電子皮帶秤在火電廠應(yīng)用中的誤差分析

【摘 要】介紹了電子皮帶秤在運行中的誤差來源，從物料、流量及常規(guī)因素方面進行了分析。通過對皮帶秤系統(tǒng)的整體介紹，分析了誤差的來源與控制方法。在可控誤差中，保障設(shè)備穩(wěn)定的前提下，校驗誤差是保證測量準(zhǔn)確的最大可控誤差，因此在運行中應(yīng)該有科學(xué)合理的校驗管理與校驗方法。通過比較在不同校驗方式和運行操作中如何減少誤差，為皮帶秤的維護運行提供參考。

【關(guān)鍵詞】皮帶秤 校驗 誤差 運行維護

在火力發(fā)電廠中按入爐煤量計算的發(fā)電煤耗，是經(jīng)濟性評價和節(jié)能降耗的重要指標(biāo)。作為電廠最大消耗成本，對入爐煤測量的準(zhǔn)確性直接影響火電廠的經(jīng)濟效益。隨著煤價成本的提高及環(huán)保單位煤耗要求更加嚴(yán)格，皮帶秤在入爐煤計量中的重要性不斷提高。但由于各種原因其在實踐運用中，誤差不能達(dá)到滿意的精度要求。因此有必要通過大量實踐，找出影響誤差的部分原因，盡可能在現(xiàn)有條件下，通過校準(zhǔn)指導(dǎo)并結(jié)合運行操作，使得準(zhǔn)確度能有大的提高，測量結(jié)果能夠真實反映輸送燃料量，提供高質(zhì)量的測量數(shù)據(jù)。

1 皮帶秤的作用

在火電廠中電子皮帶秤主要用于入爐煤量的實時計量，并在稱重儀表中進行累計。用以實現(xiàn)煤倉煤量配比控制及皮帶輸煤量的統(tǒng)計分析。瞬時煤量的大小，能給予運行人員參考、調(diào)整葉輪給煤機及斗輪機等取煤設(shè)備的出力。在環(huán)保及煤耗要求日益嚴(yán)格下，混配煤要求相應(yīng)提高，皮帶秤有了更多的作用，為混配煤量進行實時參考，保證機組燃料供給的可靠安全。

2 皮帶秤測量原理

電子皮帶秤一般由四部分組成：稱重橋架、測速傳感器、稱重傳感器、稱重顯示控制儀表。流經(jīng)皮帶上的燃料質(zhì)量W經(jīng)稱重橋架傳至稱重傳感器，稱重傳感器將所測重量P轉(zhuǎn)換為電壓信號輸入顯示控制儀表。速度傳感器測量皮帶速度，將電流信號傳至控制儀表轉(zhuǎn)換為速度V。控制器根據(jù)公式（1）計算出瞬時流量Q

由理論算法可知，皮帶秤的準(zhǔn)確度取決于稱重壓力和皮帶速度測量的精確度。實際測量中，受各種條件的影響，標(biāo)定系數(shù)的調(diào)整、稱重壓力和皮帶速度的變化誤差，都會對皮帶秤的精度會產(chǎn)生相應(yīng)誤差。

3 不同校驗方法引起的誤差

在設(shè)備及操作正常時，對皮帶稱的誤差影響較大的就是皮帶秤校驗的準(zhǔn)確性。因此首先將校驗誤差進行比較分析。常用的校驗方法有：掛碼校驗、循環(huán)鏈碼校驗、實物校驗裝置（料斗秤）。三種校驗方式各有優(yōu)缺點，對誤差形成不同影響。

3.1 掛碼校驗

掛碼校驗原理：將一定質(zhì)量的砝碼掛在皮帶秤秤架的特定位置（扁擔(dān)式），向秤架施加固定壓力，以此來模擬物料經(jīng)過皮帶時對秤架的作用力。皮帶啟動后按掛碼校驗程序進行。

優(yōu)點：簡單易行，不受運行條件（如：煤量、葉輪故障、下游皮帶系統(tǒng)故障等因素）的影響，只要安裝皮帶秤的皮帶正常就可以解鎖校準(zhǔn)。運行人員配合較少，不影響其他操作的正常進行，校驗前后掛碼拆裝方便。缺點：置信度低，需頻繁使用料斗秤進行修正。壓力模擬與實際工況差別大，不能正確反映物料工況。

誤差情況：誤差大，修正系數(shù)變化較大。因所施加壓力遠(yuǎn)小于實際物料量，其校驗方式只能作為簡單參考，必須使用實物校驗進行比較修正。因此如果是掛碼校驗方式，將使皮帶秤的測量產(chǎn)生較大的校準(zhǔn)誤差。

3.2 循環(huán)鏈碼校驗

循環(huán)鏈碼校驗原理：將經(jīng)過精確計算已知單位質(zhì)量長度的鏈碼，鏈接組成一個封閉鏈環(huán)，通過專用升降裝置懸掛在皮帶秤架上方。用以模擬流動物料經(jīng)過皮帶秤，通過計算在皮帶上的鏈碼長度重量及速度得出理論重量，校準(zhǔn)修正測量儀表間隔系數(shù)。

優(yōu)點：重量固定，且能轉(zhuǎn)動模擬物流，理論值理想，校驗比掛碼方便。操作簡單，維護量小。缺點：不能完全真實反映物料的顆粒密度與在皮帶上的非均勻分布，無法消除皮帶張力影響。磨損后的重量需重新校定，相對困難。

