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本文的重要內(nèi)容是介紹了定量轉(zhuǎn)子秤的性能、結(jié)構(gòu)原理、在煤粉喂料機(jī)中的應(yīng)用以及與傳統(tǒng)的煤粉喂料機(jī)的比較。
轉(zhuǎn)子秤是能滿足現(xiàn)代水泥窯燃燒器特殊要求的一種新型的煤粉測重喂料裝置。在水泥煅燒過程中，燃燒器的煤粉計(jì)量喂料裝置是穩(wěn)定水泥熱工制度的關(guān)鍵。燃燒狀況的穩(wěn)定很大程度上取決于煤粉供給量的均勻穩(wěn)定。所以煤粉的計(jì)量喂料裝置對窯系統(tǒng)的生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。
一、傳統(tǒng)的煤粉計(jì)量裝置
在我國水泥生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的煤粉喂料裝置大多數(shù)采用稱重皮帶機(jī)和螺旋給料機(jī)。而用于煤粉的稱重皮帶機(jī)必須具有防爆的密封裝置，不但增加了設(shè)備的投資，而且給標(biāo)定和維修帶來了困難。再說煤粉在荷重傳感器上的沉積會引起零點(diǎn)漂移，會加大測量誤差。螺旋喂料機(jī)因不能測量物料的流速，同時(shí)測量精度還會受到卸料處壓力變化的影響，因此，也不是理想的煤粉喂料設(shè)備。
近年來國際上以及我國引進(jìn)的設(shè)備中，對入窯煤粉的喂料都采用失重喂料系統(tǒng)和沖量式流量計(jì)喂料系統(tǒng)。失重喂料機(jī)基本上是靜態(tài)測量，所以具有計(jì)量和控制精度高、流量調(diào)節(jié)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但因需要減振基礎(chǔ)和無彈性平臺，這就增大了基建投資。同時(shí)失重喂料機(jī)在開始喂料階段，由于無規(guī)則測容操作會出現(xiàn)無法預(yù)料的結(jié)果。而沖量式流量計(jì)是利用物料重力對沖擊板的分力來計(jì)量的，由于不是直接測重，所以沖擊板附近空氣流極易影響測量精度，而且煤粉密度、細(xì)度、溫度、濕度和可塑性變化時(shí)計(jì)量也不易準(zhǔn)確。沖量式流量計(jì)喂料系統(tǒng)工作過程是跟蹤控制，短期精度很差，產(chǎn)生的任何干擾都不能自行消失，這就直接影響了窯的運(yùn)行。由此可見失重喂料系統(tǒng)和沖量式流量計(jì)喂料系統(tǒng)也不是完全理想的煤粉喂料設(shè)備。
二、DRW型定量轉(zhuǎn)子秤的結(jié)構(gòu)和計(jì)量原理
現(xiàn)代化窯外分解窯希望能有一種短期精度高和連續(xù)永久測重的煤粉計(jì)量喂料裝置。它既能消除氣力傳送和物料喂入產(chǎn)生的差壓對測量精度的影響，又能直接將煤粉從煤粉倉送至燃燒器，是集定量和輸送為一體的控制喂料裝置。在這樣的前提下，德國Pfister公司研制了DRW定量轉(zhuǎn)子秤。
轉(zhuǎn)子秤是由轉(zhuǎn)子、安裝框架、傳動裝置、測重系統(tǒng)及軟接頭等組成。轉(zhuǎn)子和密封板一起安裝在一個(gè)防爆殼體內(nèi)。整個(gè)轉(zhuǎn)子秤殼體及轉(zhuǎn)子的傳動裝置作為一個(gè)整體懸吊在一個(gè)框架(30)里。框架上有兩個(gè)固定的滾動軸承座(16)懸掛支承轉(zhuǎn)子秤。而第三個(gè)懸掛裝置則與帶有荷重傳感器的稱重裝置(17、18)相聯(lián)。轉(zhuǎn)子秤的進(jìn)料管、出料管及壓縮空氣管均有軟接頭與相應(yīng)部件聯(lián)接。
轉(zhuǎn)子秤的喂料過程是：煤粉通過滑動閘門(21)直接從煤粉倉排出，經(jīng)過入口軟接頭(23)進(jìn)入轉(zhuǎn)子部分(6)，煤粉被轉(zhuǎn)子的隔倉帶走，旋轉(zhuǎn)225°，到達(dá)卸料區(qū)域，由底部壓縮空氣管(25)的空氣把煤粉吹進(jìn)出料口(24)，送至燃燒器。
轉(zhuǎn)子外殼由球墨鑄鐵鑄成，分上殼體(2)與下殼體(1)兩部分。上殼體設(shè)有進(jìn)料口和出料口，下殼體上開有進(jìn)風(fēng)口及傳動裝置對接的法蘭。轉(zhuǎn)子(6)是由兩排交錯(cuò)的小隔倉組成的鑄鐵件，并通過中心輪轂與驅(qū)動軸相聯(lián)接。在轉(zhuǎn)子的上、下兩面，分別為兩塊密封板，密封板是一種特殊的鑄件。轉(zhuǎn)子與密封板之間特定的間隙可通過外殼上的專用螺絲來調(diào)整。整個(gè)轉(zhuǎn)子和密封板安裝在轉(zhuǎn)子秤的殼體內(nèi)，防爆設(shè)計(jì)能承受1兆帕的突變壓力。傳動裝置的減速機(jī)(10)與轉(zhuǎn)子秤下部殼體用法蘭相聯(lián)。直流調(diào)速電機(jī)(11)經(jīng)過齒形皮帶(8)傳遞到減速機(jī)上。減速機(jī)的出軸與轉(zhuǎn)子的軸相聯(lián)。數(shù)字式測速電機(jī)(9)與驅(qū)動裝置連在一起，通過無觸點(diǎn)傳感器測得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。測重系統(tǒng)由荷重傳感器配衡及阻尼裝置(17、18、19)組成。
