【計量】科氏力煤粉計量穩定性研究

2021-01-19 水泥技術

  在新型幹法水泥生產中,穩定是一個非常重要的指標,穩定不僅包括原材物料的穩定、燒成系統的穩定、中控操作的穩定等,尤為重要的是煤粉供給的穩定。如果煤粉供給穩定性差,噴煤量忽輕忽重,極易造成窯內物料煅燒不均勻影響熟料質量,也可能使預熱器形成結皮,甚至發生堵塞等現象,造成止料或停窯事故的發生。

  顆粒細、密度小、易吸附空氣,使得煤粉具有較好的流動性,流動性對鎖風的要求較高,而設備及管道密封不嚴極易造成煤粉洩漏。同時煤粉又具有自燃性,自燃會造成倉內煤粉結焦、掛壁甚至發生爆炸,結焦產生的物料會造成下料不穩定,轉子秤卡死,如果結焦煤粉隨煤粉管道進入燃燒器,也會導致燃燒器堵塞,影響窯內煅燒。

  山東省日照市莒縣海匯集團使用的煤粉轉子秤為MULTICOR K50及MULTICOR K80的申克稱,公司自投產以來經常出現下料不穩波動較大、轉子秤卡死等現象,經過公司設備主管人員不斷對設備性能進行摸索,對故障的排查處理,總結出了一定的理論與實踐基礎,現煤粉轉子秤運行已經得到較好改善,窯內煅燒及熟料質量保持穩定狀態。

  煤粉秤的原理就是利用科裡奧立力以及秤內計量輪的轉速來進行煤粉地計量。煤粉進入秤體,通過計量單元轉動的計量輪,計量輪在旋轉過程中,煤粉會進入計量輪周圍的各個同等大小的料倉,然後沿K計量單元計量料倉進入下料管。計量輪旋轉的力矩傳送至K計量單元的稱重傳感器,而測速傳感器測得計量輪的轉速,計量輪旋轉力矩與測速傳感器測得的轉速傳入DISOCONT稱重儀表進行運算,就可以算出煤粉的瞬時流量。

  公式推導過程如下:

  物料向K計量料倉壁流動,產生離心力Z,離心力Z產生科裡奧立力,科裡奧立力作用於計量輪上,繼而對計量軸產生一個與其旋轉方向相反的力矩M。

  煤粉產生的角動量為L=m×ω×R2(m為物料重量,ω為角速度,R為計量輪半徑),則角動量L與科裡奧立力矩M之間關係式即為M=dL/dt=dm/dt×ω×R2,即可以得到角動量L的微分等於科裡奧立力矩M。從而可以得到流量的計算公式為I=dm/dt=M/(ω×R2)。

  山東省日照市莒縣海匯集團申克煤粉秤在使用過程中出現的問題主要為煤粉下料的波動,申克秤計量精度較高,設備製造較為精密,同時對煤的要求也很高,如果在秤體本身或者煤質方面出現問題,很容易導致測量偏差,致使控制失效。

  煤粉產生波動的原因有很多方面,除秤體本身以外,還應該從其他方面檢查原因所在。

  一、煤粉倉下料不通暢引起波動

  因為煤粉的密度小,容易吸水吸潮,且流動性差,所以極易在煤粉倉內形成煤粉結皮,其中煤粉倉的錐體底部是形成結皮的主要位置。在這時如果恰好秤體的給定值較高,煤粉供給無法滿足給料機的使用量,就會造成下料不暢,造成明顯波動。

  二、煤粉秤出現故障產生波動

  1、煤粉中有雜物進入秤內無法排出以及計量輪出現結皮。

  科裡奧立力秤對雜物的通過能力較差,當雜物進入秤內後無法及時排出,馬上就會破壞計量輪的動平衡,造成負荷波動。因為負荷值作為重要的數據參與到流量的計算當中,所以流量也會隨之發生波動。秤的皮重與初始值相比會發生變化,正常餵料時的測量值也會比實際值偏大。

