大流量粉體物料在線計量裝備 兼論粉煤灰計量與控制系統(tǒng)

大流量粉體物料在線計量裝備

兼論粉煤灰計量與控制系統(tǒng)承德承信自動化工程有限公司主講：李興玉一、項目背景二、技術(shù)特點三、成果水平四、市場應(yīng)用五、公司簡介目錄入窯生料計量與控制環(huán)節(jié)一、項目背景（1-1）開發(fā)意義---大流量粉料計量水泥散裝車、散裝船裝卸計量環(huán)節(jié)。（1）推動“三廢”利用：粉煤灰廣泛用作水泥混合材,在生料配料中作為硅質(zhì)或鋁質(zhì)校正原料。（2）推動水泥企業(yè)節(jié)能增效：企業(yè)可根據(jù)熟料情況，按國家標(biāo)準(zhǔn)上限摻加粉煤灰，減少熟料用量，同時降低磨機電耗，增加企業(yè)效益，實現(xiàn)節(jié)能減排。一、項目背景（1-2）開發(fā)意義----粉煤灰計量

粉體物料計量裝備，國際上主要有日本粉研粉體定量供給機、德國菲斯特粉體計量秤和德國申克公司質(zhì)量流量計三種。

普遍存在：①價格昂貴、易損件價格高、運行成本高；②缺少針對性的工藝研究。因此，進(jìn)口設(shè)備國內(nèi)應(yīng)用不多。一、項目背景（2）國外研究現(xiàn)狀日本粉研公司粉體定量供給機（臺時產(chǎn)量受限150m3/h，價格較高）德國菲斯特公司粉體計量秤（臺時產(chǎn)量達(dá)600m3/h，價格昂貴）德國申克公司質(zhì)量流量計（臺時產(chǎn)量達(dá)800m3/h、精度高、價格昂貴）

國內(nèi)市場上常見的粉體計量裝置有螺旋電子秤、沖量流量計、失重秤、皮帶秤、轉(zhuǎn)子秤，甚至雙管螺旋給料機及剛性葉輪給料機等方案，由于缺少系統(tǒng)工藝研究或裝備本身存在技術(shù)問題，實際使用基本處于粗放控制狀態(tài)。在大流量粉料計量領(lǐng)域，真正稱得上粉體物料在線連續(xù)計量的國產(chǎn)裝備，基本是空白。工業(yè)企業(yè)通常采用地磅或倉式秤間歇稱重。一、項目背景（3）國內(nèi)研究現(xiàn)狀單（雙）管+皮帶秤單管+環(huán)狀天平秤流量閥+沖板流量計一、項目背景（3-1）國內(nèi)研究現(xiàn)狀星型+皮帶秤科式秤失重稱（1）缺少系統(tǒng)研究，在國內(nèi)，對粉料儲存、助流、卸料、輸送、計量工藝技術(shù)和裝備開發(fā)的綜合性研究，基本是空白。工程設(shè)計、設(shè)備選型與裝備制造三者脫節(jié)；（2）無理想的穩(wěn)定給料設(shè)備，因此均處于粗放控制狀態(tài)。通常給定量的波動在10%～30%之間，甚至?xí)l繁沖料而無法控制；（3）國內(nèi)僅有的幾種計量方案，難以承擔(dān)大流量粉料計量（100t/h以上）。一、項目背景（4）存在問題二、技術(shù)特點（1）計量原理1、計量原理：

機械結(jié)構(gòu)工作原理進(jìn)料口中心與出料口中心形成一定的夾角，該扇環(huán)區(qū)間為載荷區(qū)，對面的小扇環(huán)區(qū)為空載區(qū)；二中心連線為支點中心線，即承重軸線；稱重傳感器的測量點在軸線的垂直線上，且在載荷區(qū)外側(cè)；物料的重力和測量力以軸線為軸分別形成轉(zhuǎn)矩和反轉(zhuǎn)矩，二者大小相等方向相反，物料重力和測量力的力臂之比成為杠桿比，力臂是事先設(shè)定好的固定值；只需準(zhǔn)確測出測量點的力，就等于測出了物料的重量，對其連續(xù)累積就為累積量?；竟綖椋篞=mω（流量Q、質(zhì)量m、角速度ω）轉(zhuǎn)子車秤原理動畫生料轉(zhuǎn)子秤工作流程二、技術(shù)特點（2）MPI模型預(yù)測算法用全新的計量控制技術(shù)，針對每個轉(zhuǎn)子格進(jìn)行物料計算，在下料前已預(yù)知每個轉(zhuǎn)子格內(nèi)的物料重，并針對每個轉(zhuǎn)子格進(jìn)行轉(zhuǎn)速及動流量閥預(yù)給料的雙調(diào)整，從而實現(xiàn)精確平穩(wěn)的物料流和計量的準(zhǔn)確度。此計量控制方法國內(nèi)首創(chuàng)。二、技術(shù)特點（3）物料實驗線

