粉煤灰的給料計(jì)量系統(tǒng)

　　1、供(貯)料倉(cāng)

　　供(貯)料倉(cāng)是保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定供料環(huán)節(jié)，從給料計(jì)量控制角度，要求料倉(cāng)的容積和結(jié)構(gòu)比較利學(xué)合理，力求確保倉(cāng)內(nèi)物料基本處于“活化”不板結(jié)狀態(tài)，保持物料倉(cāng)壓比較穩(wěn)定。物料基本以“整體流”方式從倉(cāng)內(nèi)連續(xù)、均勻、穩(wěn)定下料。避免出現(xiàn)“漏斗流”或塌倉(cāng)噴料和起拱、堵料現(xiàn)象；避免出現(xiàn)“氣栓”脈動(dòng)下料現(xiàn)象。為此，供料盡量設(shè)置中間倉(cāng)。為了確保連續(xù)，順暢、均勻下料，料倉(cāng)錐體與水平的夾角應(yīng)在60—70度左右，最低應(yīng)不小55度(氣化松動(dòng)料倉(cāng)可除外)，出料口亦不可過(guò)小。根據(jù)具體工藝條件，可以設(shè)計(jì)成非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)料倉(cāng)，或在料倉(cāng)錐體部位噴涂或加裝聚乙烯或特弗龍或不銹鋼板內(nèi)襯，也可加裝圓錐改流體或空氣松動(dòng)物料等裝置，以達(dá)到連續(xù)穩(wěn)定下料的目的。

　　另外，盡量保持物料的倉(cāng)壓穩(wěn)定，倉(cāng)內(nèi)物料料位波動(dòng)不可太快、太大。所以，應(yīng)設(shè)置料位檢測(cè)和控制裝置，而且，此料位測(cè)控裝置最好采用稱(chēng)重標(biāo)準(zhǔn)倉(cāng)方式的稱(chēng)重倉(cāng)，即測(cè)控料位，同時(shí)也做倉(cāng)內(nèi)物料計(jì)量和給料計(jì)量設(shè)備的“在線(xiàn)”校正標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)重倉(cāng)。即以此稱(chēng)重標(biāo)準(zhǔn)倉(cāng)的計(jì)量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，定期標(biāo)定、校驗(yàn)和調(diào)整粉煤灰給料計(jì)量裝置的工作狀態(tài)參數(shù)，使標(biāo)定校驗(yàn)工作簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確、省時(shí)、省力，為經(jīng)常、定期校驗(yàn)計(jì)量設(shè)備提供了條件，為保證粉煤灰給料計(jì)量準(zhǔn)確和長(zhǎng)期穩(wěn)定工作提供了保障。所以，設(shè)置稱(chēng)重標(biāo)準(zhǔn)倉(cāng)是十分必要的，尤其對(duì)于要求計(jì)量控制精度較高的使用場(chǎng)合，幾乎是不可缺少的。

　　如果采用氣力輸送或料倉(cāng)內(nèi)設(shè)置空氣松動(dòng)裝置，需要注意疏導(dǎo)排除空氣，使料倉(cāng)內(nèi)物料中盡量少的混雜和“悶壓”住空氣，并力求出料口處與料倉(cāng)內(nèi)氣壓基本平衡。如果出料口到下一級(jí)預(yù)給料裝置處于微負(fù)壓環(huán)境更為理想，避免呈現(xiàn)較大正壓狀態(tài)。否則，可能導(dǎo)致“氣栓”式脈動(dòng)或噴射性下料，破壞連續(xù)、均勻、穩(wěn)定下料，甚至造成堵料、沖跑料和失去控制，使預(yù)給料裝置無(wú)法正常工作。

　　再有，料倉(cāng)出料口的粉料螺旋閘門(mén)技術(shù)質(zhì)量常常被人們忽略。但是“小小”的螺旋閘門(mén)處理不好．也會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)麻煩。一般的螺旋閘門(mén)密封性能較差，容易出現(xiàn)噴灰漏料。有的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)困難費(fèi)力，從而影響生產(chǎn)正常運(yùn)行和生產(chǎn)環(huán)境。筆者參考德國(guó)技術(shù)設(shè)計(jì)的新型密封螺旋閘門(mén)，其主要特點(diǎn)是采用填料密封結(jié)構(gòu)。另外，對(duì)于像干粉煤灰這樣流動(dòng)性極好的傾瀉性物料，在實(shí)際生產(chǎn)使用中，可試著把閘門(mén)開(kāi)度逐步加大，但不一定完全打開(kāi)，能保證下料連續(xù)通暢即可，從而可減少倉(cāng)壓對(duì)出料狀態(tài)的影響，有利于出料均勻穩(wěn)定。

