淺議改進焦化配煤電子秤的標定辦法

張玉玉

一、項目背景

我公司為提高經濟效益，持續(xù)降低入爐煤的成本，公司專門成立了經濟配煤攻關小組，向科學配煤要效益。配煤準確度對焦炭質量和經濟配煤有著非常重要的影響。配煤電子秤準確可靠運行，是公司降低入爐煤成本的保障，是保障焦炭質量穩(wěn)定的基礎。目前，焦化廠共有3套配煤系統(tǒng)，擔負著6 座焦爐、年產300多萬噸焦炭的原料煤的配煤計量，分別如下：一系統(tǒng)有10臺電子配煤皮帶秤，負責1#2#焦爐的配煤計量。二系統(tǒng)有10臺電子配煤皮帶秤，負責3#4#焦爐的配煤計量。三系統(tǒng)有20臺電子配煤皮帶秤，負責5#6#焦爐的配煤計量，也可以給3#4#焦爐的配煤。

二、改進配煤電子秤標定辦法的必要性：

電子配煤皮帶秤是物料在輸送狀態(tài)下利用稱重傳感器、測速傳感器把皮帶上通過的物料重量與皮帶速度轉換成電信號，在運行過程中由于設備技術狀況、使用環(huán)境等因素的影響，致使計量結果失準，每次的復檢數(shù)據(jù)都存在不同程度的超差。

三套配煤系統(tǒng)原設計配煤煤種4～5種，現(xiàn)在采取多煤種，小配比配煤后，大小煤種加起來有配煤煤種8～10種，使配煤斗槽8～10個斗同時配煤，配比從5% ～30%不等，遠遠超出了設計運行工況，給生產組織、配煤系統(tǒng)設備維護及保障配煤計量準確帶來了嚴峻的考驗。

為從根本上保證焦化廠三個煉焦生產系統(tǒng)焦炭質量，加強和規(guī)范三個配煤系統(tǒng)的管理，改進配煤電子秤標定辦法、滿足經濟配煤對配煤準確度的要求比以前更加迫切，因此，有必要對配煤電子秤的標定辦法進行改進。

三、改進配煤電子秤標定辦法的主要措施及改造內容

1、配煤電子秤系統(tǒng)結構及計量誤差分析

配煤電子皮帶秤一般由機械秤架、稱重傳感器、測速傳感器、稱重顯示儀表等四部分構成。當皮帶輸送物料時，稱量段上的物料重量通過皮帶稱量托輥載臺作用于稱重傳感器，稱重傳感器將重量信號（mv 級）送入運算器，經過放大、濾波、A/D 轉換等變換成數(shù)字信號。測速傳感器把皮帶運行的速度信號轉換成脈沖信號，送入運算器。運算器將兩個信號進行乘積運算，從而得出物料的重量累計值及瞬時量并顯示。

由皮帶秤結構原理及重量累積值的計算方法可知，它的計量準確度是由稱重傳感器與測速傳感器所檢測到的單位長度上的物料重量以及皮帶運行速度決定的。

在實際稱量過程中，由于稱重托輥的非準直度、皮帶張力及皮帶運行阻力等“皮帶效應”的影響，使得皮帶秤具有由其組成結構及工作方式決定的計量誤差，它的現(xiàn)場安裝與使用也是引起計量誤差的因素。因此，皮帶秤的計量誤差可分為以下幾個方面：

1） 稱重力誤差：稱重力誤差是皮帶秤誤差分量中最主要的部分，它主要由稱重托輥的非準直度及皮帶張力變化引起。

2） 皮帶速度誤差：皮帶速度誤差主要由測速傳感器、皮帶跑偏引起的。

3） 信號處理誤差：信號處理誤差是顯示儀表對稱重傳感器與測速傳感器的輸出信號進行放大、濾波、A/D 轉換等處理運算過程中產生的誤差。

4） 校準誤差：校準誤差產生的原因：校準方法與校準周期及校準時皮帶秤與皮帶機系統(tǒng)的工作狀況與日常計量時的狀況之間，存在著諸如皮帶張力、皮帶轉圈數(shù)等方面的差異。

5） 環(huán)境影響誤差：環(huán)境影響誤差主要由溫度、濕度、振動和電磁干擾等引起。

2、改進配煤電子秤標定辦法的新措施

在實際生產過程中， 各種誤差聯(lián)合作用， 而且是彼此影響， 綜合體現(xiàn)。最重要的一點是， 各種誤差只是最終誤差的一個環(huán)節(jié)， 最終誤差是各種誤差的綜合反應， 往往又是某一個環(huán)節(jié)的最高體現(xiàn)， 正如鏈條一樣， 它的總承受能力總是那薄弱的某一個鏈環(huán)的體現(xiàn)。在盡量追求每個產生誤差因素的最小值時， 更應注意系統(tǒng)的最佳結合點， 將系統(tǒng)的方方面面都盡量考慮到的同時， 找到最優(yōu)方案， 結合我廠配煤系統(tǒng)現(xiàn)場的實際，我們主要從以下三個方面采取措施，以提高配煤計量準確度。

