給煤機計量誤差產生的原因和解決方法

陳　敏， 周佳潔， 劉懿杰， 陸海燕， 鄒峙劍， 金　峰， 言　軍， 張貴成

(1. 上海發電設備成套設計研究院， 上海 200240; 2. 國電浙江北侖第一發電有限公司， 浙江寧波 315800;3. 上海外高橋第三發電有限責任公司， 上海 200137; 4. 遼寧清河發電有限責任公司， 沈陽 112003)

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給煤機計量誤差產生的原因和解決方法

陳敏1， 周佳潔1， 劉懿杰2， 陸海燕2， 鄒峙劍2， 金峰3， 言軍3， 張貴成4

(1. 上海發電設備成套設計研究院， 上海 200240; 2. 國電浙江北侖第一發電有限公司， 浙江寧波 315800;3. 上海外高橋第三發電有限責任公司， 上海 200137; 4. 遼寧清河發電有限責任公司， 沈陽 112003)

介紹了給煤機稱重的基本原理，分析了實際使用中計量誤差的產生原因和處理方法，闡述了提高和保持給煤機計量精度的方法。實踐表明：這些措施可以解決長期困擾給煤機精確計量問題，有助于節能減排。

給煤機； 計量精度； 誤差

隨著國家對火電廠節能降耗要求的不斷提高，目前電廠大多使用給煤機進行煤耗計量。給煤機是帶有微機控制系統的電子稱量和自動調速的帶式給煤機，能夠實現為磨煤機連續、準確地給煤。

給煤機是動態秤，需定期拆裝檢修；同時，給煤機的運行與其內部溫度、濕度、壓力和粉塵等環境因素密切相關。因此給煤機的計量精度長期困擾著電廠的運行，是一個急需解決的難題。筆者分析了給煤機計量誤差產生的原因，并提出解決方法。

1　給煤機的稱重原理

給煤機的稱重重量用給煤率表示：

R=mv

(1)

式中：R為給煤率，t/h；m為質量，kg；v為皮帶速度，m/s。

由式(1)可知：給煤機的給煤率是皮帶上煤的質量和皮帶速度的乘積。給煤機在運行中皮帶速度較難測量，為了準確地測得煤的質量和皮帶速度，需要通過“定度”確定給煤率。

(2)

式中：m0為設定的定度塊質量,kg；L為稱重跨長度，m；A1為定度塊質量AD碼;A2為總質量AD碼；A3為皮重AD碼。

定度塊選用質量為34.7 kg的質量塊。定度是通過測量探頭與稱重傳感器測得皮重、皮帶的速度和質量系數，所以定度是保證計量精度準確不可缺少的一環，是保證計量準確的充分不必要條件。CS2024型給煤機獲得了制造計量器具許可證，計量準確度0.5級，所以給煤率體現了給煤機計量精度。給煤機計量精度與控制系統中的質量測量、轉速測量、定度值和計算誤差有關。而實際使用中用戶大多誤以為給煤機的計量精度只與控制系統有關。其實在正常工況下，控制系統所產生的誤差非常小，如果誤差過大，在定度時也會發現。

給煤機是具有微機控制系統的電子稱重式機械裝置，機械部件的工作狀態至關重要，尤其是稱重裝置中的稱重平臺(見圖1)：皮帶放在三根托輥上，皮帶上物體質量是通過皮帶、托輥、軸承座、稱重傳感器測量獲得的，軸承座與連桿相連，連桿通過連桿支座固定在給煤機機體上。稱重傳感器通過高靈敏度的位移變化來測量質量，皮帶上有煤和無煤的位移量只有0.12 mm左右，因此保持稱重平臺精確性和穩定性是保證計量精度的關鍵。它既要保證所稱量的煤的質量要全部施加在稱重傳感器上，又要保證稱重傳感器上沒有其他的附加力干擾。由此可見，機械部件良好的工作狀態是保證給煤機計量精度準確的基礎。

2　計量誤差的產生原因與分類

給煤機的計量誤差產生于幾個方面，如人為的操作失誤引起的，更換卡件后需要重新定度，以采集新的定度值；稱重平臺上的三根托輥沒有校準在一條直線上，使稱重傳感器位置量產生偏移，導致稱得的質量產生誤差；定度好之后，稱重傳感器不能再做調整，以防止稱重位移計算量發生變化；或者皮帶沒有張緊適當，張緊過松會打滑產生誤差；另外，設備的缺陷也會直接產生計量誤差，例如測速裝置或稱重傳感器的損壞或稱重傳感器有附加力的產生等；給煤機長年運行，由于機體內部溫度、壓力、粉層等的變化，會使機體內部產生一定的變形，一些關鍵尺寸的變化及控制卡件老化使性能下降都會影響給煤機的計量精度；使用新皮帶時，因為新皮帶較硬，稱重平臺尚未達到穩定的工作狀態，應該通過縮短定度周期來不斷修正定度值；接地如果不良，如果存在干擾源，也會影響給煤機的計量精度。

計量誤差產生的原因可歸結分類如下：

(1) 特大誤差：①三根稱重托輥沒有校驗好，彎曲或斷裂；②皮帶張緊不適當，打滑或跑偏；③有煤開關不良；④皮帶刮板不能把皮帶上的粘煤刮掃干凈，皮帶內外表面不平整。

(2)隨機誤差：①連桿支座不靈活，連桿油管碰機體殼體或其他部件；②兩只稱重傳感器性能沒有配對；③三根稱重托輥彎曲或磨平，軸承不良或松動；④入口側擋板形成倒喇叭口形狀或擋板中間有凹坑。