建設(shè)國內(nèi)首條1-40t/h“物料計量與輸送模擬試驗線”，能實物模擬粉料儲存、卸料、輸送、計量與控制工況，作為基本試驗研究平臺，實現(xiàn)了諸多技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化。計量秤設(shè)計與優(yōu)化粉體物料計量秤制造基地一角集多年計量技術(shù)與裝備研發(fā)經(jīng)驗，在數(shù)理建模及修正、秤體基本結(jié)構(gòu)、傳動配置、合理轉(zhuǎn)速、測量機構(gòu)、系統(tǒng)抗振動設(shè)計、進(jìn)料導(dǎo)料和脈動料流處理等方面進(jìn)行了研究并進(jìn)行了優(yōu)化與系列化設(shè)計。二、技術(shù)特點（4）計量設(shè)備研究技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)品水平計量準(zhǔn)確度±0.5%控制精度±1.0%量程范圍～800t/h適應(yīng)物料水分≤3%適應(yīng)物料細(xì)度≤3mmFRW轉(zhuǎn)子秤計量秤技術(shù)指標(biāo)二、技術(shù)特點（5）計量設(shè)備研究以大量試驗和理論分析為基礎(chǔ)，建立了數(shù)學(xué)控制模型、模型預(yù)測法模型。成功解決了由于閥門組、活化氣體、中間倉的變化引起的物料流量波動，直接影響計量準(zhǔn)確度的技術(shù)瓶頸。實現(xiàn)了大流量粉體物料的準(zhǔn)確計量。MPI模型預(yù)測法研究二、技術(shù)特點（5）MPI模型預(yù)測法應(yīng)用效果改進(jìn)前、后入窯提升機電流曲線圖DLD沖板流量計FRW轉(zhuǎn)子秤二、技術(shù)特點（5）MPI模型預(yù)測法應(yīng)用效果一氧化碳ＣＯ數(shù)據(jù)抽樣對比數(shù)據(jù)二、技術(shù)特點（5）MPI模型預(yù)測法應(yīng)用效果預(yù)熱器溫度抽樣對比數(shù)據(jù)1、給料設(shè)備研發(fā)要求：適應(yīng)粉煤灰等粉體物料特性：要求給料過程料流均勻穩(wěn)定，不存在沖料、跑料現(xiàn)象；給料過程不受倉（庫）壓變化影響：倉內(nèi)料位變化及料倉進(jìn)料時料流沖擊均會引起倉壓變化，給料裝置必須適應(yīng)倉壓變化，穩(wěn)定給料效果不受倉壓變化和進(jìn)料沖擊的影響；給料能力滿足不同流量需求：滿足不同量程給料要求，尤其是水泥生料等大流量要求；給料裝置要具有可調(diào)性：按工藝要求隨機調(diào)整給料量，滿足粉料摻量變化需求；可靠性高，檢修、維護方便。二、技術(shù)特點（2）給料設(shè)備研究2、穩(wěn)定給料設(shè)備：通過對工藝系統(tǒng)研究，研發(fā)專用穩(wěn)流給料裝備,達(dá)到氣、料分離，使物料在自然狀態(tài)下進(jìn)入計量秤。二、技術(shù)特點（2）給料設(shè)備研究粉煤灰等粉體物料計量過程與其工藝系統(tǒng)方案密切相關(guān)，包括對配套裝備（如給料裝置、輸送設(shè)備、儲料裝備等），工藝參數(shù)（物料特性、氣源及風(fēng)量、風(fēng)壓等），物料進(jìn)庫和出料過程（儲存、卸料、助流、除塵等）、工藝管理及操作規(guī)范等方面進(jìn)行同步研究。僅以優(yōu)化粉煤灰助流用風(fēng)參數(shù)一項為例，經(jīng)驗表明，氣源由羅茨風(fēng)機提供較為合理，風(fēng)壓和風(fēng)量要依據(jù)儲庫（倉）結(jié)構(gòu)形式、庫容、高徑比，物料種類、特性，以及臺時產(chǎn)量和操作習(xí)慣等進(jìn)行合理選擇。二、技術(shù)特點（3）工藝系統(tǒng)研究二、技術(shù)特點（4）系統(tǒng)組成生料計量系統(tǒng)方案粉煤灰專用給料閥方案不同給料方案的秤粉煤灰（礦渣粉、電石渣粉）、生料計量系統(tǒng)現(xiàn)場工況二、技術(shù)特點（5）耐磨和防粘研制

