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電子皮帶秤在電廠輸煤系統(tǒng)的應(yīng)用和維護(hù)論文
本文主要介紹了電子皮帶秤在電廠輸煤系統(tǒng)的安裝使用和維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，確保應(yīng)用電子皮帶秤在使用過程中穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。
0. 引言
電子皮帶秤是一種工業(yè)動(dòng)態(tài)連續(xù)計(jì)量器具，它在皮帶輸送系統(tǒng)中對(duì)散裝物料進(jìn)行連續(xù)計(jì)量，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、稱量準(zhǔn)確，使用穩(wěn)定、操作方便、維護(hù)量少等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛地應(yīng)用于電力、冶金、港口、化工、建材、煤炭、礦山等行業(yè)。本文以拉姆齊ICS-17型電子皮帶秤為例，主要介紹了其在電廠輸煤系統(tǒng)的安裝使用和維護(hù)方法。
1. 電子皮帶秤的系統(tǒng)組成和工作原理
電子皮帶秤由稱重橋架、稱重傳感器、速度傳感器和積算器4個(gè)主要部分組成，如圖1所示。
裝有稱重傳感器的稱重橋架安裝在輸送機(jī)的縱梁上，皮帶上的物料重量(kg/m)由稱重橋架支承的稱重托輥檢測(cè)，輸出一個(gè)正比于皮帶荷載的電壓信號(hào)(0～30mVDC)。直接聯(lián)結(jié)在從動(dòng)滾筒上或者大直徑的托輥上的速度傳感器，提供一系列脈沖，每個(gè)脈沖表示皮帶運(yùn)行的單位長(zhǎng)度，脈沖頻率(0～50Hz)與皮帶速度成正比。稱重傳感器和速度傳感器產(chǎn)生的信號(hào)送至積算器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后經(jīng)微處理器運(yùn)算處理后，得到瞬時(shí)流量、皮帶速度和累計(jì)總量等參數(shù)。
皮帶輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，瞬時(shí)物料流量q(t)=p(t)·V(t)，其中p(t)、V(t)分別為皮帶上單位長(zhǎng)度的物料質(zhì)量和皮帶運(yùn)行線速度。
一段時(shí)間內(nèi)通過皮帶輸送機(jī)的物料總量Q(T)等于瞬時(shí)流量q(t)在這段時(shí)間的積分：
Q(T)=∫0T q(t)·dt (1)
稱重傳感器將皮帶上單位長(zhǎng)度物料質(zhì)量轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的毫伏信號(hào)u(t);測(cè)速傳感器將皮帶速度V(t)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)f(t)。毫伏信號(hào)u(t)經(jīng)顯示儀表放大，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào);頻率信號(hào)經(jīng)顯示儀表整形，用于控制采集數(shù)字量信號(hào)的次數(shù)，實(shí)現(xiàn)皮帶上單位長(zhǎng)度質(zhì)量信號(hào)與速度信號(hào)乘積并積分的全過程：
Q(T)=k·∫0T u(t)·f(t)·dt=∫0T p(t)·V(t)·dt(K為系數(shù))
(2)
2. 電子皮帶秤的安裝
出廠的所有皮帶秤系統(tǒng)，精確度高、可靠性強(qiáng)。但是需要對(duì)皮帶秤進(jìn)行正確安裝和使用才能使其保持高精確度和穩(wěn)定性，因此嚴(yán)格按照電子皮帶秤的安裝工藝安裝，這對(duì)皮帶秤至關(guān)重要。
2.1 秤體的安裝
在整個(gè)安裝過程中很重要的一點(diǎn)是把秤安裝在輸送機(jī)張力和張力變化最小的地方，基于這個(gè)原因，秤最好是裝在輸送機(jī)靠近尾部的區(qū)域。安裝的部位應(yīng)有足夠的剛度和滿足要求的支撐，不應(yīng)有伸縮、接頭或縱梁的拼接，必要時(shí)要加固補(bǔ)償;秤最好不要裝在凹形或凸形曲線的輸送機(jī)上;如果秤必須安裝在帶凹型線段的皮帶上，那么與凹型曲線部分相切的那一點(diǎn)至少應(yīng)該離秤12m遠(yuǎn)，若不能考慮上述尺寸的界限時(shí)，則秤應(yīng)該是安裝在輸送機(jī)的直線段并在整個(gè)裝料區(qū)之外，前后至少有4組托輥與皮帶接觸;如果秤必須安裝在帶凸型曲線段的皮帶上，則建議在裝料點(diǎn)和秤之間的皮帶在垂直方向上不應(yīng)有弧形，弧形段必須在稱量段托輥(6m)或5倍托輥間距的地方。
2.2 稱重托輥的安裝
