陳　敏， 周佳潔， 劉懿杰， 陸海燕， 鄒峙劍， 金　峰， 言　軍， 張貴成

(1. 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院， 上海 200240; 2. 國電浙江北侖第一發(fā)電有限公司， 浙江寧波 315800;3. 上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司， 上海 200137; 4. 遼寧清河發(fā)電有限責(zé)任公司， 沈陽 112003)

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給煤機(jī)計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因和解決方法

陳敏1， 周佳潔1， 劉懿杰2， 陸海燕2， 鄒峙劍2， 金峰3， 言軍3， 張貴成4

(1. 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院， 上海 200240; 2. 國電浙江北侖第一發(fā)電有限公司， 浙江寧波 315800;3. 上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司， 上海 200137; 4. 遼寧清河發(fā)電有限責(zé)任公司， 沈陽 112003)

介紹了給煤機(jī)稱重的基本原理，分析了實(shí)際使用中計(jì)量誤差的產(chǎn)生原因和處理方法，闡述了提高和保持給煤機(jī)計(jì)量精度的方法。實(shí)踐表明：這些措施可以解決長期困擾給煤機(jī)精確計(jì)量問題，有助于節(jié)能減排。

給煤機(jī)； 計(jì)量精度； 誤差

隨著國家對(duì)火電廠節(jié)能降耗要求的不斷提高，目前電廠大多使用給煤機(jī)進(jìn)行煤耗計(jì)量。給煤機(jī)是帶有微機(jī)控制系統(tǒng)的電子稱量和自動(dòng)調(diào)速的帶式給煤機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)為磨煤機(jī)連續(xù)、準(zhǔn)確地給煤。

給煤機(jī)是動(dòng)態(tài)秤，需定期拆裝檢修；同時(shí)，給煤機(jī)的運(yùn)行與其內(nèi)部溫度、濕度、壓力和粉塵等環(huán)境因素密切相關(guān)。因此給煤機(jī)的計(jì)量精度長期困擾著電廠的運(yùn)行，是一個(gè)急需解決的難題。筆者分析了給煤機(jī)計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因，并提出解決方法。

1　給煤機(jī)的稱重原理

給煤機(jī)的稱重重量用給煤率表示：

R=mv

(1)

式中：R為給煤率，t/h；m為質(zhì)量，kg；v為皮帶速度，m/s。

由式(1)可知：給煤機(jī)的給煤率是皮帶上煤的質(zhì)量和皮帶速度的乘積。給煤機(jī)在運(yùn)行中皮帶速度較難測量，為了準(zhǔn)確地測得煤的質(zhì)量和皮帶速度，需要通過“定度”確定給煤率。

(2)

式中：m0為設(shè)定的定度塊質(zhì)量,kg；L為稱重跨長度，m；A1為定度塊質(zhì)量AD碼;A2為總質(zhì)量AD碼；A3為皮重AD碼。

定度塊選用質(zhì)量為34.7 kg的質(zhì)量塊。定度是通過測量探頭與稱重傳感器測得皮重、皮帶的速度和質(zhì)量系數(shù)，所以定度是保證計(jì)量精度準(zhǔn)確不可缺少的一環(huán)，是保證計(jì)量準(zhǔn)確的充分不必要條件。CS2024型給煤機(jī)獲得了制造計(jì)量器具許可證，計(jì)量準(zhǔn)確度0.5級(jí)，所以給煤率體現(xiàn)了給煤機(jī)計(jì)量精度。給煤機(jī)計(jì)量精度與控制系統(tǒng)中的質(zhì)量測量、轉(zhuǎn)速測量、定度值和計(jì)算誤差有關(guān)。而實(shí)際使用中用戶大多誤以為給煤機(jī)的計(jì)量精度只與控制系統(tǒng)有關(guān)。其實(shí)在正常工況下，控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的誤差非常小，如果誤差過大，在定度時(shí)也會(huì)發(fā)現(xiàn)。

給煤機(jī)是具有微機(jī)控制系統(tǒng)的電子稱重式機(jī)械裝置，機(jī)械部件的工作狀態(tài)至關(guān)重要，尤其是稱重裝置中的稱重平臺(tái)(見圖1)：皮帶放在三根托輥上，皮帶上物體質(zhì)量是通過皮帶、托輥、軸承座、稱重傳感器測量獲得的，軸承座與連桿相連，連桿通過連桿支座固定在給煤機(jī)機(jī)體上。稱重傳感器通過高靈敏度的位移變化來測量質(zhì)量，皮帶上有煤和無煤的位移量只有0.12 mm左右，因此保持稱重平臺(tái)精確性和穩(wěn)定性是保證計(jì)量精度的關(guān)鍵。它既要保證所稱量的煤的質(zhì)量要全部施加在稱重傳感器上，又要保證稱重傳感器上沒有其他的附加力干擾。由此可見，機(jī)械部件良好的工作狀態(tài)是保證給煤機(jī)計(jì)量精度準(zhǔn)確的基礎(chǔ)。

