影響自動配煤系統配煤精度的因素及控制措施

摘 要：文章結合酒鋼焦化廠備煤工段的兩套自動配煤系統的生產運行情況，分析影響自動配煤系統配煤精度的因素，提出具有針對性的控制措施。

關鍵詞：配煤精度；自動配煤系統；皮帶秤；影響因素

1 引言

隨著一系列大高爐的陸續建成、投產，高爐對焦炭質量要求進一步提高的現狀，造成優質煉焦煤資源短缺的問題更加突出。同時煉焦煤成本不斷上升，鋼鐵行業利潤持續下滑，對此作為鋼鐵聯合企業下屬的焦化廠，面臨著在保證焦炭質量的前提下，進一步降低配煤成本的任務。通過擴大煉焦煤資源、優化配煤結構，找到了降低配煤成本的方向。而進一步優化的配煤結構，需要通過自動配煤系統來控制執行，因此配煤精度就顯的尤為重要，關系著焦炭質量的穩定及配煤成本的有效控制。因此了解影響自動配煤系統配煤精度的因素，可以制定相關的控制措施，從而有效的穩定配煤精度。

2 酒鋼焦化廠自動配煤系統簡介

2.1 1-4#焦爐自動配煤系統

1-4#焦爐自動配煤系統主要有恒速電子皮帶秤、圓盤給料機、工控機、PLC控制柜、現場儀表、給料機變頻器組成。操作人員向工控機輸入配煤比，工控機依據設定的配煤比進行信號處理后控制給料器變頻器變頻，從而控制圓盤給料機的給料速度。電子皮帶秤的稱重傳感器將檢測到的重量信號轉換為電信號，并將電信號上傳給工控機與現場儀表。現場儀表對電信號與變頻器信號進行處理以后，顯示瞬時流量、累積量。工控機對收到電信號、變頻器信號進行處理，將處理結果與設定值進行對比后控制變頻器變頻，調整圓盤給料機的轉速，使得實際配煤比在設定配煤比的±1%范圍內，最終實現工控機閉環對自動配煤系統的控制。

2.2 5-6#焦爐自動配煤系統

5-6#焦爐自動配煤系統主要有稱重給料機、現場儀表、工控機、PLC控制柜、給料機變頻器組成。操作人員向工控機輸入配煤比，工控機將配煤比參數傳遞到現場儀表，現場儀表控制稱重給料機給料。電子皮帶秤的稱重傳感器與測速傳感器分別將檢測到的重量信號、速度信號上傳給現場儀表。現場儀表對信號處理后顯示瞬時流量、累積量并將處理結果反饋給工控機。同時現場儀表將處理結果與設定值進行對比后控制稱重給料機變頻器變頻，調整稱重給料機的轉速，使得實際配煤比在設定配煤比±1%范圍內，最終實現場儀表對自動配煤系統的閉環控制。

3 影響酒鋼焦化廠自動配煤系統配煤精度的因素及控制措施

3.1 使用環境對配煤精度的影響及控制措施

3.1.1 溫度的影響

溫度的變化引起電子皮帶秤膠帶張緊度變化，夏季高溫時張緊度變小膠帶松弛變長，傳動滾筒與膠帶的之間的摩擦力不足，造成膠帶打滑，從而導致膠帶的運行速度與傳動滾筒的運行速度存在速度差。而酒鋼焦化廠1-4#焦爐自動配煤系統設定速度值為常量，5-6#焦爐自動配煤系統以檢測到的傳動滾筒的速度作為反饋信號參與系統計算。因此造成控制系統計算的瞬時量偏高，實際配煤比偏低。

為降低溫度對配煤精度的影響，可采取的措施：（1）通過觀察皮帶的張緊程度及時調節皮帶機機尾的螺旋張緊裝置，保持合適的張緊力，使膠帶不打滑；（2）若發現速度異常時聯系衡器維檢人員檢測膠帶運行速度并與系統設定值或自動檢測值進行對比。

3.1.2 濕度的影響

嘉峪關常年干燥少雨，因此濕度對1-4#焦爐自動配煤系統配煤精度影響甚微，而5-6#焦爐自動配煤系統是搗固焦爐的配套系統。由于搗固焦爐生產工藝的要求，需要在配煤崗位對水分在8.0%左右的配合煤加水，加水后配合煤水分控制在9-12%之間。通常情況下加水量為2%左右，系統生產能力為350t/h，即每小時加水量為7t左右。為達到該目的5-6#焦爐備煤工段采用在配煤崗位直接噴灑加水工藝，該工藝水分蒸發、散失量大。而配煤崗位處于儲煤斗槽下部空氣流動性差，因此該崗位空氣濕度較大。5-6#焦爐自動配煤系統是由現場儀表進行閉環控制，空氣濕度大易造成現場儀表箱內部水汽凝結，進入儀表箱的水汽過多，會導致控制系統數據采集、處理發生失真影響配煤精度，甚至會發生電子皮帶秤失控而高速運轉的飛車故障。

