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流量計在水泥廠煤粉計量的選型方案討論

來源: 作者: 發布日期:2020-09-28 15:43:17

     摘 要:煤粉制備車間是水泥廠生產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。文章結合工程設計及用戶使用體驗,對當前水泥廠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行了綜合比較,并據此提出了選擇建議,以供同行或相關行業在設備選用時參考。AKx金屬管浮子流量計_金屬轉子流量計_玻璃管轉子流量計 - 淮安市三暢儀表有限公司

 
     煤粉計量系統是水泥廠一個極其重要的生產環節,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、提高熟料質量和保證設備安全運轉的關鍵因素。如果控制不好,生產中很容易發生跑煤或斷煤現象,輕者對熟料質量和產量造成影響,重者會影響生產安全,甚至停窯檢修。因此,水泥廠選擇合適的計量設備至關重要。
 
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,如圖 1 所示。雙管螺旋輸送機是由兩個單管螺旋組成、一臺電機驅動,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。但實際生產中由于煤粉的流動性很強,雙管螺旋喂料機的輸送量時大時小,經常發生沖料現象,系統的計量十分不穩定,給窯的操作帶來非常不利的影響,嚴重時造成噴煤管因煤粉量過大而熄火。為了避免沖料,不少廠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,該系統除一些老廠還在使用外,新建水泥廠已基本不再使用這種計量方式,一些老水泥廠甚至將其拆除進行技術改造,安裝其它計量精度高的設備。
雙管螺旋喂料機和固體流量計系統
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,如圖 2 所示。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。科氏力粉體流量計又名科里奧利秤,簡稱科氏力秤。它是以物體作相對運動為條件、應用科里奧利力學方面的原理來計量粉體物料的質量流量。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,也實現定量給料的目的。煤粉從穩流給料機卸出后,進入科氏力粉體流量計進行計量,控制裝置根據科氏力秤瞬時流量測定值與設定值比較,將結果進行反饋,調節穩流給料機的轉速,使瞬時值始終跟蹤設計值,從而使系統的實際流量與設定流量保持一致,以此來對喂煤量進行計量與控制,實現系統的準確計量。
科氏力計量秤系統
     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、性價比高的特點,已在許多水泥廠得到廣泛應用,使用效果良好。
 
1.3 轉子秤計量系統
     該系統是專為喂煤設計的一種稱量設備,此設備集稱量、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,被帶入稱重區,經過轉子秤稱重區計量,得到的實測值(實際下料量)反饋到控制器與給定值進行比較,如反饋值偏低,則轉子秤轉速增加,反之則降低。煤粉經計量后直接進入氣力輸送管路,非常終由羅茨風機提供的輸送空氣輸送至用煤點,這一過程全部在一個結構簡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信號的變化,還不易受外界信號的干擾,短期精度和長期精度都較高,長期穩定性好。此外,該系統自動化程度高,能夠適應現代化大中型水泥廠的自動控制要求,尤其是計量控制范圍寬,既能滿足剛開始調試時用煤量較少的要求,又能滿足正常生產和超產時用煤量較大時的需要,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 公司生產研制,計量煤粉時,單臺喂料能力非常大能達到40t/h,能滿足各種規模的水泥廠需要。由于設備成本價格昂貴,起初僅一些有實力的水泥企業使用,后來 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,也能夠生產制造,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,越來越受到廣大水泥廠用戶的青睞,是當前煤粉計量系統的主要選擇方式。
轉子秤計量系統
2 三種計量系統的對比
三種計量系統對比表
     從表 1 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 + 羅茨風機為動力,輸送泵一般采用螺旋泵,煤粉通過螺旋葉片輸送,再通過羅茨風機供風將煤粉吹走。根據現場使用情況看,輸送泵經常出現故障,堵料和漏風現象嚴重,造成系統停機。而轉子秤系統僅需要羅茨風機為動力就能完成輸送任務,因此,轉子秤系統的工藝流程要簡單得多,此外,轉子秤工藝流程簡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。據某水泥廠用戶反饋,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,減少生產損失,短時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勢。
 
3 結語
     顯而易見,轉子秤計量系統的優勢明顯,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門的煤粉輸送泵,簡化了工藝流程,并且其可靠的喂料及即時可調的喂料速度,在穩定產品質量方面給用戶以很高的投資回報,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,對于老廠改造或資金有限的用戶來說,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,在新建水泥廠中已無立足之地。
 
     綜上所述,在水泥廠煤粉計量設備選擇方面,建議優先選擇轉子秤計量系統。

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