　　2、預(yù)給料裝置

　　凡是傾瀉性自由流動(dòng)的粉體物料給料計(jì)量控制系統(tǒng)，均需配置預(yù)給料裝置。干粉煤灰的給料計(jì)量系統(tǒng)，常用的預(yù)給料裝置有回轉(zhuǎn)葉輪給料機(jī)、螺旋給料機(jī)或水平葉輪給料機(jī)等。前兩種設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占空間高度小，操作維護(hù)簡(jiǎn)單方便、投資少，適用于一般給料計(jì)量場(chǎng)合。但一般的回轉(zhuǎn)葉輪給料機(jī)，往往結(jié)構(gòu)和加工精度不夠理想。尤其是側(cè)向和徑向間隙較大，常常會(huì)產(chǎn)生漏料、跑料．不能穩(wěn)定地控制瞬時(shí)給料量。所以，必須選用新型密封(結(jié)構(gòu))葉輪給料機(jī)或高精度的“富勒”葉輪給料機(jī)。而且，物料不得夾帶雜物和黏濕性過(guò)大。否則，容易造成卡料、堵料等故障，并且給料量調(diào)節(jié)范圍較窄。管螺旋給料機(jī)對(duì)物料適應(yīng)性相對(duì)較強(qiáng)，控制調(diào)節(jié)比較均勻平緩，而且可以根據(jù)物料和工藝特性，選用設(shè)計(jì)相適應(yīng)的螺旋結(jié)構(gòu)。所以，在工藝布置允許的條件下，推薦優(yōu)先選用管螺旋給料機(jī)。但是，對(duì)于作為預(yù)給料的螺旋機(jī)要求應(yīng)更高一些，如：螺旋間隙盡量較小，設(shè)有防沖料穩(wěn)流結(jié)構(gòu)等，并有適當(dāng)?shù)哪湍バ浴?

　　水平葉輪給料機(jī)，是帶攪拌葉分層給料的給料機(jī)。其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，占用空間高度稍大，基本克服了倉(cāng)壓對(duì)給料狀態(tài)的影響，給料比較均勻、穩(wěn)定。并且，進(jìn)料口較大，有利于料倉(cāng)下料通暢。但價(jià)格較高，對(duì)物料夾帶雜物、黏濕性和磨蝕性較敏感，設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1專(zhuān)用水平葉輪給料機(jī)

水平葉輪給料機(jī)由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，目前，多配用在轉(zhuǎn)子秤、環(huán)狀天平計(jì)重機(jī)和科里奧利質(zhì)量流量計(jì)等較重要的給料計(jì)量系統(tǒng)，在粉煤灰的給料計(jì)量系統(tǒng)中采用較少。

　　3、給料計(jì)量裝置

　　由于粉體物料的物性、流動(dòng)狀態(tài)和工藝環(huán)境要求常有差異且變化較大，采用的給料計(jì)量設(shè)備的種類(lèi)也較多。如：電子螺旋秤、粉料核子秤、固體物料流量計(jì)(包括：沖量流量計(jì)和溜槽流量計(jì))、轉(zhuǎn)子秤、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)和粉體物料定量給料(皮帶)秤等。但是，從給料計(jì)量設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，雖然少數(shù)廠家曾采用粉料核子秤和固體流量計(jì)等計(jì)量控制粉煤灰給料。但實(shí)際效果多不理想，難以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，計(jì)量控制精度較差，而且往往很不穩(wěn)定。所以，不推薦采用此類(lèi)給料計(jì)量裝置。而PFISTER轉(zhuǎn)子秤、SCHENCK科里奧利質(zhì)量流量計(jì)和燕山粉研的環(huán)狀天平計(jì)重機(jī)等，雖然具有較高的計(jì)量和控制精度，但設(shè)備價(jià)格較高，而且系統(tǒng)較為復(fù)雜，占用空間高度較大，對(duì)物料的水分、黏滯性和夾雜物等要求較嚴(yán)格，維護(hù)技術(shù)要求較高，對(duì)于極易吸潮、流動(dòng)性變化較大的粉煤灰計(jì)量也不夠理想。所以，目前粉煤灰的給料計(jì)量大多采用系統(tǒng)簡(jiǎn)單、對(duì)物料適應(yīng)性較強(qiáng)、價(jià)格便宜的電子螺旋秤、國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)子秤(相當(dāng)環(huán)狀天平計(jì)重機(jī))和粉體物料定量給料秤等。