（1） 加強皮帶秤維護管理，降低“皮帶效應”的影響。

“所謂“皮帶效應”就是由于皮帶的物理特性而產生的如皮帶張力、皮帶阻力、皮帶剛度、皮帶自重、托滾的非準直度等影響皮帶秤計量精度的綜合效應。皮帶效應帶來的誤差是諸多誤差中最重要，影響因素最多的一個。為此我們提出以下維護措施與要求：1）秤周圍區(qū)域應保持干凈、無有損于稱重性能的其他物料， 特別是在運送物料溢漏過大時， 應隨后立刻清除， 并盡量解決溢漏現(xiàn)象。2）每天清理秤體上的積料和皮帶上的粘附物， 如支點有物料卡塞也應及時清除， 防止稱重基準變化。3）每天檢查一次皮帶是否跑偏、有無打滑現(xiàn)象。4）定期對測重秤橋相關部件檢查和緊固。如傳感器連接件、稱重托輥等等。5）定期對托輥特別是稱重托輥進行全面檢查，及時發(fā)現(xiàn)因長時間運行而破損失圓或轉動不靈活托輥，并進行及時更換或維修。6）嚴禁在安裝傳感器的秤體上進行焊接， 以免損壞傳感器。7）系統(tǒng)檢修時， 嚴禁檢修人員站在秤架上檢修以防止傳感器因過載而損壞。

（2） 統(tǒng)一三套配煤系統(tǒng)校準方式，規(guī)范校準方法，提高相互對比性。

為維護配煤電子秤稱量準確度，必須定期對皮帶秤進行校準，目前國內外的校準方法有兩種：一是實物校準——用靜態(tài)稱量實物的結果來檢驗皮帶秤。一配煤系統(tǒng)自投產以來就使用此方法。二是模擬載荷裝置校準：采用掛碼校準、小車碼校準、滾動鏈碼校準、循環(huán)鏈碼校準等方法來模擬實物檢驗皮帶秤。二三配煤系統(tǒng)自投產以來就使用此方法。

比較兩種校準方式，實物校準是可信度最高的方法，但實物校準投資較大，并存在校準時間長、費力、物料多次被轉運等諸多問題，特別是一、二系統(tǒng)配煤后皮帶現(xiàn)場無法滿足實物校準的工藝條件。而模擬載荷檢驗都是在空皮帶的狀況下進行，只能模擬皮帶機整個輸送面上某一段實物輸送狀態(tài)，產生不了實際生產過程中皮帶及整個輸送面上布滿物料時那么大的皮帶張力以及皮帶的變化。

結合以往的校準經驗，我們大膽提出了統(tǒng)一三套配煤系統(tǒng)的校準方式。將三套配煤系統(tǒng)校準方式確定為：在線模擬實物校準。將用標準臺秤稱量好的模擬物料（比如石子、沙子），放在配煤電子秤上進行動態(tài)計量，將兩者計量結果做比較、修正。該校準方法速度快，結果準確可靠，降低了校準的工作量及難度，提高了校秤的效率，也為增加校準次數(shù)創(chuàng)造了條件。

（3） 加強定期校準管理，增加標定校準次數(shù)。

配煤電子稱的計量精度是靠校準方法校出來的，也是需要頻繁的定期校準來保證的。以前每套配煤系統(tǒng)校準周期為6個月，實施經濟配煤后，我們將每套配煤系統(tǒng)校準周期縮短為3個月，即每月標定一套系統(tǒng)。自今年5月份起，自新的校準方法即在線模擬實物校準采用以來，進一步增加了校準次數(shù)，焦炭質量一旦出現(xiàn)較大波動，馬上組織實施校準。

四、效益分析：

通過以上措施的采取，在日常運轉過程中多次抽查配煤電子秤，40臺均運行在有效稱量范圍內，為公司經濟配煤、降低入爐煤成本打下了基礎。

五、項目成果中創(chuàng)新與經驗

配煤電子秤的計量管理應以過程管理為主， 結合設備管理做到事先防范、過程監(jiān)控、事后快速反應，以精準計量做為保障配煤質量的出發(fā)點。在實際運行中我們也總結了經驗與問題：

1、配煤系統(tǒng)運行前操作人員需要進行全方位的細節(jié)檢查。

2、配煤系統(tǒng)運行過程中操作人員進行重點部位檢查。

3、配煤系統(tǒng)設備停用期間，需要注意：一是嚴禁踩踏配煤皮帶秤。更換配煤小皮帶時，特別是在修理皮帶秤上方電振、閘板等設備時，嚴禁將稱量皮帶做為支撐點。二是停止運行稱量皮帶上不能堆放物料，務必做到稱停料清。

4、配煤系統(tǒng)今后標定時應盡量采用實物標稱方法，在不能實現(xiàn)實物標稱時，采用模擬實物標稱。

5、要對模擬實物標稱的辦法進行修訂，升級到公司標準，下發(fā)焦化廠各單位宣貫執(zhí)行。掛碼校驗僅作為變送器的檢驗方法。

6、要及時更換配煤三個系統(tǒng)損傷較嚴重的稱重皮帶及拖輥，保證設備處于良好狀態(tài)。配料稱稱重托輥每年統(tǒng)一更換一批。更換下來的品相較好的托輥，作為備件留用。

7、存在小計量配煤現(xiàn)象：三套配煤系統(tǒng)都存在部分煤種配比太小，超出配媒稱正常的工作區(qū)間。下煤量應盡量滿足皮帶稱設計要求，自動下煤時應該保證下煤量占滿量程的20%～80%之間，才能較好的保障自動配煤的準確度。