煤粉计量科里奥利秤运行中的维护点滴
作者:林廷全、袁理（宜宾瑞兴实业有限公司）
摘要：科力奥力秤优点在于长期和短期精度都高，但其对物料要求也高，受限于其通过能力差，各种非正常因素对测控的影响较大，容易造成跟不上料、波动等现象，文中通对科力奥力秤工作原理、秤体结构剖析，对煤粉特性的分析，结合生产中遇到的各种事例的分析，对造成煤粉波动的因素加以分析，总结出四大原因：一是煤粉下料不畅，二是异物堵塞，三是压缩空气问题，四是传动机构故障，并指出煤粉下料和异物因素占了相当大的比重。在生产中通过比较测量轮压重、给料机、测量轮速度、皮重以及罗茨风机压力等，判断问题所在，提出了一定的操作方案，并对可能的问题提出了一定的改进预防措施。
关键词：科里奥利力；测量轮；给料机；通过性；流动性
引言：在新型干法水泥生产线中，煤粉的供给是一个关键的因素，煤粉的供给提供了分解炉和窑系统对生料加热、分解、煅烧的能源，同时通过对头尾煤供给量的控制对煅烧系统高温物理化学反应合理地调配，最终达到使熟料成品质量稳定。但是因煤粉有较高的流动性，锁风要求较高，同时物料易产生结露、起拱、塌库等，导致计量控制较为困难，影响了窑的工况。我公司头煤和尾煤计量采用申克公司的型号为MUTICOR K-40及MUTICOR K-80转子称，在前几年的运行中，常出现物料波动、跟不上料等原因跳停，造成了生产上较大的损失，经过多次的故障，通过专业服务人员交流，积累了一定的经验，现在对此称的生产维护作一点小的总结。
一、流量计工作原理：
科里奥利力（Coriolis force）简称为科氏力，是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性。
科里奥称工作原理如下图：
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。实际上测量轮的基本机械结构如下图：
流量计整体的基本结构如下：
流量计组成部分剖视图：
煤粉由煤粉仓进入叶轮给料机时，首先经过内置搅拌器，被充分流态化，使其畅通，由叶轮给料机实现稳定喂料，进入科里奥利质量流量计被计量后进入煤粉输送管道，输送至窑头或分解炉。测得的流量信号(实际值)输入MULTICONT测控系统，实际值与设定值在系统中进行比较，及时输出反馈信号，调节叶轮给料机转速，实现稳定喂料。从测量及控制对象来看，测量轮是用变频器固定转速旋转，控制的对象是给料机的转速，因为测量轮固定转速，保证了物料的各方向分力比例恒定，非常有利于准确地测量物料质量，测量的速度也是这个固定速度，所以可以针对性地将精度做得很高，又因为控制对象是给料机，和测量轮之间有管道缓冲，对给料机的调节对测量轮的测量精度影响微乎其微，秤体从设计上保证了测量和控制的精度。
煤粉由流量计流出后，经过一段弯管进入输煤管道，由于喷嘴两边的正负压差(喷嘴位置需在安装调试时确定)，这样煤粉可以较容易地被输送。同时，从喷嘴靠风机端引出一条正压管线，对叶轮给料机内施加一个小的气压(叶轮给料机与流量计出料管间压差约5000Pa)，使下料更为顺畅，净风的风压仅需50000Pa即可将煤粉送出，不需设螺旋泵。叶轮与外壳间隙仅0.2mm，被煤粉填充，可以保持叶轮给料机上下的压差，保证下料流畅及稳定。该喂煤系统的叶轮给料机与煤粉仓出料管之间用法兰联接，流量计与叶轮给料机出料管之间、流量计出料管与煤粉输送管线之间也用法兰联接，无需其它安装支架，安装高度低，安装和拆卸维修方便；密封性能好，保持煤粉仓下料的环境干净。
二、流量计应用中出现的问题及要点分析:
由工作原理我们分析得出，测量的关键在于分格轮的惯性力FC及测量轮本身转速的测量，得益于电力电子技术的发展，对上述参数的测量是比较容易的，但是如果有另外机械上的、物料上的原因，也很容易导致测量偏差，致使控制失效。不幸的是该秤通过能力差，对物料要求高，这方面的原因很容易导致控制失控。
我们在工作中对该秤的使用，也是由不清楚到明白，其间也经历了不少问题，在此将其现象及原因大致剖析，希各同行用户能共同指正探讨。
首先，我认为要保证煤仓的下料顺畅，煤粉密度低，易吸潮，仓内流动性差，如果再加上环境温度、湿度原因，则煤粉很容易在煤仓锥部结皮，这又促进仓内煤粉更不容易向下进入到给料机内，进一步恶化波动现象，不得不靠人工用敲击方法对锥部作业来缓减。在出现这种问题时，操作人员发现在仓重较低的情况下，情况要好得多，我们分析在重仓情况下，锥部因下料有摩擦力，重仓加剧了摩擦力的阻碍作用，造成煤粉不能及时补充。在年度大修时，我们清空仓发现其锥部镜面不锈钢使用时间久了不是很光滑了，有的地方还的磨损，在全面研讨后，我们首先将镜面不锈钢按申克公司推荐的8K镜面不锈钢重做，在对其环吹疏通过程中也了现了里面有不少煤粉，这可能是由于不锈钢破损进入环吹的，影响了对煤粉的助流作用，另外，煤粉仓的收尘器在检查过程中也发现风管内有结皮，还有一个弯管角度很死，这可能要影响仓内气体的排放，我们对此重新制作了管道，改善了仓内气体的排放。经过上述几方面的检查改进，在检修完成投入生产时，就很少出现过下料长时间跟不上，波动剧烈的现象了。