　　3.1  給料計(jì)量設(shè)備方案比較

　　1)電子螺旋秤給料計(jì)量系統(tǒng)主要包括：可調(diào)速的預(yù)給料管螺旋給料機(jī)、恒速的計(jì)量螺旋機(jī)、稱(chēng)重傳感器和稱(chēng)重控制器等。

　　目前，國(guó)內(nèi)的電子螺旋秤大體可分為兩種：一種是自平衡結(jié)構(gòu)式，即計(jì)量螺旋秤體以支點(diǎn)為軸左右自重平衡(包括配重)。稱(chēng)重傳感器測(cè)量的主要是計(jì)量螺旋管內(nèi)的物料重。所以，稱(chēng)重傳感器的量程上限較小，測(cè)量靈敏度較高。但是，由于自平衡結(jié)構(gòu)限制，螺旋管一般很短，進(jìn)出料口距離一般在1.1—1.4m范圍，再加上螺旋間隙往往較大。所以，對(duì)于流動(dòng)性極好的傾瀉性物料的料流很難控制，從而造成計(jì)量不準(zhǔn)確和不穩(wěn)定，甚至沖跑料。因此，—般不適于粉煤灰物料的給料計(jì)量。

　　另一種是懸浮吊架結(jié)構(gòu)式，即所謂全荷或半荷式螺旋秤。其秤體支點(diǎn)為懸掛或下支承，此懸掛支點(diǎn)又分為設(shè)置或不沒(méi)置稱(chēng)重傳感器兩種(筆者推薦采用后一種)。出料口側(cè)由2只或1只稱(chēng)重傳感器吊掛或支承，計(jì)量螺旋處于懸浮吊掛狀態(tài)。因此，螺旋管可較長(zhǎng)，有利于控制料流和沖跑料現(xiàn)象。可以用于粉煤灰的稱(chēng)重計(jì)量。電子螺旋秤系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單、占用空間高度很小，但縱向尺寸較大。系統(tǒng)密封性好，價(jià)格便宜、維護(hù)簡(jiǎn)單，可靠性較好。但是，由于螺旋轉(zhuǎn)速不能代表物料實(shí)際流速，且沒(méi)有穩(wěn)定比例關(guān)系；電網(wǎng)的負(fù)荷、頻率、電壓波動(dòng)變化，使計(jì)量螺旋不能保持恒速運(yùn)行；螺旋軸、葉片黏附物料和間隙竄料造成零點(diǎn)變化不穩(wěn)，皮重過(guò)大使測(cè)量靈敏度較低等因素影響，致使螺旋秤計(jì)量精度往往很低，且不夠穩(wěn)定。

　　2)轉(zhuǎn)子秤和科里奧利給料計(jì)量系統(tǒng)由于設(shè)備價(jià)格限制，這2種設(shè)備用于粉煤灰給料計(jì)量時(shí)多采用國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品系統(tǒng)。主要包括：水平葉輪預(yù)給料機(jī)(或螺旋給料機(jī)、流量閥等)、計(jì)量秤體、稱(chēng)重和測(cè)速傳感器、稱(chēng)重控制器等，如圖2、圖3所示。

圖2轉(zhuǎn)子秤給料計(jì)量系統(tǒng)

圖3  科里奧利給料計(jì)量系統(tǒng)