為降低濕度對配煤精度的影響，可采取的措施：（1）在儀表箱外部用塑料膜進行包裹密封，防止水汽、灰塵進入儀表；（2）降低加水量減少空氣中水汽來源，即降低加水量，2013年一季度與2012年一季度同期相比5-6#焦爐加水后配合煤平均水分降低1.2%。

3.2 單種煤性質對配煤精度的影響及控制措施

3.2.1 單種煤水分的影響

酒鋼焦化廠使用的單種煤水分在4.8-12.5%之間，當單種煤水分較大時煤料易粘付在電子皮帶秤膠帶表面，造成自重及零點變化，使得電子皮帶秤的計量的瞬時流量高于實際流量，最終導致實際配煤比偏低。冬季氣溫下降時，高水分的單種煤易在儲煤斗槽內部結凍，堵塞出料口造成下煤不暢，引起瞬時流量的波動范圍超出控制系統的調節能力，生產過程中長時間出現該問題會導致配煤精度下降。

為降低單種煤水分對配煤精度的影響，可采取的措施：（1）在機尾滾筒處安裝旋轉清掃器實時清除膠帶工作面上的粘料，防止檢測到的瞬時流量失真；（2）儲煤斗槽接入壓縮空氣、蒸汽、安裝倉壁疏通器，在發生下料不暢的現象時使用蒸汽、壓縮空氣或倉壁疏通器進行疏通，縮短處理時間，消除不利影響。

3.2.2 單種煤粒徑的影響

酒鋼焦化廠使用的單種煤中有部分煤種為原煤，因此其粒徑一般在150mm左右，有時甚至可以達到500mm，而電子皮帶秤膠帶邊緣的防止撒料的裙邊的高度只有60mm，因此在生產過程中粒徑較大的煤料在被電子皮帶秤輸送時容易滾出膠帶掉落在稱重托輥的秤架上，使得稱重傳感器始終有重力信號造成檢測出的瞬時流量高于實際流量。而采用的電子電子皮帶秤是單稱重托輥，稱重托輥的秤架與電子皮帶秤秤架之間的存在間距為23mm的縫隙，當膠帶跑偏、下料不正或圓盤漏煤時煤料撒落在秤架上，粒徑在23mm左右的煤料卡在稱重托輥秤架與電子皮帶秤秤機架之間，致使稱重系統十字簧片卡死，稱重傳感器不靈敏，檢測到重力信號小于理論重力信號，造成瞬時流量低于實際流量。

為降低單種煤粒徑對配煤精度的影響，可采取的措施：（1）調整膠帶所處位置，略微向圓盤給料機一側靠近，使得下料位置處于膠帶中心位置，減少撒料量；（2）停機期間徹底清理機架上的積料；（3）崗位配備壓縮風管，生產運行過程中發現稱重托輥秤架上有積料時，使用壓縮空氣進行清理。

3.3 設備維護保養對配煤精度的影響及控制措施

在使用過程中由于膠帶交接頭保護層翹起，為防止進一步的損壞需要將翹起的保護層割除；膠帶劃傷以后需要對膠帶進行局部粘補，托輥（包括稱重托輥與承重托輥）在需要定期潤滑加油，這些常規的設備維護都會使電子皮帶秤零點發生變化，設備運行過程中零點的變化會傳遞到計量結果中，從而影響配煤精度。

為降低設備維護保養對配煤精度的影響，可采取的措施：（1）維護保養過程中不能踩、壓稱重托輥，不能觸碰傳感器；（2）對電子皮帶秤的本體進行維護后，需要經過校準以后方可使用。

4 結束語

綜上所述，對于已經建成投產的自動配煤系統，皮帶秤本身對精度的影響及控制系統存在的誤差，對配煤精度而言是固定的，而使用環境、單種煤的水分與粒徑及設備維護保養對配煤精度的影響是可變的。因此需要針對具體的生產運行情況確定影響因素，制定切實可行的控制措施從而保證自動配煤系統的配煤精度。

參考文獻

[1]侯貴斌，夏如鐵，楊成酷，等.影響皮帶秤精度的若干因素分析[J].水泥，2009，（2）：54-55.

[2]張芬.關于皮帶秤秤量不準的原因及處理辦法[J].科學之友，2012，（8），47-48.

作者簡介：梁競學（1987-），男，助理工程師，酒鋼集團宏興股份公司焦化廠。