稱重托輥應(yīng)安裝在距離裝料點(diǎn)不小于5m處或9m處，還要注意為了減少與皮帶接觸的導(dǎo)料擋板或里面的物料的影響，距尾部導(dǎo)料擋板不得少于3個(gè)托輥間距。安裝時(shí)，稱重區(qū)域內(nèi)的托輥應(yīng)比兩邊的其他托輥墊高6mm，且縱向中心線應(yīng)與輸送機(jī)架托輥中心線重合，并與運(yùn)輸機(jī)縱向平行。
2.3 測(cè)速傳感器的安裝
測(cè)速傳感器一定要安裝真正以皮帶輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)的托輥軸上(注意不要安裝在驅(qū)動(dòng)滾筒上)或大直徑的測(cè)速滾筒上。測(cè)速滾筒應(yīng)安裝在回程皮帶上，要保證測(cè)速滾筒橫向與輸送機(jī)的縱向成垂直狀態(tài)，防止回程皮帶跑偏;測(cè)速滾筒和回程皮帶間要有一定的壓力，以保證測(cè)速滾筒和皮帶同步運(yùn)行不失速，并使皮帶與測(cè)速滾筒有10°～30°的包角，以確保速度測(cè)量的準(zhǔn)確，最低限度降低測(cè)速裝置與皮帶接觸打滑所產(chǎn)生的誤差。
2.4 電氣部分的安裝
電腦積算器的安裝位置應(yīng)避開潮濕和高溫環(huán)境，并安裝在振動(dòng)較小、遠(yuǎn)離變頻器、大功率電機(jī)等大型交流機(jī)電設(shè)備的地方，安裝高度應(yīng)滿足操作人員舒適地觀看及維護(hù)。應(yīng)當(dāng)避免將電子皮帶秤的信號(hào)電纜線與動(dòng)力電纜線平行鋪設(shè)，信號(hào)電纜線的屏蔽層也應(yīng)當(dāng)可靠接地，為了避免電磁感應(yīng)引起的干擾，并且應(yīng)當(dāng)盡可能地將電腦積算器的電源與電感性負(fù)載和大功率負(fù)載分開。電腦積算器和秤體屏蔽層應(yīng)可靠接地，接地電阻應(yīng)不大于4Ω。為了防止清掃皮帶輸送機(jī)架時(shí)，電路板被水浸泡或粉塵進(jìn)人接線盒內(nèi)，引起線路接觸不良或者內(nèi)部短路而損壞，現(xiàn)場(chǎng)儀表和接線盒應(yīng)密封良好。
3. 電子皮帶秤的日常使用和維護(hù)保養(yǎng)
電子皮帶秤安裝投入運(yùn)行以后，為了確保皮帶秤的準(zhǔn)確度和可靠性，日常還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行以下幾方面的維護(hù)保養(yǎng)工作。
3.1 稱重傳感器維護(hù)
皮帶秤的稱重傳感器在運(yùn)行一定時(shí)間后需要對(duì)兩個(gè)傳感器輸出毫伏值是否平衡進(jìn)行維護(hù)。具體方法是：測(cè)量?jī)蓚�(gè)傳感器的輸出電阻，應(yīng)為350Ω左右，如果電阻值偏差較大超過±10Ω，則說明傳感器故障，應(yīng)進(jìn)行更換。否則說明傳感器電阻正常。稱重傳感器在空載輸出約為6mV左右，測(cè)量?jī)蓚�(gè)傳感器的輸出毫伏值，如果兩個(gè)傳感器的輸出毫伏值相差在±0.1mV之內(nèi)，說明二者之間偏差較小，不需要進(jìn)行任何調(diào)整。如果二者偏差超過±0.1mV，則說明兩個(gè)傳感器之間不平衡，需要進(jìn)行調(diào)整。
3.2 測(cè)速輥筒定期維護(hù)
測(cè)速輥筒在每日定期巡檢時(shí)須仔細(xì)檢查是否有積煤，轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常。測(cè)速輥筒在運(yùn)行一段時(shí)間以后，須對(duì)軸承部分加油脂，即在測(cè)速輥筒部分加上固體的黃油用以潤(rùn)滑。加油工作每半年一次，如果日常巡檢過程中發(fā)現(xiàn)測(cè)速輥筒工作異常需要加油，則立即加油。
3.3 定期校準(zhǔn)
由于皮帶秤的零點(diǎn)間隔受到各方面因素影響，使皮帶秤的零點(diǎn)和間隔會(huì)發(fā)生不同程度的漂移，故應(yīng)定期校驗(yàn)，校驗(yàn)的周期應(yīng)根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)要求而定，建議在安裝初期零點(diǎn)每天校驗(yàn)一次，間隔每半月校驗(yàn)一次。
3.3.1 發(fā)生漂移的原因：
零點(diǎn)漂移的原因：①石塊或異物卡在稱重橋架內(nèi);②稱重橋架上積灰積料;③由于物料的溫度特性，輸送機(jī)環(huán)形皮帶長(zhǎng)度有所變化;④輸送皮帶粘料;⑤稱重傳感器嚴(yán)重過載;⑥秤架的嚴(yán)重變形;⑦電子測(cè)量單元或儀表故障;⑧皮帶跑偏。
間隔漂移的原因：①測(cè)速滾筒的滑動(dòng)或其直徑的變化;②輸送機(jī)皮帶張力變化;③稱重傳感器嚴(yán)重過載;④皮帶速度的變化;⑤秤架的嚴(yán)重變形;⑥電子測(cè)量單元或儀表故障。
3.3.2 校驗(yàn)