為了確保測重裝置的復(fù)位還原性和偏差穩(wěn)定性，為了使傳動功率的消耗和內(nèi)部零件的磨損量處于最低程度，Pfister公司解決了一些特殊的技術(shù)問題，這就是用于轉(zhuǎn)子秤的靜壓軸承系統(tǒng)和帶有氣動控制的載重裝置的內(nèi)部密封，在通向燃燒器的輸送管道上，用壓力管方法形成弧形小倉的空氣阻隔來喂料，用帶有排氣管的弧形倉清掃噴嘴。
煤粉的流量是由轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)子的速度和轉(zhuǎn)子測量裝置的動載荷量所決定的。這個(gè)載荷量是通過裝在電阻應(yīng)變儀上的荷重傳感器來測得。轉(zhuǎn)子的角速度通過一個(gè)無觸點(diǎn)脈沖變送器來測定，整個(gè)系統(tǒng)形成了轉(zhuǎn)子驅(qū)動的整體特點(diǎn)。微機(jī)處理器將從現(xiàn)場測得的轉(zhuǎn)子的角速度和轉(zhuǎn)子秤載荷的乘積值與人工的設(shè)定值相比較，由控制裝置控制轉(zhuǎn)子的角速度，使轉(zhuǎn)子的喂料量保持在一個(gè)恒定值。
三、轉(zhuǎn)子秤的應(yīng)用及明顯的優(yōu)勢
在我國，繼廣州水泥廠以后，內(nèi)蒙古赤峰白水泥廠也已將轉(zhuǎn)子秤用在白水泥生產(chǎn)線上；在上海水泥廠即將擴(kuò)建的新工藝線上，將分別使用能力為5.5噸/時(shí)和8.8噸/時(shí)的DRW—1型轉(zhuǎn)子秤為窯頭燃燒器和分解爐的煤粉計(jì)量喂料。
DRW型定量轉(zhuǎn)子秤是在奧地利的Kirchbi—chl水泥廠首次投入運(yùn)行的，該廠庫容量為105米3的煤粉倉分別對轉(zhuǎn)子秤和流量計(jì)喂料機(jī)喂料。這樣就為兩個(gè)喂料機(jī)提供了直接比較的機(jī)會。倉重可由荷重傳感器測得以后進(jìn)行數(shù)字顯示，這些設(shè)施可很準(zhǔn)確地監(jiān)示兩個(gè)系統(tǒng)的測重測量。煤粉倉的兩個(gè)出口的工作條件是相同的。經(jīng)過運(yùn)行，兩個(gè)系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)對比見下表。結(jié)果表明：流量計(jì)喂料機(jī)的短期精度是由給定時(shí)間內(nèi)對煤的種類、細(xì)度、含水量、倉內(nèi)料位等狀況的最佳調(diào)整所決定的，當(dāng)這些參數(shù)改變時(shí)，盡管流量計(jì)系統(tǒng)已進(jìn)行了調(diào)節(jié)，但流量計(jì)通過率的期望值和實(shí)際值之間的偏差影響了長期精度，被測量的短時(shí)誤差，被疊加在長期精度上。
為了表明煤的種類、細(xì)度、含水量、流化度的變化對系統(tǒng)的干擾，特別對轉(zhuǎn)子秤進(jìn)行了喂料效率的測試。在一小時(shí)的時(shí)間里同一種煤在煤粉倉出口處煤粉的密度變化高達(dá)±15%(見圖3)。轉(zhuǎn)子秤的高短時(shí)精度使煤粉的密度發(fā)生變化時(shí)流量也發(fā)生變化，這是由于煤粉在送入噴煤管之前，控制系統(tǒng)給以補(bǔ)償。這樣高恒定的測重喂料就得到保證。
經(jīng)過測試表明，流量計(jì)喂料機(jī)應(yīng)付不同煤的能力比定量轉(zhuǎn)子秤差得多，后者的短期精度在±0.5%，符合水泥煅燒的工藝要求。由此可見，轉(zhuǎn)子秤確實(shí)是一種高性能的煤粉計(jì)量及輸送設(shè)備。
歸納起來轉(zhuǎn)子秤有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.永久性測重運(yùn)行，運(yùn)行可靠。
2.由貯倉直接排出，在轉(zhuǎn)子秤前不需要喂料控制裝置。
3.降低煤粉喂料的波動，減少過量空氣，從而在排出氣體時(shí)不會增加CO。
4.由于轉(zhuǎn)子秤與壓縮空氣系統(tǒng)是一個(gè)整體，省去了旋轉(zhuǎn)閘門和螺旋泵。
5.壓縮空氣系統(tǒng)壓力的變化不影響精度，測重精度高。
6.轉(zhuǎn)子秤的結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省了空間位置，建筑面積小，減少了基建投資。
7.能承受1兆帕的壓力，具有防爆性。
8.定量轉(zhuǎn)子秤總體設(shè)計(jì)上為復(fù)合式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子維修簡單，能快速更換磨損件，不需要專門工具和起重設(shè)備。
9.采用了特種材料，使用壽命延長，減少了維修量，節(jié)約了資金，配合優(yōu)質(zhì)的給料機(jī)儀表，提高了喂料機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率。

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