它們的主要優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)密封性好，計(jì)量控制精度較高(配用水平葉輪給料機(jī)時(shí)為0.5％-1.0％)，運(yùn)行比較穩(wěn)定。但設(shè)備較復(fù)雜，占用空間高度達(dá)3m左右，設(shè)備價(jià)格較高。對(duì)物料水分、夾雜物控制較嚴(yán)，水分最好在1.5％以下，粒度<5mm。給料不穩(wěn)定或有雜物、結(jié)塊時(shí)，易產(chǎn)生堵料或卡料事故。管道內(nèi)上下不得存在壓差，否則產(chǎn)生的氣流會(huì)影響計(jì)量精度。轉(zhuǎn)子間隙小，磨損后會(huì)破壞密封，造成竄料、堵料等。由于粉煤灰富含晶體、玻璃體顆粒．對(duì)設(shè)備磨損性較強(qiáng)，且水分往往變化較大，容易結(jié)塊。所以采用上述設(shè)備時(shí)須慎重考慮。

　　3)粉料定量給料秤系統(tǒng)

　　粉料定量給料秤系統(tǒng)，主要包括：預(yù)給料機(jī)(一般采用穩(wěn)流管螺旋給料機(jī)或密封葉輪給料機(jī))、TDG (SF)型粉料定量給料秤、稱(chēng)重和測(cè)速傳感器及稱(chēng)重控制器等，如圖4所示。 

圖4  粉料定量給料秤給料計(jì)量設(shè)備系統(tǒng)

由于管螺旋給料機(jī)對(duì)物料和工作環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)、故障率低、流量調(diào)節(jié)平穩(wěn)，而且可以針對(duì)不同物料的特性配做不同的螺旋結(jié)構(gòu)，占用空間高度小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，所以，建議優(yōu)先選用管螺旋預(yù)給料機(jī)。

　　TDG(SF)型粉料定量給料秤具有獨(dú)特的新型尾部框架端頭、內(nèi)置式軸承、簡(jiǎn)便快捷地拆裝皮帶方式、改螺桿拉緊調(diào)節(jié)張緊為簡(jiǎn)便的滑塊調(diào)節(jié)、大直徑腰鼓形包膠滾筒等先進(jìn)技術(shù)。重力張緊與自動(dòng)調(diào)偏完美組合、獨(dú)特的內(nèi)清掃器、變頻調(diào)速軸裝直聯(lián)減速電動(dòng)機(jī)等新技術(shù)反映了當(dāng)代先進(jìn)水平。獨(dú)特的柔性料封導(dǎo)料槽，較好地解決了沖跑料和揚(yáng)塵問(wèn)題。系統(tǒng)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可靠，占用空間高度小，縱向尺寸稍大，價(jià)格便宜，約是上述二種國(guó)產(chǎn)化設(shè)備價(jià)格的1/5左右。系統(tǒng)對(duì)物料和工藝環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)物料水分等物性變化要求不嚴(yán)，流量調(diào)節(jié)范圍可達(dá)10：1以上，計(jì)量精度為0.5％—1.0％。操作維護(hù)簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
經(jīng)過(guò)在海螺、華新、淮北、宜興等廠長(zhǎng)期使用證明系統(tǒng)準(zhǔn)確可靠，完全滿(mǎn)足生產(chǎn)使用要求。綜合比較，筆者認(rèn)為：對(duì)于粉煤灰的給料計(jì)量，應(yīng)優(yōu)先選用粉料定量給料秤系統(tǒng)。

　　3.2  電氣控制設(shè)備的選配

　　稱(chēng)重控制器、稱(chēng)重和測(cè)速傳感器等電氣測(cè)控設(shè)備系統(tǒng)，是給科計(jì)量裝置的重要組成部分。但其具有較大的通用性和自由組合性。如：上述幾種給料計(jì)量系統(tǒng)，機(jī)械設(shè)備完全不同，性能特點(diǎn)差異較大，但電氣測(cè)控設(shè)備系統(tǒng)卻大體相同或類(lèi)似。所以，主要是根據(jù)具體工藝系統(tǒng)和設(shè)備檔次水平選配和組合。當(dāng)然，選配時(shí)要滿(mǎn)足使用功能要求，合理的匹配并注重實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、可靠。詳細(xì)介紹參見(jiàn)文獻(xiàn)[1]。

　　4、值得注意的幾個(gè)問(wèn)題

　　1)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速，調(diào)速范圍較寬工作特性好，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可靠性高，能適應(yīng)粉塵工作環(huán)境，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。所以，上述給料計(jì)量設(shè)備一般均采用變頻調(diào)速方式。

