生產的正常進行。

(2)傳感器安裝使用要求高，經常出現損傷，不僅大大增加了使用成本，而且嚴重干擾了正常生產配料。

我們經多種喂料秤比對，決定采用雙螺旋式礦粉計量系統對原礦粉喂料系統進行改造，在原有的礦粉庫下空間不足的條件下保證喂料的穩定性。

這套系統的穩流定量給料螺旋是集粉體物料輸送、稱重計量和定量給料控制為一體，機電一體化的專利產品，能適用于各種工業生產環境的粉體物料連續計量和配料控制系統；采用了多項先進技術，運行可靠，控制精度高；具有獨特的穩流結構，在整個進料口截面上料粉均勻下沉，不易結拱，不易沖料；螺旋間隙小，克服了回流沖料問題，避免管壁間隙中粘附物料；穩流給料螺旋和計量輸送螺旋之間為軟連接，可根據現場要求任意調整水平安裝角度。

其技術指標為：

計量準確度：優于±1％；

控制準確度：優于±1％；

量程范圍：單管：3～30t/h；雙管：5～50t/h；

適應物料細度：≤20％(4900孔篩余)；

適應物料水分：≤5％；

適用物料：粉煤灰、細磨礦渣等干粉狀物料。

這套雙螺旋礦粉計量系統主要由穩流給料螺旋、計量輸送螺旋、變頻器、荷重傳感器、測速傳感器和電控系統組成。針對不同的配料需要，有單管和雙管兩種不同的穩流螺旋。兩種產品的計量原理與控制原理相同，區別在于采用單管還是雙管穩

流給料裝置(雙管穩流給料裝置喂料量大)。

庫內底部設有專用充氣助流裝置，防止礦粉起拱及庫內料壓引起的下料不暢(僅在下料不暢時間歇使用，平時不用)。單管或雙管穩流給料螺旋安裝在礦粉倉下方，定量給料螺旋上方設有螺旋閘閥與倉底出料口連接，供檢修用。礦粉由倉底經單管或雙管穩流給料螺旋進入計量螺旋，經計量后進入下部輸送環節(圖4)。

圖4 雙螺旋礦粉計量系統

主要改造方案：

(1)擴大礦粉庫下料口，由原400mm×400mm擴大為800mm×800mm。

(2)拆除原計量及喂料系統，改用雙螺旋式計量礦粉計量系統。

系統改造后，礦粉喂料計量較為穩定，波動幅度為±1t/h，單管或雙管穩流給料螺旋具有獨特的穩流結構，在整個進料口截面上料粉均勻下沉，從結構上有效地解決了高流動性物料跑料、沖料問題，消除了礦粉倉內物料壓力對給料過程的影響，給料穩定可調。螺旋間隙小，克服了回流沖料問題，避免了管壁間隙中粘附物料。

穩流給料螺旋給料機與計量輸送螺旋給料機間物料供給采取溢流方式，且同步調速，以確保計量穩定。由于改造后下料口擴大為原來的4倍，且下料口部分的給料螺旋葉片采取了變螺距設計，有效地保證了庫內物料面的均勻下沉，避免了庫內物料起拱，保證庫內物料可以正常流出，因此庫內不需要再進行流化，降低了電耗。

單管或雙管穩流給料螺旋及計量螺旋均采用變頻調速，受其自行研發的TS-901控制器控制。TS-901控制器根據計量螺旋瞬時流量檢測值與流量設定值比較結果實時調控單管或雙管穩流給料裝置轉速。單管或雙管穩流給料螺旋、計量螺旋的進料口和出料口均呈180°錯位布置，物料在給料機內經迷宮式流動方能離開給料機。穩流給料螺旋和計量輸送螺旋之間為軟連接，采用密封結構，減少粉塵外揚。

穩流定量給料螺旋計量原理采用重力式計量裝置，其控制系統采用其自行研發的TS-901型控制器，穩流給料螺旋與計量螺旋同步調速，穩流給料螺旋物料填充系數為1.0，計量螺旋物料填充系數0.6，臺時產量最大范圍(1：10)調整時，重量信號真實，計量精度高，完全能夠滿足質量控制的要求。

作者：馬瑞

來源：《天津振興水泥有限公司》

微信公眾號：備件網（關注查詢更多資訊）

（本文來源網絡，若涉及版權問題，請作者來電或來函聯系！）