2　計(jì)量誤差的產(chǎn)生原因與分類

給煤機(jī)的計(jì)量誤差產(chǎn)生于幾個(gè)方面，如人為的操作失誤引起的，更換卡件后需要重新定度，以采集新的定度值；稱重平臺(tái)上的三根托輥沒有校準(zhǔn)在一條直線上，使稱重傳感器位置量產(chǎn)生偏移，導(dǎo)致稱得的質(zhì)量產(chǎn)生誤差；定度好之后，稱重傳感器不能再做調(diào)整，以防止稱重位移計(jì)算量發(fā)生變化；或者皮帶沒有張緊適當(dāng)，張緊過松會(huì)打滑產(chǎn)生誤差；另外，設(shè)備的缺陷也會(huì)直接產(chǎn)生計(jì)量誤差，例如測速裝置或稱重傳感器的損壞或稱重傳感器有附加力的產(chǎn)生等；給煤機(jī)長年運(yùn)行，由于機(jī)體內(nèi)部溫度、壓力、粉層等的變化，會(huì)使機(jī)體內(nèi)部產(chǎn)生一定的變形，一些關(guān)鍵尺寸的變化及控制卡件老化使性能下降都會(huì)影響給煤機(jī)的計(jì)量精度；使用新皮帶時(shí)，因?yàn)樾缕л^硬，稱重平臺(tái)尚未達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)，應(yīng)該通過縮短定度周期來不斷修正定度值；接地如果不良，如果存在干擾源，也會(huì)影響給煤機(jī)的計(jì)量精度。

計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因可歸結(jié)分類如下：

(1) 特大誤差：①三根稱重托輥沒有校驗(yàn)好，彎曲或斷裂；②皮帶張緊不適當(dāng)，打滑或跑偏；③有煤開關(guān)不良；④皮帶刮板不能把皮帶上的粘煤刮掃干凈，皮帶內(nèi)外表面不平整。

(2)隨機(jī)誤差：①連桿支座不靈活，連桿油管碰機(jī)體殼體或其他部件；②兩只稱重傳感器性能沒有配對(duì)；③三根稱重托輥彎曲或磨平，軸承不良或松動(dòng)；④入口側(cè)擋板形成倒喇叭口形狀或擋板中間有凹坑。

(3)固有誤差：①稱重傳感器并未自由垂直，存在分力；②稱重塊質(zhì)量發(fā)生變化，機(jī)械部件發(fā)生變形。

3　計(jì)量精度不能長期保持的原因

給煤機(jī)運(yùn)行時(shí)機(jī)體內(nèi)部溫度、壓力及粉塵量的變化，機(jī)械部件的運(yùn)行及皮帶張緊力的變化都是影響給煤機(jī)計(jì)量精度不能長期保持的因素，具體地說：

(1) 給煤機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后皮重發(fā)生改變，皮重變化主要是由于大的皮帶張力在垂直于稱重輥方向產(chǎn)生的合力變化引起。

(2) 皮帶張力在垂直于稱重輥方向合力變化是由于三根輥?zhàn)优c皮帶間的三個(gè)接觸點(diǎn)相對(duì)位置(見圖2)變化引起的，實(shí)際測量結(jié)果見表1。從圖2可以看出，當(dāng)中間托輥高于或低于另兩根托輥中心的直線時(shí)，產(chǎn)生的張力是相反的。

表1　　中間托輥與其余兩根托輥位置變化引起誤差變化

為了防止皮帶打滑，給煤機(jī)應(yīng)采用6 kN的張力來張緊皮帶，所以很小的位移就會(huì)產(chǎn)生很大的合力，產(chǎn)生很大誤差，皮帶張緊越緊，產(chǎn)生的誤差就越大。

(3) 托輥上存在積灰或積煤，外部振打等。

4　計(jì)量誤差的解決方法

解決給煤機(jī)的計(jì)量誤差，必須將影響因素找出來，然后采取對(duì)應(yīng)有效的方法。建議：

(1) 按給煤機(jī)的使用手冊定期維護(hù)，維護(hù)順序以機(jī)械部分維護(hù)為先，包括檢查機(jī)體內(nèi)部各轉(zhuǎn)動(dòng)件是否正常，皮帶有無過度磨損，調(diào)節(jié)皮帶的張緊力等。完成機(jī)械部分的維護(hù)后才能進(jìn)行定度、標(biāo)定的維護(hù)。