誤差情況：優(yōu)于掛碼，無法真實反映K值，靜態(tài)誤差小，動態(tài)誤差無法消除，仍需實物校驗比較修正。

3.3 在線實物校驗

在線實物校驗原理：在運行系統(tǒng)中設(shè)置一套可自校驗料斗秤裝置，校驗前用自帶固定砝碼對標(biāo)準(zhǔn)秤進行校準(zhǔn)。校驗時向料斗中加入一定質(zhì)量的日常運送物料，通過調(diào)整出料門的開度控制物料的流量，用標(biāo)準(zhǔn)秤示值作為標(biāo)準(zhǔn)值與皮帶秤的累計值進行比較修訂，從而實現(xiàn)皮帶秤的在線校驗。

優(yōu)點：完全模擬物料實現(xiàn)動態(tài)校驗，校驗值最接近實際工況，誤差在實際運行中較小。

缺點：需要進行物料的連續(xù)運放，耽誤運行時間，耗時較長。占用人員數(shù)量多，涉及設(shè)備量大，配合要求高。

誤差情況：最接近真實值，動態(tài)修正好。是目前采用較廣泛的校準(zhǔn)方法。

4 其他誤差來源

4.1 安裝

保證秤架的安裝符合標(biāo)準(zhǔn)，對傳感器進行調(diào)整使輸出平衡。在秤體和皮帶檢修后，應(yīng)對皮帶秤進行檢查校準(zhǔn)，否則會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。

4.2 環(huán)境

校驗時的落物堵塞粘煤都會對校驗結(jié)果產(chǎn)生誤差，從而需要進行多次校驗以減少誤差。皮帶的張力的變化如滾筒粘煤使皮帶運行軌跡變化，使秤架受力產(chǎn)生不規(guī)律變化，從而引起不可修正誤差。皮帶托輥的卡澀、機械跑偏限位的調(diào)整、皮帶的跑偏也會對測量結(jié)果產(chǎn)生偶然誤差。

4.3 人員

校驗時技術(shù)水平操作熟練程度，配合時間等引起的誤差，顯示儀表讀數(shù)變化時的確認(rèn)習(xí)慣誤差（如標(biāo)準(zhǔn)表最小間隔為5時，32560與32565的報數(shù)區(qū)別）均會對校驗結(jié)果產(chǎn)生影響。操作時對非正常工況的觀察判斷，如堵煤撒煤等會影響誤差修正。

4.4 流量

校驗時流量的控制會對皮帶秤的測量產(chǎn)生重大影響，經(jīng)過實踐觀察，相同工況下流量大小不同會對皮帶秤產(chǎn)生0.4%左右的影響。在各種誤差來源中屬于可控誤差，但要求運行人員與校驗人員提前溝通，控制流量范圍。

4.5 物料的變化

隨著單位煤耗的要求不斷提高，混配煤燃燒已經(jīng)成為常態(tài)，而且不同負(fù)荷及燃燒情況要求經(jīng)常變換煤種及比例。不同的煤種密度會對測量結(jié)果產(chǎn)生物料誤差，含水量不同及上煤時因為水產(chǎn)生的打滑等可形成測量誤差，物料顆粒均勻度及分布，在運送時的震動落料篩選產(chǎn)生的物料分布差等會形成系統(tǒng)測量誤差。

5 減少誤差的方法

5.1 設(shè)備的定期維護

作為測量的主體，秤架及傳感器的正常運行是首要條件。所以在日常維護中應(yīng)該對稱重裝置及測量元件進行定期檢查保養(yǎng)，以保證測量系統(tǒng)的穩(wěn)定。同時應(yīng)該加強皮帶秤所在皮帶系統(tǒng)的檢查，防止卡澀，跑偏震動等非正常工況的發(fā)生。需要維護定檢與運行巡檢相配合，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。

5.2 科學(xué)的校驗方法

作為測量系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)修正，科學(xué)的校驗方法和標(biāo)準(zhǔn)的校驗程序是必要的保證。流量的確定、每個周期的校驗次數(shù)、單次上煤量的多少、煤種的確定配比等都是保證校驗有效的必要因素。因此，在校驗前必須有科學(xué)的校驗參數(shù)，校驗過程有詳細(xì)記錄，校驗結(jié)束后有必要的分析改進，并給出運行指導(dǎo)。

5.3 正確的操作配合

無論是校驗還是測量過程，要保證皮帶秤的測量準(zhǔn)確性，維護運行人員必須有良好的操作配合。從制度到溝通聯(lián)絡(luò)都是保證皮帶秤測量穩(wěn)定準(zhǔn)確的前提。校驗過程的流量應(yīng)該與運行工況相似，需要運行人員進行操作匹配，保持日常運行中的近似流量，以消除流量變化帶來的誤差。煤種改變較大時，應(yīng)通知維護人員進行重新標(biāo)定。在現(xiàn)有設(shè)備前提下，通過配合制度保障物料測量盡可能的準(zhǔn)確，減少系統(tǒng)誤差。

6 結(jié)語

通過對皮帶秤系統(tǒng)的整體介紹，分析了誤差的來源與控制方法。在可控誤差中，保障設(shè)備穩(wěn)定的前提下，校驗誤差是保證測量準(zhǔn)確的最大可控誤差，因此在運行中應(yīng)該有科學(xué)合理的校驗管理與校驗方法。在運行維護配合中有良好的溝通指導(dǎo)，是減少運行誤差的可靠措施。

參考文獻：

[1]羅才生，鄒炳易等.質(zhì)量計量叢書—皮帶秤[M].北京：中國計量出版社，1998.

[2]張曉民.皮帶秤的校驗方法及誤差分析.電腦開發(fā)與應(yīng)用，2007，20（8）.

作者簡介：張斌超（1977—），男，山西晉城人，工作單位：陽城國際發(fā)電有限責(zé)任公司，職務(wù)：技術(shù)員，研究方向：熱控。