羅少華，李助紅，劉毅

改進(jìn)菲斯特轉(zhuǎn)子秤的穩(wěn)定性

Improving Stability of the Pfister Rotor Scale

羅少華1，李助紅2，劉毅2

1 存在的問題

葛洲壩嘉魚水泥公司4800t/d熟料生產(chǎn)線煤粉輸送系統(tǒng)采用兩臺德國菲斯特技術(shù)煤粉轉(zhuǎn)子秤，型號為DRW4.12。投產(chǎn)初期，經(jīng)常出現(xiàn)下煤不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)子負(fù)荷率時(shí)高時(shí)低，有時(shí)甚至長時(shí)間不下煤，造成熱工制度紊亂，直接影響回轉(zhuǎn)窯的正常操作，要不斷地根據(jù)下煤情況調(diào)整喂料量甚至止料，操作不當(dāng)就可能造成預(yù)熱器堵塞等事故。

轉(zhuǎn)子秤負(fù)荷率反映了秤體內(nèi)煤粉的填充量。該公司轉(zhuǎn)子秤負(fù)荷率長期在60%～120%，短期甚至低于50%，使整個(gè)煤粉輸送系統(tǒng)不能正常工作，達(dá)不到生產(chǎn)工藝要求，各項(xiàng)熱工參數(shù)1h截圖見圖1。

由圖1可見，煤粉輸送系統(tǒng)一直處在不穩(wěn)定狀態(tài)，羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和電流波動(dòng)頻繁，分解爐不能保持穩(wěn)定的溫度，導(dǎo)致窯內(nèi)煅燒狀況差。

當(dāng)負(fù)荷率降到50%以下，喂煤量就會(huì)隨之下降，羅茨風(fēng)機(jī)電流也跟著下滑，此時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速迅速上升，需要靠現(xiàn)場崗位工持續(xù)敲打煤粉倉錐體和下料管來改善下料情況。如果仍不能維持分解爐溫度，為避免窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞，解決辦法只能是降窯速減產(chǎn)量，甚至停窯止料。

2 原因分析

轉(zhuǎn)子秤的工作原理是：煤粉通過煤粉倉的倉閘閥，經(jīng)過入口軟接頭進(jìn)入轉(zhuǎn)子部分，當(dāng)煤粉旋轉(zhuǎn)到達(dá)卸料區(qū)域時(shí)，由羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)把煤粉從出料口吹出，通過管道送至燃燒器。

煤粉的流量大小是由轉(zhuǎn)子的角速度和動(dòng)態(tài)載荷量所決定的。其角速度通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器來測定，轉(zhuǎn)子的載荷量通過荷重傳感器來測得，主機(jī)處理器將從現(xiàn)場測得的轉(zhuǎn)子角速度和轉(zhuǎn)子秤載荷的乘積值與操作員的設(shè)定值相比較，由變頻裝置控制轉(zhuǎn)子的角速度，使轉(zhuǎn)子秤的喂料量保持在一個(gè)恒定值。

根據(jù)其工作原理，影響因素主要有如下幾點(diǎn)：

（1）轉(zhuǎn)子間隙

保證轉(zhuǎn)子秤在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，高精度均衡穩(wěn)定喂料，必須校正轉(zhuǎn)子與上密封板之間的間隙。如果間隙過大，壓縮空氣將由此竄入進(jìn)料口，造成下料不暢，使荷載稱重負(fù)荷率降低，并出現(xiàn)波動(dòng)，下料的均勻性受到影響；若間隙過小，造成電機(jī)負(fù)荷較大，會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)子秤過載跳停。技術(shù)要求轉(zhuǎn)子間隙為0.2～0.4mm。

（2）氣體阻力

煤粉倉不下煤的原因之一是受氣體阻力的影響。雖然為平衡煤粉倉和下料管的氣壓，倉底下料管通向頂樓的小收塵風(fēng)機(jī)已設(shè)有旁路抽風(fēng)管道，并與煤粉倉上端相連，排出多余的氣體，但與下料管連接的抽風(fēng)管道垂直落差達(dá)12m，風(fēng)機(jī)的能力無法將含塵氣體帶走，起不到平衡氣壓的效果。