(2) 應(yīng)使用適當(dāng)?shù)拿芊怙L(fēng)，避免煤灰飛起粘連在托輥上。盡量使用干燥的煤料，保持機(jī)體內(nèi)部的整潔，避免煤料中的水分影響轉(zhuǎn)動(dòng)件的運(yùn)行狀態(tài)。

(3) 維護(hù)工作完成后，可以使用砝碼或掛碼校驗(yàn)的方法，校驗(yàn)出給煤機(jī)的計(jì)量誤差，存在誤差的話，再用自動(dòng)修正的方法將誤差修正掉，可使精度達(dá)到±0.50%[1]。

砝碼校驗(yàn)法是把煤替換成標(biāo)準(zhǔn)砝碼，砝碼的質(zhì)量是每個(gè)5 kg，精度為±0.01%。用砝碼校驗(yàn)時(shí)，可以等給煤機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后在皮帶上放上砝碼，待砝碼走過稱重區(qū)間后取出,停機(jī)，這樣就使啟動(dòng)和停機(jī)部分的誤差就消除了，而稱量使用砝碼的數(shù)量也可以相對(duì)地減少。一般稱量總質(zhì)量200 kg時(shí)需用標(biāo)準(zhǔn)砝碼40個(gè)。

為了減少校驗(yàn)工作量，掛碼校驗(yàn)法也是一種直觀簡單的校驗(yàn)給煤機(jī)精度的方法[2]。掛碼校驗(yàn)法利用定度時(shí)使用的掛在機(jī)體上的稱重塊進(jìn)行校驗(yàn)，不用額外使用砝碼，而且掛碼校驗(yàn)也沒有質(zhì)量的限制，校驗(yàn)時(shí)間更長，覆蓋整條皮帶，更加接近給煤機(jī)實(shí)際工作狀態(tài)。掛碼校驗(yàn)是校驗(yàn)給煤機(jī)的實(shí)際顯示總量和理論總量之間的誤差，理論總量在給煤機(jī)定度時(shí)通過測得的速比自動(dòng)計(jì)算獲得。校驗(yàn)時(shí)只要將34.7 kg的定度塊掛在稱重傳感器下方的掛鉤上，遠(yuǎn)方啟動(dòng)給煤機(jī)，等待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定到要求轉(zhuǎn)速、總量清零后即開始自動(dòng)掛碼校驗(yàn)，校驗(yàn)運(yùn)行至設(shè)定時(shí)間后即完成校驗(yàn)停機(jī)，此時(shí)顯示的總量與理論總量相比較后就可以知道給煤機(jī)的計(jì)量誤差了。有誤差的話，程序會(huì)做自動(dòng)修正，可使精度達(dá)到±0.25%。

5　結(jié)語

給煤機(jī)作為帶有微機(jī)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)秤，影響計(jì)量的因素有很多，定度并不是唯一保證給煤機(jī)計(jì)量精度的措施。要保證給煤機(jī)的計(jì)量精度必須把影響的原因找出來，并采取有效的方法解決。

[1] 吳石林,張玘. 誤差分析與數(shù)據(jù)處理[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社,2010.

[2] 舒培才,張輝民,逯乾鵬,等. 電子稱重式給煤機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)[J]. 發(fā)電設(shè)備,1997, 11(7): 34-37.

Cause Analysis of Coal Feeder Measurement Errors and the Solution

Chen Min1, Zhou Jiajie1, Liu Yijie2, Lu Haiyan2, Zou Zhijian2,Jin Feng3, Yan Jun3, Zhang Guicheng4

(1. Shanghai Power Equipment Research Institute, Shanghai 200240, China;2. Guodian Zhejiang Beilun No.1 Power Generation Co., Ltd., Ningbo 315800, Zhejiang Province, China;3. Shanghai Waigaoqiao No.3 Power Generation Co., Ltd., Shanghai 200137, China;4. Liaoning Qinghe Power Generation Co., Ltd., Shenyang 112003, China)

An introduction is presented to the basic principle of coal feeder weighing, together with an analysis on the causes leading to the measurement error in actual use, with corresponding countermeasures proposed to improve and maintain the accuracy of coal feeder measurement. The practice shows that these measures could solve the long-standing accuracy problems in coal feeder measurement, which is favorable for energy-saving and emission-reduction.

coal feeder; measurement accuracy; error

2016-01-20

陳敏(1975—)，男，工程師，從事給煤機(jī)生產(chǎn)調(diào)試服務(wù)工作。

E-mail: chenmin@speri.com.cn

TK223.24

A

1671-086X(2016)05-0360-03