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1問題的提出
某廠共有八臺(tái)鍋爐,通過四條皮帶輸送機(jī)上煤。為解決鍋爐用煤量的計(jì)量問題，在這四條皮帶機(jī)上安裝了電干皮帶秤。但原皮帶秤在運(yùn)行過程中由于設(shè)備技術(shù)狀況、使用環(huán)境等因素的影響，致使計(jì)量結(jié)果失準(zhǔn)，每次的復(fù)檢數(shù)據(jù)都嚴(yán)重超差。
2原因分析及對(duì)策論證
2.1電子皮帶秤的構(gòu)成及工作原理
電子皮帶秤一般由機(jī)械秤框、稱重傳感器、測(cè)速傳感器、顯示儀表等四部分構(gòu)成。如圖1所示。

當(dāng)皮帶輸送物料時(shí)，稱量段上的物料重量通過皮帶稱量拖輟載臺(tái)作用于稱重傳感器，稱重傳感器將重量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（mV級(jí)），送入運(yùn)算器，經(jīng)過放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換等變換成數(shù)字信號(hào)。裝在回程皮帶上的測(cè)速傳感器把皮帶運(yùn)行的速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，送入運(yùn)算器。運(yùn)算器將兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行乘積運(yùn)算，從而得出物料的重量累計(jì)值及瞬時(shí)量并顯示。運(yùn)算器的計(jì)算方法一般有積分法和累加法兩種數(shù)學(xué)模式。
2.2技術(shù)要求
根據(jù)公司內(nèi)部對(duì)輸煤量的核算要求，結(jié)合皮帶輸送機(jī)的實(shí)際條件，皮帶秤的準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)該達(dá)到n級(jí)秤的要求，即對(duì)于任何等于或大于最小累計(jì)載荷的物料，其最大允許誤差如表1所示。

2.3誤差原因分析
由皮帶秤結(jié)構(gòu)原理及重量累計(jì)值的計(jì)算方法可知，它的計(jì)量準(zhǔn)確度是由稱重傳感器與測(cè)速傳感器所檢測(cè)到的單位長(zhǎng)度上的物料重量以及皮帶運(yùn)行速度決定的。在實(shí)際稱量過程中，由于稱重拖輾非準(zhǔn)直度、皮帶張力及皮帶運(yùn)行阻力等“皮帶效應(yīng)”的影響，使得皮帶秤具有由其組成結(jié)構(gòu)及工作方式?jīng)Q定的計(jì)量誤差。它的現(xiàn)場(chǎng)安裝與使用條件也是引起計(jì)量誤差的因素。因此,皮帶秤的計(jì)量誤差可分為以下幾個(gè)方面：
（1）稱重力誤差δ1
δ1是皮帶秤誤差分量中最重要的部分，它主要由稱重拖視的非準(zhǔn)直度及皮帶張力變化引起。皮帶所輸送的物料重量?F可由式（1）得出：

而在非理想運(yùn)行狀態(tài)下,由于物料的波動(dòng)，計(jì)算皮帶所輸送物料重最應(yīng)將皮帶張力的變化等“皮帶效應(yīng)”考慮進(jìn)去，由此可得出皮帶秤的稱重力誤差δ1為：

