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    基于PLC、觸摸屏、變頻器的煤粉計量控制系統

    2013-11-04 17:05 來源:互聯網 作者:洛小辰

    1 前言

    連續準確地對回轉窯和分解爐進行喂煤,是降低煤耗,提高熟料質量,保證設備安全和連續穩定運轉的關鍵因素。因此,喂煤計量控制裝置必須具有穩定、準確、動作迅速等特性。

    原來我公司采用由德國KHD成套設備公司提供的沖擊式固體流量計,由于該流量計容易受到外界的干擾,計量波動大,引起喂煤量的波動, 影響了窯的工況。喂煤裝置分隔輪是由直流電機拖動,直流電機的換向器和電刷的故障率較高,維護量很大。公司經過調研論證,決定進行技術改造,將其替換成2套由合肥水泥設計院生產的科氏力秤煤粉定量給料系統。該秤依據科里奧利原理設計,實現對窯尾分解爐和窯頭喂煤的計量及控制。

    2 科里奧利原理

    質量微粒m在以角速度ω轉動的系統中除受到離心力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,可測得質量m,這就是科里奧利原理,如圖1所示。

    1

    圖1 科里奧利原理示意


    測量原理的實現需要一個以恒定速度轉動的旋轉測量圓盤(測輪),其基本結構如圖1所示。由電機拖動的測輪被葉片分成數個導流槽,散狀物料由測輪中心上方進入測輪,經過錐形的轉向裝置后,形 成散料流,進入導向葉片之間的導流槽中,并被以恒定角速度ω旋轉著的導向葉片虜獲,物料因離心力FZ的作用而向測輪外邊緣運動,直至離開測輪被拋出。通過對物料所受科里奧利力FC的測量可得到物料的流量,工程中是通過測量FC對測輪的反作用力矩而測得物料流量的,這個力矩由測輪的驅動電機來補償(離心力FZ和摩擦力FR都不能在測輪徑向上產生力矩)。其計算式為:M=mωR2

    式中:M──測輪所受力矩,N?m;

    m──物料流量,t/h;

    ω──測輪角速度,1/s;

    R──測輪半徑,m。

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    圖2 測輪的基本結構示意


    3 科氏力煤粉秤組成及工藝流程:

    科氏稱中的主要設備有由煤粉稱重倉、水平回轉式穩流給料機(以下簡稱給料機)、科里奧利質量流量計(以下簡稱流量計)、螺旋輸送泵、回轉空壓機等組成。

    主要工藝流程是:從煤磨制備出來的煤粉進入煤粉倉,對煤粉進行稱重計量,要求達到一個合理料位,保證下煤穩定。煤粉倉底部與給料機連接,給料機按水平方向旋轉,煤粉就由給料機喂入流量計,在流量計中經過前文所述的處理后,進入螺旋輸送泵,與回轉空壓機中的壓縮風混合后,一起到達窯頭及分解爐(如圖3所示)。流量計僅作為計量設備,而給料機作為預給料設備。

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    圖3 煤粉喂料系統工藝流程簡圖


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    變頻器 觸摸屏 PLC

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