王 棟

（廣東粵電大亞灣綜合能源有限公司，廣東惠州 516300）

0 引言

某發(fā)電廠共安裝2 臺入爐煤皮帶秤及12 臺給煤機皮帶秤，其中入爐煤皮帶秤為北京通尼科技有限公司生產(chǎn)的WE-520/14型電子皮帶秤，給煤機分單元機組配置（1、2 號機組各6 臺），為上海新拓電力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的CS2024 型電子稱重式給煤機。自機組投產(chǎn)以來，該廠對入爐煤皮帶秤以及給煤機皮帶秤均按照“重要設(shè)備”進行檢修于維護，嚴格執(zhí)行定期自檢和第三方檢定。最近一次審計期間，給煤機上煤量與入庫量差異率為-0.27%，滿足國家對計量器具精度的要求以及設(shè)備生產(chǎn)廠家設(shè)計準確度要求。但是，入爐煤皮帶秤與給煤機皮帶秤上煤量差異較大，最大時一年累計偏差達16.4 萬噸。

1 工作原理

皮帶秤一般由稱量框架、稱重傳感器、測速傳感器和顯示儀表組成。給煤機皮帶秤對于煤定量給料，給料過程為皮帶連續(xù)給料。給煤機將來自原煤倉的煤進行輸送，并通過稱重橋架進行重量檢測，同時由裝在尾輪的測速傳感器對皮帶進行速度檢測。被測量的重量信號和速度信號一同送入積算器進行微分處理，顯示以噸每小時為單位的瞬時流量，并根據(jù)偏離量的大小輸出相應(yīng)的PID 控制信號，控制給煤機變頻器改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)整給料量，使其完成恒定給料。

入爐煤皮帶秤和給煤機皮帶秤稱重原理相同，所測的瞬時煤量大小取決于兩個參數(shù)，瞬時煤量等于皮帶上煤量負荷值q（kg/m）與皮帶速度值v（m/s）的乘積，即w=q×v。其中煤量負荷值由稱重傳感器測量，皮帶速度由測速傳感器測量。

2 原因分析

測量偏差主要受測量環(huán)境、生產(chǎn)過程中的實際運行情況以及校驗方法等因素的影響。實際生產(chǎn)過程中，皮帶轉(zhuǎn)速測量精度高、擾動少，煤量測量的準確性主要受稱重傳感器工作狀態(tài)影響。稱重傳感器通過檢測支撐點與稱重托輥之間的形變來實現(xiàn)煤量稱重。因此，皮帶上煤流分布是否均勻、皮帶張力是否穩(wěn)定以及皮帶運行方式都會影響稱重傳感器的測量準確度和穩(wěn)定性。

2.1 皮帶秤上煤層分布的影響

實際運行過程中，給煤機皮帶秤上煤層分布均勻，煤量測量準確性高于入爐煤皮帶秤。通過稱重傳感器的工作原理可知，在設(shè)備運行過程中，如果皮帶上載荷分布是均勻的，稱重傳感器的輸出信號就是穩(wěn)定、連續(xù)的，有利于提高測量的可靠性與準確性，反之亦然。

給煤機的作用是精確定量地向磨煤機輸送燃料，為了保證煤量測量的可靠性，在產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)階段就采取了相應(yīng)的技術(shù)措施。在重力作用下，儲存在原煤倉中的燃煤經(jīng)給煤機進料口下落至皮帶表面。為保證煤流分布均勻，給煤機進料口除了安裝導向擋板外，還有垂直于煤流方向的前擋板，使煤層斷面厚度穩(wěn)定在160～180 mm（圖1）。

圖1 給煤機進料口結(jié)構(gòu)

電機運行電流可以表征皮帶上載荷的變化情況，給煤機在運行過程中電機電流穩(wěn)定（圖2），說明給煤機皮帶上煤流分布均勻，確保了給煤機煤量測量的準確性。

輸煤皮帶是利用驅(qū)動滾筒與皮帶之間的摩擦力曳引輸送帶和物料運動，主要作用是運輸燃料。輸煤皮帶上煤流均勻程度主要依靠人工控制斗輪機回轉(zhuǎn)取煤量來實現(xiàn)。

該廠兩臺入爐煤皮帶秤屬于嵌裝型皮帶秤，分別安裝于C6A、C6B 輸煤皮帶上。實際運行過程中，輸煤皮帶載荷分布以及電機電流波動情況遠不如給煤機穩(wěn)定（圖3、圖4），從而引入了計量誤差，降低了入爐煤皮帶秤測量準確性。

