河南丰博自动化：27年始终坚持研发创新，深耕水泥动态计量技术
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科里奥利煤粉定量给料秤的原理及实际应用
2019/11/30 14:46
来源：河南丰博自动化有限公司陈立新 吴吉胜
科里奥利煤粉定量给料秤的核心部分是一个测量轮，由主轴驱动。被测物料由测量轮中央进入，从旋转着的测量轮甩出。......
一 测量科里奧利力，原理先进
科里奥利煤粉定量给料秤的核心部分是一个测量轮，由主轴驱动。被测物料由测量轮中央进入，从旋转着的测量轮甩出。物料便对测量轮的叶片产生一个力，这个力就是科里奥利力。而该力的大小和物料的质量成正比，测出该力的大小就可得出物料的流量。在科里奥利粉体质量流量计中，被测的是测量轮的驱动轴的扭矩。由于测量轮的半径是固定的，测出扭矩便得到了科里奥利力，同时间接得到了物料的瞬时流量。物料微粒和测量盘之间的摩擦和不同速度的物料层之间的摩擦对测量结果没有影响，保证了系统的精度。
力矩计算公式：M = m·ω·R2 。
式中：M 为力矩，ω为测量盘的角速度，R为测量盘的半径。
科里奥利力计算公式为：Fd = 2·m·(V x ω)
式中：Fd为科氏力，ω为测量盘的角速度，V为物料被甩出测量盘时的速度。
实时流量 I： I = m x V
对流量进行时间的积分便是所下的物料量Z：Z = I x t
式中：z 为累计值；t 为积分时间。
利用“科里奥利”力来测量流量，测的是瞬时料量的扭矩，由此测出实际的瞬时流量。
二 结构功能特点
科里奥利煤粉定量给料秤在实现粉体物料高精度连续计量的同时，具有无粉尘污染，结构简单，体积小，稳定可靠等特点，由于机壳外部无任何元件，因此不受如风力、振动或任何其它干扰力影响。具有以下特点：
◆科里奥利煤粉定量给料秤计量精度≤±0.5%
◆科里奥利煤粉定量给料秤采用科里奥利力原理，得出物料的瞬时质量流量。因科里奥利力只与测量轮尺寸有关，外部的不良因素（风压、落料、振动等）不会对科里奥利粉体质量流量计的计量产生影响，有效的保证了计量精度的精准性。
◆科里奥利煤粉定量给料秤采用齿轮传力机构，内部采用气密封， 保证了零点稳定，将零点对计量的影响降到最低。
◆ 科里奥利煤粉定量给料秤采用C3精度等级的称重传感器。
◆ 科里奥利煤粉定量给料秤计采用SEW驱动电机。
三 科里奥利煤粉定量给料秤使用效果
1料气比高。
科里奥利煤粉定量给料秤输送煤粉的料气比可以达到4~5kg/m3。高出其他转子称接近一倍。大大减少输送煤粉的风量，降低罗茨风机能耗。据统计在不同生产线上可降低罗茨风机功率约5~50kw。
2降低一次风量。
燃烧器送煤风量与一次风机送风量有一定比例关系，大约为1:1.67。减少送煤风量也减少了一次风机送风量，实际上就是减少冷空气的送入量。在工艺上送煤风也需要被加热到物料同等的温度（约1000℃），1Nm3冷风被加热到热风所需热量为1300KJ。
采用科里奥利煤粉定量给料秤一条5000t/d生产线，每日可减少56000Nm3的一次风量，如果按一年计算，可以节约60万元原煤。
3 窑内废气生成量减少 ,窑尾废弃热损失降低。
一次风减少，窑内的废气生成量减少，窑尾排出的废气热损失减少。
4增加煤粉的燃烧速率。
一次风是环境常温风，一次风的减少，势必会增加二次风的卷吸能力，同时是返混的热烟气更加容易混合到火焰的射流中，从而使煤粉的燃烧速率大大增加。
5减少有害气体的排放。
煤粉的燃烧更加充分，燃烧时间缩短，使有害气体NOx生成量明显减少。
6增加燃烧器的使用寿命。
料气比增加，一次风量减少，风速减少，风道内风速减少,增加了管道和燃烧器的使用寿命。
7减少基建投资,节省水能电能。
科里奥利煤粉定量给料秤因体积小重量轻，无需做专用基础。罗茨风机因型号减小也可降低基础费用，避免功率太大需要水冷却。采用科里奥利煤粉定量给料秤减少了基建投资,可节省水能电能。
四 科里奥利煤粉定量给料秤的安装及使用维护
科里奥利煤粉定量给料秤安装高度3米左右，总体重量轻，只需两块预埋钢板。与煤粉仓下料口采用法兰连接，整个设备的安装无需任何安装支架，安装及拆卸十分方便。秤本体不需要收尘器。
系统维护：除定期加注润滑油外，不需要特殊维护和频繁更换备件。水平星形预给料机和科里奥利计量单元独立运行，即使计量单元出现故障，星型给料机也可以正常给料，从而避免由于停车造成的损失。
科里奥利质量流量计内部没有与物料摩擦的部件，只有少量气体通过测量盘，测量盘采用耐磨钢，使用寿命在5年以上，筒壁贴有耐磨陶瓷。整体几乎是免维护。
五 压缩空气消耗量
科里奥利煤粉定量给料秤只需压缩空气保持秤体和稳流给料机的轴承周围微正压，防止煤粉进入轴承而影响计量精度及轴承寿命，每台煤粉秤共需压缩空气50Nm3/h。与转子秤比较，转子秤上带有一个小稳流仓，小仓底部下料处配置一个旋转搅拌器，搅拌器需要压缩空气辅助搅拌，便于煤粉均匀稳定下料，厂家要求每个搅拌器提供压缩空100Nm3/h，每台转子秤共需压缩空气112Nm3/h。科里奥利煤粉定量给料秤消耗压缩空气相对较少。
六 科里奥利煤粉定量给料秤应用情况
下面是我公司的煤粉秤在国内某家2500T/D熟料生产线改造使用的案例。
图中绿色线条为尾煤秤中控给定量，在中控给定量未变化时，尾煤秤反馈量呈现小幅波动曲线，说明煤粉秤锁料不严密，控制柜通过调整变频器频率在调整。而出现剧烈的波动曲线，则说明给料机构中没有均匀来料，频繁出现料多或料少的情况，导致反馈波动，同时在罗茨风机压力曲线也产生相应波动。
在给定量调整时，由于给料机构采用串联结构，不能迅速满足供料，因此出现较大的频繁波动调整。
我公司新型煤粉秤投入使用后的运行曲线：
该曲线图为2017年4月26日尾煤秤8小时运行曲线图。
由于稳流给料机有锁料作用，给定量和反馈量及时准确，基本重合。尾煤罗茨风机压力稳定，波动范围在20.39-22.4MPa。
分解炉出口温度稳定860-876℃之间。
综上所述，对于水泥熟料烧成系统，采用科里奥利煤粉定量给料秤在节能减排方面具有很大优势，从经济效益上分析，典型5000tpd熟料生产线年节约用电近200万kWh，节约用煤约4200吨。科里奥利煤粉定量给料秤没有磨损部件，操作维护较简单。科里奥利煤粉定量给料秤喂料精度高且稳定，窑况容易保证。从设备成本上降低了水泥生产厂家的一次投入和长期维护成本。科里奥利煤粉定量给料秤作为水泥工业煤粉计量设备有较大的优越性。
编辑：梁爱光
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