（3）煤粉細(xì)度和水分

菲斯特秤適應(yīng)細(xì)度（90μm篩篩余）＜8%～12%、水分＜1.5%的煤粉，具有流態(tài)化性能，延長出料頭和耐磨襯套的壽命；高水分的煤粉粘度大，進(jìn)入轉(zhuǎn)子后，會(huì)在轉(zhuǎn)子和密封板盤面之間產(chǎn)生很大的阻力，轉(zhuǎn)子秤因過流跳停；當(dāng)窯臨停，煤粉倉內(nèi)煤粉未完全走空，滯留存放時(shí)間過長，出現(xiàn)粘結(jié)，造成棚倉；在煅燒過程中，煤粉細(xì)度的大小還影響煤粉燃燒速度，所以要在煤粉制備的環(huán)節(jié)做好控制。

（4）煤粉倉助流

為促進(jìn)煤粉倉下料，倉底設(shè)有環(huán)形反吹管和塔頭單向閥，可啟動(dòng)定時(shí)反吹。因此要保養(yǎng)水分離器，不能讓水分經(jīng)此環(huán)節(jié)進(jìn)入倉內(nèi)；設(shè)置循環(huán)反吹時(shí)間遵循越短越好的原則，下料正常時(shí)就關(guān)閉反吹系統(tǒng)，避免更多的空氣進(jìn)入倉內(nèi)；要保證環(huán)形管上的電磁閥狀態(tài)正常，否則將使壓縮空氣長吹或不吹。

（5）輸煤管道暢通

每次敲打羅茨風(fēng)機(jī)輸送管道的轉(zhuǎn)彎處，電流向上竄的現(xiàn)象會(huì)明顯好轉(zhuǎn)，說明里面有結(jié)皮。菲斯特秤適應(yīng)風(fēng)速在29～31m/s。如果輸煤管道內(nèi)風(fēng)速不夠，會(huì)導(dǎo)致煤粉在管道里面產(chǎn)生沉積，輸送阻力大。影響風(fēng)速的因素有：羅茨風(fēng)機(jī)工況、風(fēng)量，輸送管徑及走向。

3 解決方案及實(shí)施

（1）增加中間小倉，平衡氣阻

檢查轉(zhuǎn)子與上下耐磨板的平面度，并將轉(zhuǎn)子與上密封板間隙調(diào)整為0.25mm，防止竄風(fēng)影響下煤。但調(diào)整后效果不夠理想，天津菲斯特機(jī)械有限公司建議尾秤可采用中間倉方案，使料氣徹底分離。

將下料管拆除，用一個(gè)帶料位測量及自動(dòng)反吹的中間倉取代，并在煤粉倉下面安裝一個(gè)下料分隔輪式喂料閥，使小倉內(nèi)保持一個(gè)相對恒定的料層，同時(shí)對煤粉倉進(jìn)行鎖風(fēng)，來穩(wěn)定轉(zhuǎn)子秤的負(fù)荷率，中間倉上部留有的少量空間，使氣流能從抽風(fēng)管道排出。

（2）增強(qiáng)旁路抽風(fēng)能力

位于頂樓的小型收塵風(fēng)機(jī)，流量為7100m3/h，全壓3200Pa，不能將旁通管道煤粉帶走。我們對旁路抽風(fēng)管進(jìn)行了改進(jìn)（見圖2），在下料管分出一路管道接到煤磨出磨主管道，利用通向頂部煤磨袋收塵的強(qiáng)大氣流，增加抽風(fēng)能力，并在新增的管道上加一個(gè)手動(dòng)蝶閥，這樣可以根據(jù)管道外表面的溫度調(diào)整抽風(fēng)負(fù)壓。管道的形狀必須呈“∧”型，并小于一定的角度，這樣可以防止下料管內(nèi)的煤粉被帶入袋收塵器；原小風(fēng)機(jī)只對倉頂?shù)臍饬髌鹱饔谩?/p>

（3）控制煤粉的細(xì)度、水分

細(xì)度取決于煤磨選粉機(jī)的工作狀態(tài)，水分取決于出磨溫度的控制。遇到冷窯點(diǎn)火時(shí)，入磨溫度很低，對煤粉烘干力度不夠，可以加強(qiáng)熱風(fēng)爐制熱來解決。