　　從技術(shù)方面，變頻調(diào)速范圍可達(dá)10：1。但在實(shí)際生產(chǎn)中常常不便調(diào)節(jié)料流負(fù)荷，并且一般均采用優(yōu)質(zhì)普通鼠籠型電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其僅適于在10-50Hz-范圍運(yùn)行，即調(diào)速范圍為5:1。為了確保電動(dòng)機(jī)不會(huì)產(chǎn)生“過(guò)流”和“過(guò)熱”現(xiàn)象，有利于長(zhǎng)期穩(wěn)定工作和使用壽命，電動(dòng)機(jī)最好在25～50Hz范圍工作，即理想的調(diào)節(jié)范圍為2:1左右。因此，不根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)使用要求，給定過(guò)大的流量調(diào)節(jié)范圍是一個(gè)誤區(qū)。容易導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)不佳，增加傳動(dòng)系統(tǒng)故障。所以，應(yīng)在滿(mǎn)足生產(chǎn)使用要求的條件下盡量采用較小的調(diào)速范圍。因此。給定的流量調(diào)節(jié)范圍應(yīng)切合實(shí)際。

　　2)3種給料計(jì)量系統(tǒng)的調(diào)速控制方式有所不同：電子螺旋秤計(jì)量系統(tǒng)預(yù)給料螺旋采用調(diào)速控制，  計(jì)量螺旋必須恒速運(yùn)行；轉(zhuǎn)子秤系統(tǒng)的預(yù)給料水平葉輪給料機(jī)和轉(zhuǎn)子秤都需要調(diào)速控制，粉料定量給  料秤系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)—般均采用預(yù)給料機(jī)調(diào)速控制給料，而粉料定量給料秤(皮帶)恒速運(yùn)行。但筆者提出并通過(guò)實(shí)踐證明，雙調(diào)速更科學(xué)合理，它雖然增加一套測(cè)速和調(diào)速環(huán)節(jié)，但是十分必要。即預(yù)給料機(jī)作為被控設(shè)備，采用變頻調(diào)速控制，粉料秤(皮帶)作為隨動(dòng)跟蹤控制調(diào)節(jié)。雙調(diào)速方案只有如下特點(diǎn)：

　?、儆捎陔p調(diào)速系統(tǒng)皮帶上的料層厚度(即負(fù)荷)比較穩(wěn)定，有利于克服料流不穩(wěn)定、沖跑料及揚(yáng)塵現(xiàn)象，從而有利于保證更好的控制精度和穩(wěn)定運(yùn)行。

　?、谂c皮帶恒速運(yùn)行方式相比，雙調(diào)速的給料量調(diào)節(jié)范圍可增大一倍以上，從而為生產(chǎn)過(guò)程的流量  調(diào)節(jié)帶來(lái)更大的空間便利。

　?、壑徽{(diào)節(jié)預(yù)給料機(jī)的給料速率，定量秤皮帶恒速運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)有明顯的長(zhǎng)滯后問(wèn)題，而雙調(diào)速方式幾乎是無(wú)滯后環(huán)節(jié)，從而更有利于控制質(zhì)量和控制精度。

　?、芏拷o料秤皮帶恒速運(yùn)行時(shí)，由于電網(wǎng)頻率、電壓，設(shè)備負(fù)荷的變化干擾，皮帶速度實(shí)際并不是是恒定的常數(shù)。因此，即使在正常的情況下，也會(huì)造成2％以上的誤差，從而降低了系統(tǒng)的控制精度。

　　另外，粉煤灰配料時(shí)應(yīng)注意2個(gè)問(wèn)題：一是經(jīng)過(guò)提升等輸送環(huán)節(jié)后物料的離析和揚(yáng)塵，二是提高活性問(wèn)題。此為工藝范疇，本文不做過(guò)多討論。不過(guò)筆者認(rèn)為從磨頭加入較磨尾加入更好。

　　5、結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)3種給料計(jì)量設(shè)備力案比較，筆者認(rèn)為采用粉料定量給料秤計(jì)量控制粉煤灰，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、工作可靠、計(jì)量準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、技術(shù)成熟，應(yīng)該成為首選方案。并且，此系統(tǒng)方案也基本適用于生料粉、窯灰、細(xì)磨礦粉等粉體物料給料計(jì)量系統(tǒng)。