基于PLC、触摸屏、变频器的煤粉计量控制系统

2013-11-04 17:05 来源:互联网 作者:洛小辰

1 前言

连续准确地对回转窑和分解炉进行喂煤,是降低煤耗,提高熟料质量,保证设备安全和连续稳定运转的关键因素。因此,喂煤计量控制装置必须具有稳定、准确、动作迅速等特性。

原来我公司采用由德国KHD成套设备公司提供的冲击式固体流量计,由于该流量计容易受到外界的干扰,计量波动大,引起喂煤量的波动, 影响了窑的工况。喂煤装置分隔轮是由直流电机拖动,直流电机的换向器和电刷的故障率较高,维护量很大。公司经过调研论证,决定进行技术改造,将其替换成2套由合肥水泥设计院生产的科氏力秤煤粉定量给料系统。该秤依据科里奥利原理设计,实现对窑尾分解炉和窑头喂煤的计量及控制。

2 科里奥利原理

质量微粒m在以角速度ω转动的系统中除受到离心力FZ和摩擦力FR外,还受到垂直于其运动方向的惯性力FC的作用,通过测量这个力,可测得质量m,这就是科里奥利原理,如图1所示。

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图1 科里奥利原理示意


测量原理的实现需要一个以恒定速度转动的旋转测量圆盘(测轮),其基本结构如图1所示。由电机拖动的测轮被叶片分成数个导流槽,散状物料由测轮中心上方进入测轮,经过锥形的转向装置后,形 成散料流,进入导向叶片之间的导流槽中,并被以恒定角速度ω旋转着的导向叶片虏获,物料因离心力FZ的作用而向测轮外边缘运动,直至离开测轮被抛出。通过对物料所受科里奥利力FC的测量可得到物料的流量,工程中是通过测量FC对测轮的反作用力矩而测得物料流量的,这个力矩由测轮的驱动电机来补偿(离心力FZ和摩擦力FR都不能在测轮径向上产生力矩)。其计算式为:M=mωR2

式中:M──测轮所受力矩,N?m;

m──物料流量,t/h;

ω──测轮角速度,1/s;

R──测轮半径,m。

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图2 测轮的基本结构示意


3 科氏力煤粉秤组成及工艺流程:

科氏称中的主要设备有由煤粉称重仓、水平回转式稳流给料机(以下简称给料机)、科里奥利质量流量计(以下简称流量计)、螺旋输送泵、回转空压机等组成。

主要工艺流程是:从煤磨制备出来的煤粉进入煤粉仓,对煤粉进行称重计量,要求达到一个合理料位,保证下煤稳定。煤粉仓底部与给料机连接,给料机按水平方向旋转,煤粉就由给料机喂入流量计,在流量计中经过前文所述的处理后,进入螺旋输送泵,与回转空压机中的压缩风混合后,一起到达窑头及分解炉(如图3所示)。流量计仅作为计量设备,而给料机作为预给料设备。

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图3 煤粉喂料系统工艺流程简图


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变频器 触摸屏 PLC

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