圖3 皮帶秤運行過程中煤流分布情況

圖4 輸煤皮帶運行過程中電機電流波動

2.2 皮帶秤皮帶張力變化的影響

在實際運行過程中對皮帶秤進行動態(tài)計量。皮帶上物料的重量是通過皮帶將力傳遞給稱體的，因此皮帶在運行時所產(chǎn)生的各種變化（如皮帶跑偏、皮帶跳動、皮帶張力變化等），都會對皮帶秤的計量準確性帶來影響，其中皮帶張力變化難以消除且影響較大。

入爐煤皮帶秤為嵌裝型皮帶秤，通過表1 中技術(shù)參數(shù)對比，給煤機頭尾滾筒中心距與皮帶長度均遠遠小于入爐煤皮帶，并且入爐煤皮帶采用垂直重錘張緊，工作中張緊力變化大，不能及時自動調(diào)節(jié)，導致在實際運行過程中入爐煤皮帶秤受皮帶張力變化影響大，降低煤量測量的準確性。

表1 給煤機與入爐煤皮帶技術(shù)參數(shù)對比

2.3 在非額定出力工況運行的影響

輸煤皮帶張緊裝置是按照設(shè)備在額定出力情況下進行整定的，當輸煤皮帶實際出力較小時，由于皮帶跳動、張緊裝置調(diào)節(jié)滯后，會導致皮帶秤測量偏大。

該廠1 號、2 號機組分別配置6 臺給煤機，均采用變頻器控制電機轉(zhuǎn)速，能夠根據(jù)機組負荷變化情況靈活調(diào)整給煤機運行方式以及出力大小，從而保證了給煤機皮帶秤測量準確性。

但火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程具有連續(xù)性，受運行條件限制，輸煤皮帶驅(qū)動電機為工頻電機，無法調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，輸煤皮帶會出現(xiàn)低于額定出力運行的情況。結(jié)合本次審計期間數(shù)據(jù)樣本，2018 年入爐煤皮帶秤與給煤機皮帶秤上煤量差異最大，為16.4 萬噸，其中6 月、10 月、12 月，入爐煤皮帶低于額定出力的運行時間占總運行時間比例較大，2018 年11 月占比較小。由圖5 可知，入爐煤皮帶長時間小出力運行會影響入爐煤皮帶秤測量準確性。

圖5 皮帶秤測量偏差與皮帶小出力運行時間的關(guān)系

2.4 環(huán)境影響

入爐煤皮帶頭尾滾筒中心距為218.5 m，在輸送燃煤的過程中會產(chǎn)生大量的煤粉揚塵。2 臺入爐煤皮帶秤采用杠桿式稱重橋架（圖6）。在設(shè)備實際運行過程中，秤架的鉸座、耳軸受粉塵影響，易出現(xiàn)卡澀的情況，在應(yīng)力作用下，稱重傳感器持續(xù)形變，從而導致測量值出現(xiàn)正偏差。

圖6 入爐煤皮帶秤機械結(jié)構(gòu)

在輸煤皮帶持續(xù)運行過程中，煤塊散落，溢煤會堆積在皮帶兩側(cè)的秤架上，也會導致稱重傳感器持續(xù)形變，造成測量值偏大。給煤機頭尾滾筒中心距僅為2.4 m，由稱重傳感器懸掛的稱重托輥兩側(cè)是2 根支撐輥，沒有獨立的稱架。因此，在實際運行過程中，給煤機皮帶秤受粉塵及溢煤影響較小。

2.5 校驗方法及管理因素的影響

給煤機皮帶秤與入爐煤皮帶秤都屬于在線動態(tài)計量衡器，其校驗、檢定方法多采用靜態(tài)（模擬載荷）校驗或檢定。在進行皮帶秤校驗前，維護人員會對稱架、鉸座、耳軸進行檢查和處理，校驗過程采用稱重校準塊或鏈碼校驗，實際無煤流通過，整個過程在一個相對理想的狀態(tài)下進行。實際動態(tài)運行中，入爐煤皮帶秤產(chǎn)生的綜合誤差因素較多，導致動態(tài)計量數(shù)據(jù)的誤差遠比靜態(tài)誤差要大。

3 總結(jié)

入爐煤皮帶秤是安裝在煤場與機組之間的計量設(shè)備。入爐煤皮帶秤與給煤機皮帶秤之間相隔原煤倉，在運行中實時對比皮帶秤之前數(shù)據(jù)差異存在難度，因此造成入爐煤皮帶秤計量精度超差時難以及時發(fā)現(xiàn)，以致偏差逐漸累積。針對上述情況制定整改措施，定期對給煤機皮帶秤和入爐煤皮帶秤計量數(shù)據(jù)進行對比分析，同時在進行皮帶秤檢定時，相互校對皮帶秤誤差數(shù)據(jù)，確保皮帶秤上煤量能真實反映現(xiàn)場生產(chǎn)運營情況。