(2)皮帶速度誤差δ2
皮帶速度誤差主要由安裝位置、皮帶跑偏以及滾輪直徑發(fā)生變化引起
(3)信號(hào)處理誤差為δ3
信號(hào)處理誤差是顯示儀表對(duì)稱重傳感器與測(cè)速傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換等處理運(yùn)算過程中產(chǎn)生的誤差。
(4)校準(zhǔn)誤差δ4
校準(zhǔn)誤差的產(chǎn)生原因:①校準(zhǔn)方法與校準(zhǔn)周期；②校準(zhǔn)時(shí)皮帶秤與皮帶機(jī)系統(tǒng)的工作狀況與日常計(jì)量時(shí)的狀況之間,存在著諸如皮帶張力、皮帶轉(zhuǎn)圈數(shù)等方面的差異。
(5)環(huán)境影響誤差
環(huán)境影響因素主要由溫度、濕度、振動(dòng)和電磁下擾等引起。
2.4對(duì)策
通過以上對(duì)皮帶秤計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因的分析，靖合熱電輸煤現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際，應(yīng)采取如下解決辦法。
2.4.1皮帶秤秤架
稱量輸送皮帶上物料重量，首先需要用稱重框架把物料重量傳遞給稱重傳感器，并且要求它僅傳遞物料對(duì)皮帶的垂直作用力，而不使任何水平分力傳給傳感器。因此，皮帶秤架的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行工況的變化，都會(huì)引起稱重力誤差。
根據(jù)皮帶秤稱重框架結(jié)構(gòu)，可分為單拖輾組式和多拖輾組式。多拖輻組式電子皮帶秤有效稱量段長(zhǎng)、皮帶上不均勻荷重、皮帶跑偏等對(duì)稱量準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性的影響較小。
2.4.2稱重傳感器
稱重傳感器是皮帶秤力與電轉(zhuǎn)換的核心部件，它的形式和性能指標(biāo)決定了測(cè)力的準(zhǔn)確度，也是引起稱重力誤差的一個(gè)主要因素。
(1)稱重傳感器的數(shù)量。
以前使用的皮帶秤秤架中裝有一只傳感器，也行過程中因皮帶跑偏、物料在皮帶上堆積偏向一側(cè)引起偏心載荷，影響稱量準(zhǔn)確度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸送機(jī)運(yùn)行的實(shí)際情況，應(yīng)在秤架中選用兩只便于連接的S型拉伸式稱重傳感器，兩只傳感器采用并聯(lián)工作方式。保證稱量準(zhǔn)確度。
(2)稱重傳感器的量程°
為保證皮帶秤稱量結(jié)果的準(zhǔn)確度，克服傳感器在低量程段線性度差的缺點(diǎn)。傳感器的量程應(yīng)根據(jù)皮帶秤的最大流量來(lái)選擇。在實(shí)際工作中，要求稱重傳感器的有效量程在20%-80%之間，線性好，精度高。
2.4.3測(cè)速傳感器
測(cè)速傳感器的作用是檢測(cè)皮帶的線速度，速度檢測(cè)的準(zhǔn)確程度，直接影響到皮帶秤最后計(jì)量的準(zhǔn)確度。
測(cè)速傳感器按檢測(cè)速度信號(hào)方式，分為非接觸式和接觸式。接觸式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝維修方便，應(yīng)作為首選。
2.4.4校準(zhǔn)方式
皮帶秤是對(duì)動(dòng)態(tài)物料進(jìn)行連續(xù)累計(jì)稱量，它的準(zhǔn)確度的保持，依賴于頻繁的日常校準(zhǔn)工作。
(1)校準(zhǔn)方式優(yōu)缺點(diǎn)比校。
皮帶秤的校準(zhǔn)方法有:掛碼校準(zhǔn)、健碼校準(zhǔn)、實(shí)物校準(zhǔn)三種。
掛碼校準(zhǔn)與鏈碼校準(zhǔn)方法，不能充分地模擬皮帶秤實(shí)際工作狀況下的多種潛在的誤差源，尤其產(chǎn)生不了象實(shí)物運(yùn)行中所具有的那樣大的皮帶張力。因此就產(chǎn)生了校準(zhǔn)過程中無(wú)法消除的誤差。同時(shí),掛碼與鏈碼校準(zhǔn)方式，校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)值是依據(jù)理論計(jì)算出的值,而不是量值傳遞的計(jì)量值。由皮帶秤的工作原理可知，實(shí)物校準(zhǔn)的實(shí)質(zhì)是化動(dòng)態(tài)為靜態(tài)的一種校準(zhǔn)方法，是電子皮帶秤量值溯源最準(zhǔn)確的方法,校準(zhǔn)結(jié)果真實(shí)可靠。