  2、煤粉進入秤體內部引起波動

  如果空氣軸承沒有壓縮空氣的保護,煤粉進入齒輪箱及測量軸承,就會造成負荷不均勻的增加,產生計量波動。這時,齒輪箱內的齒輪油通過油鏡觀察會出現明顯變渾濁或者發黑的痕跡,同時在秤體側面消音器出口處也可能會出現煤粉,計量輪可能會頻繁跳停,秤的皮重值與初始值相比變化明顯。

  3、秤體驅動皮帶鬆動、給料機鏈條鬆動、給料機轉子部分堵塞、助流系統軟管堵塞、窯尾分配器堵塞、燃燒器管路堵塞等原因也可以造成波動。

  4、不同批次的煤粉的屬性不同,煤質差別較大的也可能導致下料波動。

  在上述波動可能產生的原因中,下料不暢造成的波動是主要因素,我公司沒有使用申克公司推薦的在煤粉倉錐體底部3米安裝表面光潔度為國標8K(鏡面)的冷軋不鏽鋼板,主要考慮的是施工質量難以保證,縫隙容易積存煤粉,存在安全隱患。剛投料生產時煤粉倉下料非常不穩,有時甚至會出現斷料的情況,嚴重影響迴轉窯煅燒。針對此種現象,我們採取了錘敲,安裝振打電機等效果甚微。在大修清倉的時候發現清出的煤粉都能輕易的握成團,煤粉溼度很大,水分在6%左右。而且經常使給料機堵轉,使煤粉秤跳停,需要拆開下料管進行清理,造成止料。經過分析發現,波動基本出現在檢修完成開窯時,而且頭煤秤更嚴重一些,正常生產一天後基本不再出現下料不穩現象。點火前我們對原煤進行晾曬,減少水分,減少沒有熱風時窯頭倉的結皮;投料後控制出磨煤粉溫度(原來65℃,現在70℃)保證煤粉烘乾,減少煤粉水分,減少結皮;檢修時對窯頭窯尾煤粉倉進行清倉,清除掛壁的結皮,保證下料順暢。採取以上措施後,煤粉下料不穩現象得到解決,下料波動均可控制在規定範圍內。

  另外,煤粉秤在計量過程中相信很多水泥廠都遇到秤突然變虛了,計量不準確的現象,其實這主要是測量輪結皮造成的,因為煤粉的細度小,溫度相對較高,很容易出現自燃和結焦。加上測量輪的煤粉流量大,通過量一般,結焦日積月累的粘在了測量輪上,影響的煤粉秤的計量。對於這個問題,我們一般採用申克秤的在線標定進行消除,或者在停機檢修時清理測量輪,並重新對煤粉秤進行標定,消除累計誤差,保證煤粉計量的準確性。

  在煤的給定量不變的前提下,反饋數據出現不律波動,反饋值忽大忽小,而且齒輪箱有異響,這一般是齒輪箱自身故障造成的。其中齒輪箱中間的小齒輪軸承容易出現故障,它位於測量部分和傳動輪之間,受力大,耐衝擊力小,軸承很容易損壞,而且一般此處軸承的更換都由廠家完成。如果廠家人員到廠時間較長,將給水泥企業造成巨大的損失,所以需要自行拆裝齒輪箱。要嚴格按照說明書圖冊要求逐層進行拆除清洗,在拆卸過程中一定要做好標記,不要動傳感器螺絲,還要找個磁鐵或小容器盛拆下的螺絲。因為很多螺絲都偏小,極易弄丟,且備件不容易買到。安裝時要注意密封,注意側量部分的鬆緊度,避免安裝後側量不準確,流態化底處的密封應該使用原廠的密封膠,那種密封膠密封效果好,安裝完成後一定要對秤進行重新標定。

  煤粉轉子秤是新型幹法水泥生產線中至關重要的一臺設備,加強日常維護及使用管理,使設備正常、穩定運行,發揮精準計量作用,對生產運行及產品質量的穩定異常關鍵,希望我們的使用小結能對大家的生產帶來些許幫助。

  作者:王光太 單位:山東省日照市莒縣海匯集團傳媒中心 來源:中國建材報

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