實物檢測裝置在電廠中的應用

吳超峰

（華電滕州新源熱電有限公司，山東 棗莊277500）

0 引言

20世紀末，皮帶秤的檢定和使用中檢驗多采用物料試驗的形式進行，其中一個重要的控制衡器就是實物檢測裝置。大型電廠均采用實物檢測裝置進行皮帶秤的檢定和使用中檢驗。2002年12月，國家電力公司相關部門下發通知要求下屬分公司、設計院積極采用循環鏈碼后，實物檢測裝置的應用數量越來越少。十多年的使用經驗證明，循環鏈碼和實際使用中的精度差距較大，不能滿足現場使用要求，循環鏈碼并不能代替實物檢測裝置。

1 華電滕州新源熱電有限公司皮帶秤改造實物校驗裝置

華電滕州新源熱電有限公司采用循環鏈碼校驗皮帶秤。通過對比發現，由于皮帶張力、現場環境溫度、運行磨損等因素影響，循環鏈碼校驗皮帶秤誤差較大，不能滿足計量要求。故進行實物校驗裝置改造。將實物檢測裝置位置選在5#皮帶棧橋下，不妨礙現場規劃的地方，距皮帶秤的水平距離大約20m。在5#皮帶棧橋下建實物檢測裝置樓，稱量斗和稱重顯示器安裝在室內，以避免風等因素的影響。整個樓采用鋼筋、混凝土結構，相對于鋼架結構維護工作量少。最下層為貨車通道，供貨車將校驗后的物料拉走。工作流程為物料經過皮帶秤后，通過犁煤器將物料刮入落煤斗中，經進料通道（溜管）落入承載料倉，實物檢測裝置通過稱重顯示器將物料重量顯示出來，根據該顯示值修正皮帶秤的量程系數，最后使用貨車將校驗后的物料拉走，運回煤場。

1.1 主要技術指標

（1）最大秤量：20t。

（2）顯示分度值d：1kg。

（3）檢定分度值e：5kg。

（4）準確度等級：中準確度級 。

1.2 主要結構

該實物檢測裝置主要由稱量系統、承載料倉、進料系統、自校系統和控制系統組成。

1.2.1 稱量系統

稱量系統由高精度稱重傳感器、傳感器接線盒和稱重顯示器組成。傳感器將重量信號轉變成電信號，通過接線盒傳輸至稱重顯示器，稱重顯示器進行A/D 轉換并顯示。

（1）稱重傳感器4只。稱重傳感器是將重量轉換成電量的一次轉換元件，其性能好壞直接影響到計量精度及產品的長期穩定性。該實物檢測裝置采用金鐘公司的BM－LS－10A 橋式稱重傳感器。BM－LS系列稱重傳感器是金鐘公司引進日本久保田公司全套設備及技術生產的傳感器產品，選用大冶鋼鐵公司生產的合金鋼材料，成分一致性好；采用美國辛辛那提公司和日本OKK 公司購置的數控機床加工，各部分尺寸一致性高；使用微機控制的熱處理窯爐，工藝控制數據準確，內部組織一致性高；利用日本著名溫箱制造企業島川公司生產的零點溫度槽和帶溫度槽的測力機檢測，進行雙重補償（零點及靈敏度溫度補償），溫度性能的一致性很高。其疲勞壽命通過山東大學（原山東工業大學）測試中心150萬次的試驗后，仍能保持原技術指標水平。橋式稱重傳感器采用鋼球傳力結構，具有良好的自動恢復力矩，抗沖擊及抗側向力性能良好。安裝調試方便，不需固定力矩緊固，互換性好，防護等級為IP68。

（2）稱重顯示器。選用日本UNIPULSE 公司的F701C 稱重顯示器。

1）顯示部分。

主顯示：全5位真空熒光顯示稱量數據。

副顯示：18位真空熒光顯示。

2）模擬電路。

激勵電壓：DC10V±5%；輸出電流不超過120 mA，具有遠距離補償功能。

非線性：不超過滿量程的0.01%。

零點漂移：不超過0.2μV/℃。

滿度漂移：不超過15ppm/℃。

最小分度：1/10 000（1/4刻度有效）；1/40 000（1/4刻度無效）。

1.2.2 承載料倉

承重料倉的主要作用是存儲物料并將物料的重量集中施加于傳感器，承載料倉的有效容積根據物料密度選擇。料倉底部有一雙開的卸料門，分別由兩部電動推桿拖動，推桿伸縮帶動滑桿觸頭，滑桿觸頭觸動行程開關，調整滑桿上觸頭的位置，可起到調整料門開度大小的作用。在承載料倉的外壁上裝有一定數量的砝碼提升機，通過控制系統可將砝碼提起或放下，以實現該裝置的自校。為避免發生堵煤現象，秤量斗側面與水平面的夾角不小于60°。在承載料倉的外壁下部裝有料倉振動器兩個。