(3)固有誤差：①稱重傳感器并未自由垂直，存在分力；②稱重塊質量發生變化，機械部件發生變形。

3　計量精度不能長期保持的原因

給煤機運行時機體內部溫度、壓力及粉塵量的變化，機械部件的運行及皮帶張緊力的變化都是影響給煤機計量精度不能長期保持的因素，具體地說：

(1) 給煤機在運行一段時間后皮重發生改變，皮重變化主要是由于大的皮帶張力在垂直于稱重輥方向產生的合力變化引起。

(2) 皮帶張力在垂直于稱重輥方向合力變化是由于三根輥子與皮帶間的三個接觸點相對位置(見圖2)變化引起的，實際測量結果見表1。從圖2可以看出，當中間托輥高于或低于另兩根托輥中心的直線時，產生的張力是相反的。

表1　　中間托輥與其余兩根托輥位置變化引起誤差變化

為了防止皮帶打滑，給煤機應采用6 kN的張力來張緊皮帶，所以很小的位移就會產生很大的合力，產生很大誤差，皮帶張緊越緊，產生的誤差就越大。

(3) 托輥上存在積灰或積煤，外部振打等。

4　計量誤差的解決方法

解決給煤機的計量誤差，必須將影響因素找出來，然后采取對應有效的方法。建議：

(1) 按給煤機的使用手冊定期維護，維護順序以機械部分維護為先，包括檢查機體內部各轉動件是否正常，皮帶有無過度磨損，調節皮帶的張緊力等。完成機械部分的維護后才能進行定度、標定的維護。

(2) 應使用適當的密封風，避免煤灰飛起粘連在托輥上。盡量使用干燥的煤料，保持機體內部的整潔，避免煤料中的水分影響轉動件的運行狀態。

(3) 維護工作完成后，可以使用砝碼或掛碼校驗的方法，校驗出給煤機的計量誤差，存在誤差的話，再用自動修正的方法將誤差修正掉，可使精度達到±0.50%[1]。

砝碼校驗法是把煤替換成標準砝碼，砝碼的質量是每個5 kg，精度為±0.01%。用砝碼校驗時，可以等給煤機運行穩定后在皮帶上放上砝碼，待砝碼走過稱重區間后取出,停機，這樣就使啟動和停機部分的誤差就消除了，而稱量使用砝碼的數量也可以相對地減少。一般稱量總質量200 kg時需用標準砝碼40個。

為了減少校驗工作量，掛碼校驗法也是一種直觀簡單的校驗給煤機精度的方法[2]。掛碼校驗法利用定度時使用的掛在機體上的稱重塊進行校驗，不用額外使用砝碼，而且掛碼校驗也沒有質量的限制，校驗時間更長，覆蓋整條皮帶，更加接近給煤機實際工作狀態。掛碼校驗是校驗給煤機的實際顯示總量和理論總量之間的誤差，理論總量在給煤機定度時通過測得的速比自動計算獲得。校驗時只要將34.7 kg的定度塊掛在稱重傳感器下方的掛鉤上，遠方啟動給煤機，等待轉速穩定到要求轉速、總量清零后即開始自動掛碼校驗，校驗運行至設定時間后即完成校驗停機，此時顯示的總量與理論總量相比較后就可以知道給煤機的計量誤差了。有誤差的話，程序會做自動修正，可使精度達到±0.25%。

5　結語

給煤機作為帶有微機控制系統的動態秤，影響計量的因素有很多，定度并不是唯一保證給煤機計量精度的措施。要保證給煤機的計量精度必須把影響的原因找出來，并采取有效的方法解決。

[1] 吳石林,張玘. 誤差分析與數據處理[M]. 北京: 清華大學出版社,2010.

[2] 舒培才,張輝民,逯乾鵬,等. 電子稱重式給煤機的微機控制系統[J]. 發電設備,1997, 11(7): 34-37.

Cause Analysis of Coal Feeder Measurement Errors and the Solution

Chen Min1, Zhou Jiajie1, Liu Yijie2, Lu Haiyan2, Zou Zhijian2,Jin Feng3, Yan Jun3, Zhang Guicheng4

(1. Shanghai Power Equipment Research Institute, Shanghai 200240, China;2. Guodian Zhejiang Beilun No.1 Power Generation Co., Ltd., Ningbo 315800, Zhejiang Province, China;3. Shanghai Waigaoqiao No.3 Power Generation Co., Ltd., Shanghai 200137, China;4. Liaoning Qinghe Power Generation Co., Ltd., Shenyang 112003, China)

An introduction is presented to the basic principle of coal feeder weighing, together with an analysis on the causes leading to the measurement error in actual use, with corresponding countermeasures proposed to improve and maintain the accuracy of coal feeder measurement. The practice shows that these measures could solve the long-standing accuracy problems in coal feeder measurement, which is favorable for energy-saving and emission-reduction.

coal feeder; measurement accuracy; error

2016-01-20

陳敏(1975—)，男，工程師，從事給煤機生產調試服務工作。

E-mail: chenmin@speri.com.cn

TK223.24

A

1671-086X(2016)05-0360-03