回转窑喂煤系统的在线标定方法

关注:62发表时间:2016-05-10 00:00:00

      目前的水泥熟料生产线,大都采用煤粉仓储存煤粉,然后通过计量称(本文以转子秤阐述)计量的喂煤系统。目前水泥企业通常的做法是:在设备停机后,在静态下重新进行标定并确定计量设备的系数。该种方法可以解决短时间内喂煤系统的计量问题。随着新型干法熟料生产线的技术越来越成熟,回转窑系统的连续运转能力得到了大大的提升,目前这种需要设备停机,在静态下标定计量设备的系数的做法已经无法满足生产的需求。为了解决在连续运行状态下对喂煤系统的动态标定问题,我们提出了一套针对喂煤系统的在线标定方法,本套回转窑喂煤系统的在线标定方法不仅实现在回转窑运行状态下对喂煤系统计量的标定,而且避免了传统的单一标定某一计量装置的系数,但整个系统依然无法达到计量平衡的弊端。经过多次实践与改进,证明该方法简单实用,满足了生产的需求。

该方法以原煤秤为基础,通过煤粉生产量=仓位变化量+转子秤的累计计量值来列方程,最终求解出煤粉仓和转子秤的系数。


1、 原煤秤系数的标定

      回转窑喂煤系统的在线标定方法的第一步需要标定原煤秤的系数,然后以此系数来求解煤粉仓和转子秤的系数,使其三者达到平衡、准确的状态。

      通过查阅资料,并与原煤秤厂家沟通后,一致认为原煤秤(皮带电子秤)最可靠、精确度高的的标定方法是实物标定的方法。实物标定的方法是利用已知重量的物料通过原煤秤,记下原煤秤内积算器显示的数值,与物料的实际重量进行比较,从而确定原煤秤的系数。本论文标定原煤秤就是采用的实物标定的方法。


2、 回转窑喂煤系统的在线标定方法介绍

       喂煤系统的在线标定方法要确定煤粉的生产量,然后找出转子秤和煤粉仓的对应关系,然后通过两次不同的灌仓方式,列出一组多元方程,最终求解出煤粉仓、转子秤等设备的系数。具体的计算方案如下:

2.1煤粉生产量的计算:

     煤粉的制备过程,就是原煤粉磨,烘干的过程。只要已知原煤秤在的计量值,然后除去水分,就是煤粉的生产量。

以某公司实际生产情况为例:该企业原煤计量值和水分如下表所示:

原煤计量(t/h)

原煤外水(%)

原煤内水(%)

煤粉水分(%)

30.69

5.7

1.2

1.6

有条件的公司可以测量下煤磨排渣和煤磨热风带入的飞灰,由于该公司不具备测试条件,暂不考虑煤磨排渣及煤磨热风飞灰影响,煤粉生产量为:

     30.69 ÷ (100 + 5.7 + 1.2 – 1.6) x 100 = 29.15 t/h

2.2确定煤粉仓和转子秤系数的对应关系

      煤粉仓和转子秤系数的对应关系的确定是利用煤磨停机,分别统计煤粉仓仓位变化量和转子秤的累计计量值,可以找出对应关系,从而用煤粉仓的系数来表示转子秤的系数。


如该企业煤磨停机3小时,煤粉仓仓位变化和转子秤计量值统计如下表所示:

名称

窑头仓

窑尾仓

窑头转子秤

窑尾转子秤

变化值(t/h)

-9.53

-15.78

10.53

17.07


假设窑头煤粉仓实际值与显示值之间系数为X,窑头转子秤实际值与显示值之间系数为X',

则X' = 9.53 ÷ 10.53 × X  = 0.9050 × X    …………………①

假设窑尾煤粉仓实际值与显示值之间系数为Y,则窑尾转子秤实际值与显示值之间系数为Y',

则Y'= 15.78 ÷ 17.07 × Y  = 0.9244 × Y      ……………………②


2.3确定系数的求解方程

需要求解两个未知量,需要确立两个方程即可。通过两次不同的灌仓,就列出两个方程。


2.3.1同时灌窑头煤粉仓和窑尾煤粉仓

煤磨正常开机时,同时灌窑头煤粉仓和窑尾煤粉仓。


如该企业同时灌仓3小时后,煤粉仓仓位变化值及转子秤计量值统计如下表:

名称

窑头仓

窑尾仓

窑头转子秤

窑尾转子秤

原煤称

变化值(t/h)

3.25

-1.88

10.54

16.95

30.69


煤粉的生产量由1.1部分计算即可。列平衡方程为:

3.25 × X – 1.88 × Y + 10.54 ×X'+ 16.95 ×Y '= 29.15

代入①②得:

12.7887 × X + 13.7886 × Y  = 29.15 ……………………③

29.15 —— 30.69吨原煤根据1.1部分折算成煤粉的生成量


2.3.2只灌窑尾煤粉仓

只灌窑尾煤粉仓,是为了造就另外的一种工况。区别与灌两个煤粉仓的情况。在实验过程中发现,无法确保全部煤粉进入窑尾煤粉仓,因此仍需关注窑头煤粉仓和窑头转子秤的变化情况。

如该企业只灌窑尾煤粉仓3小时后,煤粉仓仓位变化值及转子秤计量值统计如下表:

名称

窑头仓

窑尾仓

窑头转子秤

窑尾转子秤

原煤称

变化值(t/h)

-8.94

10.94

   10.59

16.94

30.87


煤粉的生产量由1.1部分计算即可。列平衡方程为:

-8.94 × X + 10.94 × Y + 10.59×X '+ 16.94 ×Y' = 29.31 

代入①②得:

0.6440 × X + 26.5655 × Y  =  29.31 ……………………④

29.31 —— 30.87吨原煤根据1.1部分折算成煤粉的生成量


2.3.3 求解确定各个煤粉仓和转子秤荷重传感器的系数

联立方程③和方程④,求的各个煤粉仓和转子秤的系数为:

窑头煤粉仓系数为 X = 1.1199

窑头转子秤系数为X '=0.9050 × X = 1.0135

窑尾煤粉仓系数为 Y = 1.0746

窑尾转子秤系数为Y '=0.6730 × Y = 0.9940


3、 计算结果检验

为了校验该方法的准确度,采取了传统的加砝码标定煤粉仓和转子秤的方法。简单示意图如下:

图1  砝码标定煤粉仓和转子秤示意图

备注: 配重1 、配重2 均为1000Kg

第一次只加配重1,参数记录为 :

安装前窑头仓重(t)

安装后窑头仓重(t)

窑头秤(t/h)

时间(s)

42.6

42.7

10.5

300

第二次同时加配重1、配重2,参数记录为:

安装前窑头仓重(t)

安装后窑头仓重(t)

窑头秤(t/h)

时间(s)

42.6

43.6

10.5

300

根据两次记录的参数,求得参数为:

窑头仓系数为 : 1.1111

窑头转子秤系数为 :1.0159

由于测量时间的不同,两种方法得到的数据存在一定的差距,但依然在计量装置的计量范围内,说明这套回转窑喂煤系统的在线标定方法是可行的。


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