針對轉(zhuǎn)子秤下壓板盤的研究，主要是解決計量秤下壓板的耐磨、防粘、壽命長的技術(shù)問題。

1、高耐磨復(fù)合材料開發(fā)

開發(fā)金屬材料表面復(fù)合技術(shù)和工藝，對計量秤下壓板表面進(jìn)行特種金屬材料復(fù)合處理，獲得洛氏硬度HRC＞66、且韌性優(yōu)良的高耐磨層，并磨制表觀呈鏡面狀態(tài)，解決了下壓板磨蝕難題。

2、防粘附復(fù)合材料開發(fā)

對計量秤轉(zhuǎn)子表面進(jìn)行高分子特種防粘結(jié)材料覆層處理，消除了因轉(zhuǎn)子粘料對計量精度造成的影響。

項目

品牌量程范圍（m3/h）計量準(zhǔn)確度（%）控制精度（%）適應(yīng)物料水分（%）適應(yīng)物料磨蝕性（以生料為例）單臺設(shè)備（萬元）易損件壽命與費用（考慮計量礦渣粉等磨蝕性強物料）易損件部位平均使用壽命（年）平均備件費用（萬元/年）承德承信大流量粉體設(shè)備～1000±0.5±1≤3.05年以上45下壓板＞5＜0.6

德國申克質(zhì)量流量計～800±0.5±1≤1.5——70～80測量盤2～38～10德國菲斯特粉體計量秤～600±1±1≤1.5——70～80上下密封板、轉(zhuǎn)子1～35～6日本粉研粉體定量供給機～150±1±1≤1.5——40～50密封材料0.5～12～4同國際主要知名粉體物料計量裝備經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)對比（一）對物料適應(yīng)性（二）產(chǎn)品性價比（三）使用壽命本項目成果主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，已達(dá)到或超過國外同類裝備水平。在以下方面，明顯優(yōu)于國外同類設(shè)備：三、成果水平——（1）與國外同類技術(shù)對比序號知識產(chǎn)權(quán)名稱知識產(chǎn)權(quán)類型知識產(chǎn)權(quán)號1流量可調(diào)式供料機專利ZL201220443461.22減壓式供料機專利ZL201220441582.33一種回轉(zhuǎn)定量給料裝置及其計量方法專利ZL201220174543.14一種回轉(zhuǎn)輪調(diào)節(jié)裝置專利ZL201220174325.85一種測力杠桿的支點結(jié)構(gòu)專利ZL201220177513.66MPI模型預(yù)測法軟件產(chǎn)品登記證書冀DGY-2011-0122課題組近年來在粉煤灰及大流量粉體物料計量項目共獲得專利5項、計算機軟件著作權(quán)1項三、成果水平——（2）取得的知識產(chǎn)權(quán)項目成果不僅用于粉煤灰計量與控制環(huán)節(jié)，在水泥行業(yè)的水泥生料、成品水泥、礦渣粉、電石渣、鋼渣粉、火山灰、窯灰等各種粉體物料在線計量與控制環(huán)節(jié)也有廣泛應(yīng)用。

在完成粉煤灰等工業(yè)廢渣計量和控制技術(shù)裝備研究的基礎(chǔ)上，課題組進(jìn)一步拓展，完成了大流量粉體物料在線通用計量技術(shù)研究和裝備開發(fā)，改寫了水泥行業(yè)入窯生料計量長期以來只能依賴沖量式流量計的歷史，實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)與裝備的更新?lián)Q代和國產(chǎn)化。并在計量技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)之后又拓展到散裝水泥的裝車計量環(huán)節(jié)。四、市場應(yīng)用截至2013年12月，累計銷售185套生料計量系統(tǒng)25套

水泥散裝計量系統(tǒng)32套粉煤灰、礦渣粉、電石渣、水泥粉等其他粉料計量系統(tǒng)128套

同時，由于成果通用性強，廣泛進(jìn)入活性石灰、氧化球團、氧化鋁、礦業(yè)、化工、冶金、鋼鐵等工業(yè)領(lǐng)域，在河北鋼鐵、中國鋁業(yè)公司、東方希望等均有成功應(yīng)用案例。四、市場應(yīng)用

1、承德承信自動化工程有限公司是國家高新技術(shù)企業(yè)。

2、公司致力于粉體輸送、計量、儲存、制備技術(shù)開發(fā)，裝備制造，工程技術(shù)咨詢服務(wù)。擁有一批專利技術(shù)和專有技術(shù)。

3、公司核心技術(shù)與產(chǎn)品有：粉料計量：FRW粉體物料計量系統(tǒng)粉料散裝：VRW水泥散裝計量綠色智能一體化系統(tǒng)檢測設(shè)備：ALLSCAN全元素分析儀五、公司簡介

1、市場定位

現(xiàn)在：