1.2.3 進料系統

進料系統包括進料皮帶機、犁煤器和進料通道（溜管），進料皮帶機采用現有皮帶機，犁煤器采用單側犁煤器，兩條皮帶上的犁煤器均向棧橋走廊中間犁料，最后進入承載料倉內。

1.2.4 自校系統

自校系統主要由電動砝碼提升機和標準砝碼以及連接件組成。每個砝碼的質量為1 000kg，標準砝碼的加、卸載采用現場手動操作或由DCS發出指令，電動砝碼提升機自動完成。砝碼提升機分布于斗體周邊，能方便地對實物檢測裝置進行自檢。砝碼提升機與稱重斗上的安裝座連接，砝碼提升機下部依次連接U 型環、砝碼等，U 型環的長度可在一定范圍內自由調整，以便于現場安裝。

1.2.5 控制系統

控制系統包括控制柜、計算機以及所需電纜等。

LN2000控制系統是一種新型的分散控制系統（DCS）產品，它繼承和發揚了傳統DCS的優點，實現了控制功能分散，顯示、操作、記錄、管理集中。采用了多種先進技術，如計算機技術、圖形顯示技術、數據通信技術、先進控制技術等，系統結構合理、功能強大、控制軟件豐富，簡潔的操作界面充分體現了現代意識，組態及維護工具得心應手，通信系統開放，集數據采集、過程控制、生產管理于一體，能滿足大、中、小不同規模生產過程的控制和管理需求，有著廣泛的應用領域。

硬件設計采用低功耗器件，可靠性高。通過技術創新，采用冗余、容錯等技術，局部故障不會影響整個系統工作，確保了可靠性。控制站采用低功耗CPU，無須風扇換熱，極大地延長了使用壽命，提高了工作穩定性。智能I/O 模塊采用低功耗元器件，模塊化結構封裝，減少了灰塵腐蝕，克服了插件式結構的缺點。強電控制系統可實現各種應急操作。

該系統不僅在計算機上可實現砝碼升降、料門開關、遠程犁煤器控制等功能，而且在控制柜上也可實現手動控制及應急操作，方便現場調試及系統維護。

2 實物檢測裝置選型、應用中的問題

根據JJG195—2002《連續累計自動衡器（皮帶秤）檢定規程》，最小累計載荷∑min應不小于下列各值的最大者：在最大流量下1h累計載荷的2%；在最大流量下皮帶轉動一圈獲得的載荷。

對于較長的輸送機，在最大流量下皮帶轉動一圈獲得的載荷可能性比較大，如果按照該要求選擇實物檢測裝置的最大秤量可能不太現實。筆者認為只要計量雙方認可，可適當減小試驗用的物料量，但物料試驗時皮帶一定要運行整數圈，以消除皮帶厚度等因素的影響。在這種方式下，也可以采用多次物料試驗取誤差平均值的方式，在一定程度上彌補物料量的不足。一般儀表中均有手動輸入物料校驗系數的功能。這種方式能以比較經濟的方式滿足現場使用要求，雖然和按規程規定的物料量試驗相比校驗精度可能稍低一點，但相對皮帶張力、現場環境溫度、運行磨損等因素影響，影響量非常小。采用該方式校驗皮帶秤，系統精度一般高于采用循環鏈碼方式。

3 結語

十多年的實踐證明，循環鏈碼并不能代替實物檢測裝置，實物檢測裝置作為一種相對比較古老的校驗設備，還沒有到退出歷史舞臺的時候。在過去的十多年中，循環鏈碼成為市場主流，有許多現場存在問題，為解決歷史遺留問題，本文提供了增加實物檢測裝置校驗皮帶秤的一種方案，供需要現場改造的用戶參考。有許多用戶也想增加實物檢測裝置校驗皮帶秤，但由于現場空間有限，只能作罷。希望在今后新、擴建項目的設計中，設計部門能根據實際情況采用實物檢測裝置檢驗皮帶秤，從根本上解決皮帶秤的校驗問題。隨著輸煤計量要求的提高，實物檢測裝置越來越顯示出它的優點，還會在計量的舞臺上繼續發展下去。