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粉煤灰是火電廠煤燃料排出的工業(yè)廢渣，其可以作為混合材料廣泛應(yīng)用于水泥生產(chǎn)過(guò)程。由于粉煤灰容量小，自流性好，極易發(fā)生沖料、跑料和受潮結(jié)拱現(xiàn)象。這些特點(diǎn)給粉煤灰計(jì)量和流量穩(wěn)定控制帶來(lái)了較大的困難和麻煩。
    一、引言
    隨著各行各業(yè)對(duì)粉煤灰的開(kāi)發(fā)和利用，特別是近幾年全國(guó)高速公路的迅猛發(fā)展，粉煤灰的利用率越來(lái)越高，使粉煤灰“變廢為寶”。粉煤灰在各項(xiàng)工程中的利用，不但使工程造價(jià)大大降低，而且在節(jié)約土地、環(huán)境保護(hù)方面的意義將是非常深遠(yuǎn)的。但是，到目前為止我國(guó)粉煤灰形式依然嚴(yán)峻，每年的粉煤灰治理費(fèi)耗資1.5 億元以上，繳納粉煤灰排污費(fèi)1000 多萬(wàn)元。因此，需要分析研究粉煤灰的應(yīng)用現(xiàn)狀，找出目前存在的問(wèn)題，促進(jìn)粉煤灰的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
    二、應(yīng)用現(xiàn)狀
    粉煤灰是以煤為燃料的火力發(fā)電廠排出的一種工業(yè)廢渣。由于其特定的化學(xué)成分和自身具有一定的火山灰質(zhì)特性，因此粉煤灰作為硅質(zhì)原料或鋁質(zhì)校正原料及混合材料廣泛應(yīng)用于水泥生產(chǎn)過(guò)程。但是，由于粉煤灰容重較小、自流性好，極易發(fā)生沖料、跑料和揚(yáng)塵，而且隨其所處的狀態(tài)、倉(cāng)壓、水分、充氣狀況不同，變化很大。粉煤灰還極易吸潮、結(jié)露起拱堵料。這些特征給計(jì)量和流量穩(wěn)定控制帶來(lái)較大困難和麻煩。不僅增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，更重要的是會(huì)引起工序或產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，許多水泥廠不勝其煩。這在一定程度上也阻礙了粉煤灰的利用。
    三、粉煤灰計(jì)量的難點(diǎn)和對(duì)策措施
    眾所周知，粉煤灰計(jì)量的難點(diǎn)在于庫(kù)內(nèi)結(jié)拱堵料和出庫(kù)后的沖料。因此，保證粉煤灰在庫(kù)內(nèi)良好的流動(dòng)性和出庫(kù)后設(shè)備鎖料的可靠性是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。對(duì)于前者，可以采取如下措施：（1） 加大料庫(kù)的錐角≥55 度； （2） 嚴(yán)格控制物料水分小于1%； （3） 保持一定的料位以保證足夠的倉(cāng)壓（具體應(yīng)根據(jù)不同的儲(chǔ)庫(kù)直徑、充氣情況、物料水分、細(xì)度等經(jīng)試驗(yàn)后確定合適的料位）；（4） 定時(shí)或不定時(shí)向庫(kù)內(nèi)沖入活化空氣； （5） 避免庫(kù)內(nèi)物料長(zhǎng)期存放不用。對(duì)于鎖料，可以通過(guò)增加預(yù)給料裝置和改進(jìn)設(shè)備的鎖料功能來(lái)解決。
    四、粉煤灰計(jì)量系統(tǒng)的典型配置
    某公司針對(duì)粉煤灰的這些特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)多家水泥廠粉煤灰計(jì)量系統(tǒng)的改造考察，開(kāi)發(fā)出多種粉煤灰科氏秤計(jì)量系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)水泥廠不同的生產(chǎn)工藝要求，典型計(jì)量系統(tǒng)配置一般有以下幾種：
   1. 單（雙） 螺旋閘門+ 穩(wěn)流給料機(jī)+ 科里奧利粉體定量給料秤。
   2. 單（雙） 螺旋閘門+ 密閉葉輪給料機(jī)+ 分料箱+ 電動(dòng) 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥+ 斜槽+ 科里奧利粉體定量給料秤。
   3. 單（雙） 螺旋閘門+ 螺旋喂料器+ 科里奧利粉體定量給料秤。
   五、科氏秤的計(jì)量原理
    1. 測(cè)量盤的載荷
    若一質(zhì)量微粒m以速度V相對(duì)于角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，它將從該系統(tǒng)獲得垂直與其運(yùn)動(dòng)方向的加速力Fd，這個(gè)力便是科氏力。Fd=2×m×(V×ω)
    三料流從中心進(jìn)入測(cè)量輪，經(jīng)過(guò)錐形的轉(zhuǎn)向裝置后，形成被測(cè)的散料流。散料流在轉(zhuǎn)變方向后，被以角速度ω 旋轉(zhuǎn)著的測(cè)量輪的導(dǎo)向葉片虜獲，于是受到離心力加速，向葉片的外沿運(yùn)動(dòng)。物料的微粒在導(dǎo)向葉片的拋物沿離開(kāi)測(cè)量輪。物料微粒沿導(dǎo)向葉片運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的科氏加速度，對(duì)測(cè)量輪有一個(gè)力矩，此力矩便是我們的測(cè)量效應(yīng)。其計(jì)算式為：
    M=m×ω×R^2
    由上式可知，在角速度恒定時(shí)，轉(zhuǎn)距M正比于質(zhì)量流量。物料微粒和測(cè)量輪之間的摩擦或者使不同物料流之間的摩擦都可以不計(jì)，對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響。因此我們便可以通過(guò)測(cè)量測(cè)量輪的轉(zhuǎn)距間接的測(cè)出物料的質(zhì)量流量。
     Q=m=MωR^2
     式中：