電子皮帶秤的校驗(yàn)方法有掛碼校驗(yàn)、鏈碼校驗(yàn)、實(shí)物校驗(yàn)多種，我司輸煤系統(tǒng)電子皮帶秤主要采用鏈碼校驗(yàn)。所謂鏈碼校驗(yàn)就是專用于對(duì)電子皮帶秤進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬實(shí)際物料的一種校驗(yàn)方式。
(1)鏈碼校驗(yàn)
鏈碼校驗(yàn)的整個(gè)過程應(yīng)包括零點(diǎn)校驗(yàn)和間隔校驗(yàn)。
�、倭泓c(diǎn)校驗(yàn)
先讓皮帶空載運(yùn)行30分鐘，再開始零點(diǎn)校驗(yàn)。若零點(diǎn)校驗(yàn)誤差在±0.05%之內(nèi)，不需要對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行改變。這時(shí)繼續(xù)進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，總共須進(jìn)行3次。若誤差超過±0.05%，須進(jìn)行零點(diǎn)改變。再重新進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，總之要保證在誤差范圍之內(nèi)的連續(xù)校驗(yàn)次數(shù)不少于3次。
�、陂g隔校驗(yàn)
零點(diǎn)校驗(yàn)合格后，接著進(jìn)行間隔校驗(yàn)。在皮帶秤運(yùn)行正常且皮帶上干凈無煤情況下，將循環(huán)鏈碼緩慢放下至正在轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶上，在鏈碼留在皮帶上有足夠長(zhǎng)度以后(即鏈碼要完全覆蓋皮帶秤的長(zhǎng)度，并在皮帶秤的兩側(cè)至少多出1m左右，就地有行程開關(guān))，開始間隔校準(zhǔn)。若間隔校驗(yàn)誤差在±0.25%之內(nèi)，不需要對(duì)間隔進(jìn)行改變。繼續(xù)進(jìn)行間隔校準(zhǔn)，總共須進(jìn)行3次。若誤差超過±0.25%，則須進(jìn)行間隔改變。重新進(jìn)行間隔校準(zhǔn)�？傊ＷC在誤差范圍之內(nèi)的連續(xù)校驗(yàn)次數(shù)不少于3次。
(2)直通實(shí)驗(yàn)
所謂直通實(shí)驗(yàn)、即火車來煤后，選取其中X列，先經(jīng)過軌道衡稱量后，將這X列火車煤經(jīng)翻車機(jī)翻向輸煤皮帶，最后通過電子皮帶秤進(jìn)行稱量。設(shè)軌道衡稱量的煤的重量為T1，電子皮帶秤稱量的煤的重量為T2，則電子皮帶秤的相對(duì)誤差：
δ=(T2-T1)/T1×100% (3)
因我公司使用的皮帶秤的準(zhǔn)確度等級(jí)是0.5級(jí)，所以皮帶秤的最大允許誤差為±0.5%，若|δ|<0.5%，證明皮帶秤的稱量是準(zhǔn)確的，若|δ|>0.5%，證明皮帶秤誤差偏大，需要對(duì)皮帶秤進(jìn)行鏈碼校驗(yàn)。鏈碼校驗(yàn)合格后，將皮帶秤投入使用，繼續(xù)做直通實(shí)驗(yàn)，根據(jù)直通實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出皮帶秤的相對(duì)誤差，若誤差|δ|>0.5%，繼續(xù)運(yùn)用上述方法進(jìn)行鏈碼校驗(yàn)，如此反復(fù)，直至皮帶秤的相對(duì)誤差在最大允許誤差范圍內(nèi)。
表1為我司2015年1～2月份進(jìn)行直通實(shí)驗(yàn)得到的皮帶秤的稱量數(shù)據(jù)，我們共做了3次直通實(shí)驗(yàn)，分別運(yùn)用公式(3)計(jì)算出每次皮帶秤的相對(duì)誤差，最后求出這3次直通實(shí)驗(yàn)的平均誤差=-0.90%。
7B皮帶秤鏈碼校驗(yàn)以后，我們?cè)賹?duì)其進(jìn)行直通實(shí)驗(yàn)，得出的稱量數(shù)據(jù)見表2，同樣運(yùn)用上述方法計(jì)算出這幾次實(shí)驗(yàn)的平均誤差=-0.024%，從中可以看出利用直通實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證皮帶秤是否超差，進(jìn)而決定是否要對(duì)皮帶秤再進(jìn)行鏈碼校驗(yàn)，對(duì)改善皮帶秤計(jì)量的準(zhǔn)確性，效果顯著。
結(jié)語
電子皮帶秤是一個(gè)動(dòng)態(tài)的計(jì)量衡器，特別是在電廠中它起著至關(guān)重要的作用，要想保證電子皮帶秤運(yùn)行的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，除了在安裝時(shí)要嚴(yán)格按照安裝工藝進(jìn)行外，還要做好電子皮帶秤的日常使用和維護(hù)保養(yǎng)工作。
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