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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)給粉煤灰計量和流量穩(wěn)定控制帶來了較大的困難和麻煩。

一、引言

隨著各行各業(yè)對粉煤灰的開發(fā)和利用，特別是近幾年全國高速公路的迅猛發(fā)展，粉煤灰的利用率越來越高，使粉煤灰“變廢為寶”。粉煤灰在各項工程中的利用，不但使工程造價大大降低，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，找出目前存在的問題，促進(jìn)粉煤灰的進(jìn)一步開發(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。這些特征給計量和流量穩(wěn)定控制帶來較大困難和麻煩。不僅增加了工人的勞動強(qiáng)度，更重要的是會引起工序或產(chǎn)品質(zhì)量的波動，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、粉煤灰計量的難點(diǎn)和對策措施

眾所周知，粉煤灰計量的難點(diǎn)在于庫內(nèi)結(jié)拱堵料和出庫后的沖料。因此，保證粉煤灰在庫內(nèi)良好的流動性和出庫后設(shè)備鎖料的可靠性是解決這一問題的關(guān)鍵。對于前者，可以采取如下措施：（1）加大料庫的錐角≥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壓（具體應(yīng)根據(jù)不同的儲庫直徑、充氣情況、物料水分、細(xì)度等經(jīng)試驗后確定合適的料位）；（4）定時或不定時向庫內(nèi)沖入活化空氣；（5）避免庫內(nèi)物料長期存放不用。對于鎖料，可以通過增加預(yù)給料裝置和改進(jìn)設(shè)備的鎖料功能來解決。

四、粉煤灰計量系統(tǒng)的典型配置

豐博公司針對粉煤灰的這些特點(diǎn)，通過對多家水泥廠粉煤灰計量系統(tǒng)的改造考察，開發(fā)出多種粉煤灰科氏秤計量系統(tǒng)來適應(yīng)水泥廠不同的生產(chǎn)工藝要求，典型計量系統(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+電動氣動調(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、科氏秤的計量原理

1.測量盤的載荷

如上圖所示：若一質(zhì)量微粒m以速度V相對于角速度ω轉(zhuǎn)動的系統(tǒng)運(yùn)動，它將從該系統(tǒng)獲得垂直與其運(yùn)動方向的加速力Fd，這個力便是科氏力。Fd=2×m×(V×ω)

三料流從中心進(jìn)入測量輪，經(jīng)過錐形的轉(zhuǎn)向裝置后，形成被測的散料流。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。物料的微粒在導(dǎo)向葉片的拋物沿離開測量輪。物料微粒沿導(dǎo)向葉片運(yùn)動時發(fā)生的科氏加速度，對測量輪有一個力矩，此力矩便是我們的測量效應(yīng)。其計算式為：

M=m×ω×R^2

由上式可知，在角速度恒定時，轉(zhuǎn)距M正比于質(zhì)量流量。物料微粒和測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，對測量結(jié)果沒有影響。因此我們便可以通過測量測量輪的轉(zhuǎn)距間接的測出物料的質(zhì)量流量。

Q=m=MωR^2

式中：

Q———測量盤上物料的重量單位：kg

R———測量盤的半徑單位：m

ω———測量盤的角速度單位：弧度

2.測量盤的速度信號

測量盤的速度信號由裝在電機(jī)主軸上的接近開關(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，則測出單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，便可以間接的測出電機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速，即可以測出測量盤的角速度ω。

3.給料速率

在控制儀表內(nèi)對測量盤載荷信號和測量盤速度信號做乘法運(yùn)算，即可得皮帶上物料的瞬時流量I(kgs)，I也稱給料率。

則：I=K×Q×ω

總累計量

總累計量Z=∫Idt，也就是對給料率的積分

六、不同計量系統(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)，物料不會再倉內(nèi)接拱、不會出現(xiàn)涌料現(xiàn)象，同時有效防止由于風(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+電動氣動調(diào)節(jié)閥+斜槽+科里奧利粉體定量給料秤

該系統(tǒng)通過控制儀表，對實際流量和來自上位機(jī)的設(shè)定值比較運(yùn)算后產(chǎn)生偏差信號控制變頻調(diào)速器的輸出頻率，通過調(diào)節(jié)密閉葉輪給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，使粉煤灰的實際流量跟蹤設(shè)定值。粉煤灰又經(jīng)過分料箱、電動氣動調(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，計量較精確，工藝布置簡單，適用于庫底空間較小的情況。該系統(tǒng)可適用于大流量的計量場所，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)是工藝布置簡單流暢，在庫底空間較小時易于設(shè)置。螺旋絞刀有單軸和雙軸兩種，絞刀長度一般最長不超過7米。這種配置適合應(yīng)用在計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，一般來說，流量通常應(yīng)小于10噸小時。原因是流量大時絞刀轉(zhuǎn)速亦快（絞刀直徑不可能無限大），易造成沖料。該系統(tǒng)可大大降低系統(tǒng)的造價，同時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、計量、輸送等功能，保障錯時包括潤滑、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量系統(tǒng)長期正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施和手段。

1.每次停機(jī)時，均要檢查測量盤上有無雜物和積垢，清理傳感器上的積灰，注意觀查測量盤上雜物、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，檢查保養(yǎng)電機(jī)。

3.檢查各氣動元件和壓力表是否完好，及時起初過濾器積液。

4.按照隨機(jī)資料的要求，對每個潤滑點(diǎn)及時補(bǔ)充潤滑油，按時更換減速機(jī)及螺旋泵軸承座潤滑機(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

科氏力秤粉煤灰計量系統(tǒng)應(yīng)用了質(zhì)點(diǎn)在均勻轉(zhuǎn)動參照系中作相對運(yùn)動時受到科里奧利力學(xué)原理，通過檢測科里奧利力作用力的作用力矩來獲得粉體質(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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