(2)校準(zhǔn)方式的確定。
實(shí)物校準(zhǔn)的方法一般分為兩種：
•離線實(shí)物校準(zhǔn)。用汽車衡、靜態(tài)軌道衡等做為標(biāo)準(zhǔn)秤，把通過皮帶秤的物料從輸送線取出進(jìn)行靜態(tài)稱量，將稱量結(jié)果與皮帶秤累計(jì)值進(jìn)行比較。由于需要?jiǎng)佑么罅繖C(jī)械設(shè)備，在實(shí)際操作中不易實(shí)現(xiàn)；
•在線實(shí)物校準(zhǔn)。將用料斗秤架在皮帶輸送機(jī)的適當(dāng)位置上，當(dāng)物料通過料斗秤計(jì)量后,再導(dǎo)入皮帶稱重段進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)量，將兩者計(jì)量結(jié)果做比較、修正Q該檢測(cè)方法速度快，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。因此應(yīng)該采用在線實(shí)物校準(zhǔn)的方法對(duì)皮帶秤進(jìn)行實(shí)物校準(zhǔn)。
3方案確定
通過以上分析與論證，根據(jù)冃前我公司整個(gè)輸煤系統(tǒng)輸送量的要求，最終確定了I期兩臺(tái)，n期兩臺(tái)皮帶秤及各自配套的實(shí)物校驗(yàn)設(shè)備。
4具體實(shí)施
由前面分析可知，系統(tǒng)的安裝與調(diào)試技術(shù)，也是確保皮帶秤計(jì)量的準(zhǔn)確性，減小及克服計(jì)量誤差的重要條件。
4.1系統(tǒng)安裝
由輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)原理可知，驅(qū)動(dòng)輪是張力及其變化較大的地方，因此在稱重結(jié)果不受輸送機(jī)尾輪結(jié)構(gòu)影響的前提下，稱重框架應(yīng)安裝在靠近尾輪的直線段上，并保證與落料門的距離不小于皮帶額定速度下1秒鐘移動(dòng)距離的2-5倍。經(jīng)過計(jì)算，我們確定此距離為9m。
4.2調(diào)試
皮帶秤及實(shí)物校驗(yàn)裝置系統(tǒng)安裝完后，首先用自動(dòng)校驗(yàn)裝置對(duì)料斗秤進(jìn)行校驗(yàn)，使準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到三級(jí)。
(1)零點(diǎn)校準(zhǔn)。
根據(jù)規(guī)程要求，電子皮帶秤零點(diǎn)校椎時(shí),皮帶空載運(yùn)行整數(shù)圈后，指示器的果計(jì)示值應(yīng)不大于這段時(shí)間,在最大流量下應(yīng)累計(jì)負(fù)荷的0.05%。
其中180000和350000分別為I期、II期的最大流量。除以3600以后為每秒的最大流量。
(2)實(shí)物校準(zhǔn)。
用實(shí)物校驗(yàn)裝置對(duì)皮帶秤進(jìn)行在線實(shí)物校準(zhǔn),當(dāng)物料在實(shí)物校驗(yàn)裝置中準(zhǔn)確稱量以后，即可通過電動(dòng)閘門控制物料按60%最大流量在皮帶秤上計(jì)量所得資料如表3所示(60%為日常運(yùn)煤時(shí)的平均流量)。
5運(yùn)行及效果分析
對(duì)電廠輸煤系統(tǒng)皮帶秤系統(tǒng)改造完畢投入使用以后，運(yùn)行正常。

皮帶秤的工作流量比較穩(wěn)定。在日常輸煤過程中四臺(tái)皮帶秤均運(yùn)行在有效稱量范圍(最大稱量的20%~100%)之冋，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

6結(jié)束語(yǔ)
影響電子皮帶秤計(jì)量準(zhǔn)確度及運(yùn)行穩(wěn)定性的因素是多方面的，本文只是起個(gè)拋磚引玉的作用，希望對(duì)大家有所啟發(fā)。
 

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