（4）完善助流系統(tǒng)

檢查助流氣源基本干燥無水，氣壓保持在0.5MPa以上，電磁閥反吹時(shí)間設(shè)為吹3s停20s，水分離器及濾芯已由專人定期保養(yǎng)。但在檢查煤粉倉助流系統(tǒng)吹嘴元件時(shí)，發(fā)現(xiàn)倉錐體上的塔頭單向噴嘴和電磁閥內(nèi)的彈簧頂珠有部分已失效，壓縮空氣不能有效地通過膜片作用到倉內(nèi)壁，我們及時(shí)進(jìn)行了更換。

（5）檢查輸送系統(tǒng)

煤磨靠近窯頭，尾秤至分解爐輸送距離較遠(yuǎn)，核實(shí)羅茨風(fēng)機(jī)工作能力為 144.2m3/min，風(fēng)速約 29.96m/s，在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。檢查濾網(wǎng)，清理積灰，從羅茨風(fēng)機(jī)空載電流的變化即可判斷輸送阻力是否改善。

4 效果

改造后轉(zhuǎn)子秤負(fù)荷率見圖3。經(jīng)過一段時(shí)間的生產(chǎn)調(diào)整，羅茨風(fēng)機(jī)電流在265A左右，風(fēng)壓在39kPa左右，煤粉輸送比較理想，窯喂料穩(wěn)定，分解爐溫度在一個(gè)很小的范圍內(nèi)波動(dòng)。

5 結(jié)論

菲斯特轉(zhuǎn)子秤由于秤體結(jié)構(gòu)、電氣線路較為復(fù)雜，對外部要求較多（煤粉水分細(xì)度、壓縮空氣壓力及殘留水分），所以只有精心維護(hù)和保養(yǎng)，創(chuàng)造符合轉(zhuǎn)子秤的運(yùn)行條件，才能降低轉(zhuǎn)子秤的故障率，延長轉(zhuǎn)子秤的使用壽命和大修周期，除了上述提到的轉(zhuǎn)子間隙和助流問題以外，還要注意：

（1）秤體不能有積灰和雜物，因?yàn)榉e灰和雜物對秤計(jì)量有影響，要保持秤體的清潔，不能有雜物從煤粉系統(tǒng)落入秤內(nèi)。

（2）秤在正常運(yùn)行時(shí)，傳感器保護(hù)螺桿與秤體應(yīng)無接觸。否則也會(huì)影響計(jì)量。維修轉(zhuǎn)子秤時(shí)，必須將保護(hù)螺桿擰緊。使秤上面的傳感器不受外力作用，保護(hù)傳感器和稱重機(jī)構(gòu)支點(diǎn)的刀口。

（3）秤上各處軟聯(lián)接和內(nèi)襯須經(jīng)常檢查，破損的應(yīng)及時(shí)更換，避免煤粉泄漏。

（4）出料耐磨頭破損后可以用螺桿堵住觀察孔繼續(xù)運(yùn)行，待停秤時(shí)進(jìn)行更換或修補(bǔ)，避免煤粉躥入上密封板內(nèi)影響計(jì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成殼體磨穿。

（5）倉下手動(dòng)閘板和秤上氣動(dòng)閘板的各個(gè)部分嚴(yán)禁敲擊，油霧器不得缺油，氣水分離器必須工作正常。各氣路、接頭應(yīng)無漏氣。

（6）電機(jī)、減速機(jī)無雜音無振動(dòng)，溫度正常；傳動(dòng)皮帶張緊度合適，判斷標(biāo)準(zhǔn)：加1kg壓力皮帶垂直位移5mm。

使用中間倉的運(yùn)行效果：轉(zhuǎn)子秤負(fù)荷率波動(dòng)和煤粉倉斷料問題得到解決，負(fù)荷率穩(wěn)定了，當(dāng)滿載生產(chǎn)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速顯示在1800r/min左右，平均轉(zhuǎn)速較之前平穩(wěn)，穩(wěn)定了窯系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

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趙 蓮