科里奧利煤粉定量給料秤的原理及實(shí)際應(yīng)用
一 測(cè)量科里奧利力,原理先進(jìn)
科里奧利煤粉定量給料秤的核心部分是一個(gè)測(cè)量輪,由主軸驅(qū)動(dòng)。被測(cè)物料由測(cè)量輪中央進(jìn)入,從旋轉(zhuǎn)著的測(cè)量輪甩出。物料便對(duì)測(cè)量輪的葉片產(chǎn)生一個(gè)力,這個(gè)力就是科里奧利力。而該力的大小和物料的質(zhì)量成正比,測(cè)出該力的大小就可得出物料的流量。在科里奧利粉體質(zhì)量流量計(jì)中,被測(cè)的是測(cè)量輪的驅(qū)動(dòng)軸的扭矩。由于測(cè)量輪的半徑是固定的,測(cè)出扭矩便得到了科里奧利力,同時(shí)間接得到了物料的瞬時(shí)流量。物料微粒和測(cè)量盤之間的摩擦和不同速度的物料層之間的摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響,保證了系統(tǒng)的精度。
力矩計(jì)算公式:M = m·ω·R2 。
式中:M 為力矩,ω為測(cè)量盤的角速度,R為測(cè)量盤的半徑。
科里奧利力計(jì)算公式為:Fd = 2·m·(V x ω)
式中:Fd為科氏力,ω為測(cè)量盤的角速度,V為物料被甩出測(cè)量盤時(shí)的速度。
實(shí)時(shí)流量 I: I = m x V
對(duì)流量進(jìn)行時(shí)間的積分便是所下的物料量Z:Z = I x t
式中:z 為累計(jì)值;t 為積分時(shí)間。
利用“科里奧利”力來測(cè)量流量,測(cè)的是瞬時(shí)料量的扭矩,由此測(cè)出實(shí)際的瞬時(shí)流量。
二 結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)
科里奧利煤粉定量給料秤在實(shí)現(xiàn)粉體物料高精度連續(xù)計(jì)量的同時(shí),具有無粉塵污染,結(jié)構(gòu)簡單,體積小,穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),由于機(jī)殼外部無任何元件,因此不受如風(fēng)力、振動(dòng)或任何其它干擾力影響。具有以下特點(diǎn):
◆科里奧利煤粉定量給料秤計(jì)量精度≤±0.5%
◆科里奧利煤粉定量給料秤采用科里奧利力原理,得出物料的瞬時(shí)質(zhì)量流量。因科里奧利力只與測(cè)量輪尺寸有關(guān),外部的不良因素(風(fēng)壓、落料、振動(dòng)等)不會(huì)對(duì)科里奧利粉體質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量產(chǎn)生影響,有效的保證了計(jì)量精度的精準(zhǔn)性。
◆科里奧利煤粉定量給料秤采用齒輪傳力機(jī)構(gòu),內(nèi)部采用氣密封, 保證了零點(diǎn)穩(wěn)定,將零點(diǎn)對(duì)計(jì)量的影響降到最低。
◆ 科里奧利煤粉定量給料秤采用C3精度等級(jí)的稱重傳感器。
◆ 科里奧利煤粉定量給料秤計(jì)采用SEW驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
三 科里奧利煤粉定量給料秤使用效果
1料氣比高。
科里奧利煤粉定量給料秤輸送煤粉的料氣比可以達(dá)到4~5kg/m3。高出其他轉(zhuǎn)子稱接近一倍。大大減少輸送煤粉的風(fēng)量,降低羅茨風(fēng)機(jī)能耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)在不同生產(chǎn)線上可降低羅茨風(fēng)機(jī)功率約5~50kw。
2降低一次風(fēng)量。
燃燒器送煤風(fēng)量與一次風(fēng)機(jī)送風(fēng)量有一定比例關(guān)系,大約為1:1.67。減少送煤風(fēng)量也減少了一次風(fēng)機(jī)送風(fēng)量,實(shí)際上就是減少冷空氣的送入量。在工藝上送煤風(fēng)也需要被加熱到物料同等的溫度(約1000℃),1Nm3冷風(fēng)被加熱到熱風(fēng)所需熱量為1300KJ。
采用科里奧利煤粉定量給料秤一條5000t/d生產(chǎn)線,每日可減少56000Nm3的一次風(fēng)量,如果按一年計(jì)算,可以節(jié)約60萬元原煤。
3 窯內(nèi)廢氣生成量減少 ,窯尾廢棄熱損失降低。
一次風(fēng)減少,窯內(nèi)的廢氣生成量減少,窯尾排出的廢氣熱損失減少。
4增加煤粉的燃燒速率。