第二，进料的管理不能马虎。这里说进料，也就是说并不只包含煤粉。有一次中修时，搞卫生的临工在做煤磨卫生时，将杂物放到进煤仓拉链机上，而拉链机当时并没完全盖好，结果这些杂物都拉到了仓里，投运后不久，流量计就严重不正常，打开后从叶轮给料机等处找出了大量扫帚、手套甚至碎玻璃之类的东西，科力奥秤相较其它秤有一个短板就是其通过能力较差，所以对物料的细度有较高的要求，所以当异物进入时是很难及时排出的，在里面势必要影响其动平衡造成负荷波动。此外，前级的磨机要向计量秤提供合格的煤粉，这就要求其煤粉干燥、细度好，如果磨机、选粉机工作异常，造成煤粉过粗，或水分重等问题，再或者有点杂物混合其中，则给料机和测量轮就容易堵塞、结皮，造成显示虚高。还有一次检修后启机时反馈和实际相差较大，因开始时给煤量较低，都几乎用不了，我们经过仔细检查后，最终了现皮重和平时有巨大差别，以前的皮重只有400多，现在有2000多点了，后来拆开检查时发现测量轮上有较严重的结皮，清理后重新校正皮重又回到500左右了，分析应该是因为点火前没有对测量轮检查清理，检修期间气候潮湿，煤粉可能湿度大，才造成结皮现象，煤粉粘在测量轮上，造成了计量严重误差，结果当然是中控拼命加产量，实际煤还是没下，同时因压重虚高，造成给料机几乎停转，仪表检测异常停机。
第三，是压缩空气的问题。申克公司对压缩空气进气口压力要求3.5bar--4bar，L1，L2任何时候压力都应该是1.8bar—2.0bar。压缩空气的作用，一是促进煤粉在流态化底板上的流动，二是形成空气轴承，避免煤粉进入齿轮箱及测量轴承。压缩空气的压力不能过大也不能过小，压力过大，对流态化底底板和空气轴承都是较大的冲击，我们在以前的检修中，就发现流态化底板和中心轴接缝处破了一个洞需要更换，齿轮箱也因为空气夹煤粉在轴上冲出了较深的痕迹而不得不返厂，同时压力过大，可能将煤粉上扬造成流动紊乱，影响计量不说，还有进入气路油路的隐患。而压力过小，造成的后果也是显而易见的，煤粉将不能有效地浮动起来，对其流动性有较大影响，煤粉有可能只在测量机构内部打转，严重影响其实际流量，而且煤粉也容易进入齿轮箱及测量轴承，久而久之，这套设备就报废了。我们在这里要重点注意申克配套的唐纳森过滤器的工作状态，因为唐纳森过滤器是主动循环再生系统，并不是简单的静态过滤，由于结构复杂，在使用久了以后就有可能出现各种问题，我们有一台过滤器就出现了在排水阶段漏气的问题，造成周期性的停机，就是因为排水阶段压力过低，触发了其压力开关使计量秤保护跳停，而当时我们想应急将压力开关短接暂时使用，但在排水阶段仍因空气压力低，流量反馈还是严重下降不能工作。
第四，是各动力机构的传动问题，主要是测量轮电机皮带盘故障多一点，这主要是因为其不像普通皮带传动一样，该传动带是齿形皮带，同时内有钢丝加强，弹性上不如普通橡胶带，要求我们上的时候不能不紧，基本套上不掉就可以了，我们以前对其松紧程序把握不好，偏紧，结果用不了多久就磨坏了，有一次还将电机传动轴拉得有点变形，传动皮带拉裂、打滑，就造成速度测量不稳定，对控制系统的影响也是很大的，这是大家需要注意的。
总结：
通过对科里奥利秤工作流程的分析和实际工作中遇到的问题，总结出该秤的优点和不足。该秤长期短期精度高，运行稳定，受处力干扰小，需要送风机要求不高，在水泥生产线窑系统作为供煤能提供比较稳定的运行，对维持产质量的稳定有很好的作用。其缺点在于其通过能力差，对物料以及空气的质量要求较高，实际工作中，异物以及空气水分等对其影响较大，在维护中除了设备自身的维护保养之外，对外围因素的管理还应大大加强。
在维护中可以通过仪表各种参数，如载荷（Load）、速度（Speed）等反馈出来，如公司现尾煤秤给料量15.8T/h，对应载荷约14Kg左右，测量轮转速为固定 266（有微小波动），送风压力40Kpa，头煤秤给料量13T/h，对应参数分别为13Kg，250，32Kpa，我们通过观察相关参数的变化，不难分析出物料在秤里的流动状态，如测量轮有异物时，载荷会增加，同时送风压力减小，而断料的时候，载荷会减小，送风压力也会减小，这在我们历经的故障中是能观察到的。据申克公司介绍，该产品对通讯方面的支持也较完善，实际生产中，有的生产线通过总线通讯就能在中央控制室观察到众多参数变化，并且校正也可远程完成，这对问题的判断就更加直观有效了。
以上问题，都是我们实际工作中的一点小的总结，希望对大家的工作有一定帮助。
参考文献：
[1] 申克煤粉秤调试手册 徐洪安 2005/4/15
[2] MULTICELL Instruction Manual Explosion Protection 申克集团公司
[3] 煤粉喂料系统维护指导 申克集团公司
[4] 基于 DC-Master 控制的申克转子称调试及操作手册 王寻英 2009/5/5
[5] DISOCONT 质量流量给料机说明手册BV-H2118CH 申克集团公司
[6] 煤粉秤产生波动的原因分析 申克公司 陆鸣
[7] 煤粉申克秤空气轴承的故障处理 袁宝 张剑等 《水泥》2010.6