     Q———測(cè)量盤上物料的重量單位：kg
     R———測(cè)量盤的半徑單位：m
     ω———測(cè)量盤的角速度單位：弧度
    2. 測(cè)量盤的速度信號(hào)
    測(cè)量盤的速度信號(hào)由裝在電機(jī)主軸上的接近開(kāi)關(guān)獲得，由于電機(jī)主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖數(shù)一定，則測(cè)出單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，便可以間接的測(cè)出電機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速，即可以測(cè)出測(cè)量盤的角速度ω。
    3. 給料速率
    在控制儀表內(nèi)對(duì)測(cè)量盤載荷信號(hào)和測(cè)量盤速度信號(hào)做乘法運(yùn)算，即可得皮帶上物料的瞬時(shí)流量I(kgs)，I 也稱給料率。
    則：I=K×Q×ω
    總累計(jì)量
    總累計(jì)量Z=∫Idt，也就是對(duì)給料率的積分
    六、不同計(jì)量系統(tǒng)的比較
    1. 單（雙） 螺旋閘門+ 穩(wěn)流給料機(jī)+ 科里奧利粉體定量給料秤
    該系統(tǒng)穩(wěn)流給料機(jī)采用三層穩(wěn)流、攪拌結(jié)合結(jié)構(gòu)，物料不會(huì)再倉(cāng)內(nèi)接拱、不會(huì)出現(xiàn)涌料現(xiàn)象，同時(shí)有效防止由于風(fēng)壓不均引起的上穿現(xiàn)象；喂料均勻可靠；該系統(tǒng)工藝布置簡(jiǎn)單，適合在較高的空間裝，受穩(wěn)流給料機(jī)規(guī)格的制約，系統(tǒng)的計(jì)量能力一般不大。
    2. 單（雙） 螺旋閘門+ 密閉葉輪給料機(jī)+ 分料箱+ 電動(dòng) 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥+ 斜槽+ 科里奧利粉體定量給料秤
    該系統(tǒng)通過(guò)控制儀表，對(duì)實(shí)際流量和來(lái)自上位機(jī)的設(shè)定值比較運(yùn)算后產(chǎn)生偏差信號(hào)控制變頻調(diào)速器的輸出頻率，通過(guò)調(diào)節(jié)密閉葉輪給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，使粉煤灰的實(shí)際流量跟蹤設(shè)定值。粉煤灰又經(jīng)過(guò)分料箱、電動(dòng) 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和空氣斜槽后，到達(dá)科里奧利粉體定量給料秤給料比較均勻，計(jì)量較精確，工藝布置簡(jiǎn)單，適用于庫(kù)底空間較小的情況。該系統(tǒng)可適用于大流量的計(jì)量場(chǎng)所，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種配置。
    3. 單（雙） 螺旋閘門+ 螺旋喂料器+ 科里奧利粉體定量給料秤
    該系統(tǒng)的特點(diǎn)是工藝布置簡(jiǎn)單流暢，在庫(kù)底空間較小時(shí)易于設(shè)置。螺旋絞刀有單軸和雙軸兩種，絞刀長(zhǎng)度一般最長(zhǎng)不超過(guò)7 米。這種配置適合應(yīng)用在計(jì)量精度要求不高的領(lǐng)域，通常在流量較小的范圍內(nèi)效果較好，一般來(lái)說(shuō)，流量通常應(yīng)小于10 噸 小時(shí)。原因是流量大時(shí)絞刀轉(zhuǎn)速亦快（絞刀直徑不可能無(wú)限大），易造成沖料。該系統(tǒng)可大大降低系統(tǒng)的造價(jià)，同時(shí)又能滿足客戶的使用要求。
    七、維護(hù)保養(yǎng)
    科氏力粉煤灰秤綜合了粉煤灰給料、計(jì)量、輸送等功能，保障錯(cuò)時(shí)包括潤(rùn)滑、氣密封、氣吹掃、收塵等，做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作是保障科氏力秤粉煤灰計(jì)量系統(tǒng)長(zhǎng)期正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施和手段。
    1. 每次停機(jī)時(shí)，均要檢查測(cè)量盤上有無(wú)雜物和積垢，清理傳感器上的積灰，注意觀查測(cè)量盤上雜物、積垢和傳感器上的積灰清理前后秤體皮重值的變化情況，并做好記錄。
    2. 利用停機(jī)的機(jī)會(huì)，檢查保養(yǎng)電機(jī)。
    3. 檢查各氣動(dòng)元件和壓力表是否完好，及時(shí)起初過(guò)濾器積液。
    4. 按照隨機(jī)資料的要求，對(duì)每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油，按時(shí)更換減速機(jī)及螺旋泵軸承座潤(rùn)滑機(jī)油。
    5. 按照隨機(jī)資料的要求，做好系統(tǒng)其它日常維護(hù)工作。
    八、結(jié)語(yǔ)
    科氏力秤粉煤灰計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)用了質(zhì)點(diǎn)在均勻轉(zhuǎn)動(dòng)參照系中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到科里奧利力學(xué)原理，通過(guò)檢測(cè)科里奧利力作用力的作用力矩來(lái)獲得粉體質(zhì)量流量，結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，技術(shù)性能先進(jìn)。

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