一次風(fēng)是環(huán)境常溫風(fēng),一次風(fēng)的減少,勢(shì)必會(huì)增加二次風(fēng)的卷吸能力,同時(shí)是返混的熱煙氣更加容易混合到火焰的射流中,從而使煤粉的燃燒速率大大增加。
5減少有害氣體的排放。
煤粉的燃燒更加充分,燃燒時(shí)間縮短,使有害氣體NOx生成量明顯減少。
6增加燃燒器的使用壽命。
料氣比增加,一次風(fēng)量減少,風(fēng)速減少,風(fēng)道內(nèi)風(fēng)速減少,增加了管道和燃燒器的使用壽命。
7減少基建投資,節(jié)省水能電能。
科里奧利煤粉定量給料秤因體積小重量輕,無需做專用基礎(chǔ)。羅茨風(fēng)機(jī)因型號(hào)減小也可降低基礎(chǔ)費(fèi)用,避免功率太大需要水冷卻。采用科里奧利煤粉定量給料秤減少了基建投資,可節(jié)省水能電能。
四 科里奧利煤粉定量給料秤的安裝及使用維護(hù)
科里奧利煤粉定量給料秤安裝高度3米左右,總體重量輕,只需兩塊預(yù)埋鋼板。與煤粉倉下料口采用法蘭連接,整個(gè)設(shè)備的安裝無需任何安裝支架,安裝及拆卸十分方便。秤本體不需要收塵器。
系統(tǒng)維護(hù):除定期加注潤滑油外,不需要特殊維護(hù)和頻繁更換備件。水平星形預(yù)給料機(jī)和科里奧利計(jì)量單元獨(dú)立運(yùn)行,即使計(jì)量單元出現(xiàn)故障,星型給料機(jī)也可以正常給料,從而避免由于停車造成的損失。
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)內(nèi)部沒有與物料摩擦的部件,只有少量氣體通過測(cè)量盤,測(cè)量盤采用耐磨鋼,使用壽命在5年以上,筒壁貼有耐磨陶瓷。整體幾乎是免維護(hù)。
五 壓縮空氣消耗量
科里奧利煤粉定量給料秤只需壓縮空氣保持秤體和穩(wěn)流給料機(jī)的軸承周圍微正壓,防止煤粉進(jìn)入軸承而影響計(jì)量精度及軸承壽命,每臺(tái)煤粉秤共需壓縮空氣50Nm3/h。與轉(zhuǎn)子秤比較,轉(zhuǎn)子秤上帶有一個(gè)小穩(wěn)流倉,小倉底部下料處配置一個(gè)旋轉(zhuǎn)攪拌器,攪拌器需要壓縮空氣輔助攪拌,便于煤粉均勻穩(wěn)定下料,廠家要求每個(gè)攪拌器提供壓縮空100Nm3/h,每臺(tái)轉(zhuǎn)子秤共需壓縮空氣112Nm3/h。科里奧利煤粉定量給料秤消耗壓縮空氣相對(duì)較少。
六 科里奧利煤粉定量給料秤應(yīng)用情況
下面是我公司的煤粉秤在國內(nèi)某家2500T/D熟料生產(chǎn)線改造使用的案例。
圖中綠色線條為尾煤秤中控給定量,在中控給定量未變化時(shí),尾煤秤反饋量呈現(xiàn)小幅波動(dòng)曲線,說明煤粉秤鎖料不嚴(yán)密,控制柜通過調(diào)整變頻器頻率在調(diào)整。而出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)曲線,則說明給料機(jī)構(gòu)中沒有均勻來料,頻繁出現(xiàn)料多或料少的情況,導(dǎo)致反饋波動(dòng),同時(shí)在羅茨風(fēng)機(jī)壓力曲線也產(chǎn)生相應(yīng)波動(dòng)。
在給定量調(diào)整時(shí),由于給料機(jī)構(gòu)采用串聯(lián)結(jié)構(gòu),不能迅速滿足供料,因此出現(xiàn)較大的頻繁波動(dòng)調(diào)整。
我公司新型煤粉秤投入使用后的運(yùn)行曲線:
該曲線圖為2017年4月26日尾煤秤8小時(shí)運(yùn)行曲線圖。
由于穩(wěn)流給料機(jī)有鎖料作用,給定量和反饋量及時(shí)準(zhǔn)確,基本重合。尾煤羅茨風(fēng)機(jī)壓力穩(wěn)定,波動(dòng)范圍在20.39-22.4MPa。
分解爐出口溫度穩(wěn)定860-876℃之間。
綜上所述,對(duì)于水泥熟料燒成系統(tǒng),采用科里奧利煤粉定量給料秤在節(jié)能減排方面具有很大優(yōu)勢(shì),從經(jīng)濟(jì)效益上分析,典型5000tpd熟料生產(chǎn)線年節(jié)約用電近200萬kWh,節(jié)約用煤約4200噸??评飱W利煤粉定量給料秤沒有磨損部件,操作維護(hù)較簡單??评飱W利煤粉定量給料秤喂料精度高且穩(wěn)定,窯況容易保證。從設(shè)備成本上降低了水泥生產(chǎn)廠家的一次投入和長期維護(hù)成本??评飱W利煤粉定量給料秤作為水泥工業(yè)煤粉計(jì)量設(shè)備有較大的優(yōu)越性。
編輯:梁愛光
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