回轉窯喂煤系統的在線標定方法
作者：譽騰集團
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發表時間：2016-05-10 00:00:00
目前的水泥熟料生產線，大都采用煤粉倉儲存煤粉，然后通過計量稱（本文以轉子秤闡述）計量的喂煤系統。目前水泥企業通常的做法是：在設備停機后，在靜態下重新進行標定并確定計量設備的系數。該種方法可以解決短時間內喂煤系統的計量問題。隨著新型干法熟料生產線的技術越來越成熟，回轉窯系統的連續運轉能力得到了大大的提升，目前這種需要設備停機，在靜態下標定計量設備的系數的做法已經無法滿足生產的需求。為了解決在連續運行狀態下對喂煤系統的動態標定問題，我們提出了一套針對喂煤系統的在線標定方法，本套回轉窯喂煤系統的在線標定方法不僅實現在回轉窯運行狀態下對喂煤系統計量的標定，而且避免了傳統的單一標定某一計量裝置的系數，但整個系統依然無法達到計量平衡的弊端。經過多次實踐與改進，證明該方法簡單實用，滿足了生產的需求。
該方法以原煤秤為基礎，通過煤粉生產量=倉位變化量+轉子秤的累計計量值來列方程，最終求解出煤粉倉和轉子秤的系數。
1、 原煤秤系數的標定
回轉窯喂煤系統的在線標定方法的***步需要標定原煤秤的系數，然后以此系數來求解煤粉倉和轉子秤的系數，使其三者達到平衡、準確的狀態。
通過查閱資料，并與原煤秤廠家溝通后，一致認為原煤秤（皮帶電子秤）最可靠、精確度高的的標定方法是實物標定的方法。實物標定的方法是利用已知重量的物料通過原煤秤，記下原煤秤內積算器顯示的數值，與物料的實際重量進行比較，從而確定原煤秤的系數。本論文標定原煤秤就是采用的實物標定的方法。
2、 回轉窯喂煤系統的在線標定方法介紹
喂煤系統的在線標定方法要確定煤粉的生產量，然后找出轉子秤和煤粉倉的對應關系，然后通過兩次不同的灌倉方式，列出一組多元方程，最終求解出煤粉倉、轉子秤等設備的系數。具體的計算方案如下：
2.1煤粉生產量的計算：
煤粉的制備過程，就是原煤粉磨，烘干的過程。只要已知原煤秤在的計量值，然后除去水分，就是煤粉的生產量。
以某公司實際生產情況為例：該企業原煤計量值和水分如下表所示：
原煤計量(t/h) | 原煤外水(%) | 原煤內水(%) | 煤粉水分(%) |
30.69 | 5.7 | 1.2 | 1.6 |
有條件的公司可以測量下煤磨排渣和煤磨熱風帶入的飛灰，由于該公司不具備測試條件，暫不考慮煤磨排渣及煤磨熱風飛灰影響，煤粉生產量為：
30.69 ÷ (100 + 5.7 + 1.2 – 1.6) x 100 = 29.15 t/h
2.2確定煤粉倉和轉子秤系數的對應關系
煤粉倉和轉子秤系數的對應關系的確定是利用煤磨停機，分別統計煤粉倉倉位變化量和轉子秤的累計計量值，可以找出對應關系，從而用煤粉倉的系數來表示轉子秤的系數。
如該企業煤磨停機3小時，煤粉倉倉位變化和轉子秤計量值統計如下表所示：
名稱 | 窯頭倉 | 窯尾倉 | 窯頭轉子秤 | 窯尾轉子秤 |
變化值(t/h) | -9.53 | -15.78 | 10.53 | 17.07 |
假設窯頭煤粉倉實際值與顯示值之間系數為X，窯頭轉子秤實際值與顯示值之間系數為X'，
則X' = 9.53 ÷ 10.53 × X = 0.9050 × X …………………①
假設窯尾煤粉倉實際值與顯示值之間系數為Y，則窯尾轉子秤實際值與顯示值之間系數為Y',
則Y'= 15.78 ÷ 17.07 × Y = 0.9244 × Y ……………………②
2.3確定系數的求解方程
需要求解兩個未知量，需要確立兩個方程即可。通過兩次不同的灌倉，就列出兩個方程。
2.3.1同時灌窯頭煤粉倉和窯尾煤粉倉
煤磨正常開機時，同時灌窯頭煤粉倉和窯尾煤粉倉。
如該企業同時灌倉3小時后，煤粉倉倉位變化值及轉子秤計量值統計如下表：
名稱 | 窯頭倉 | 窯尾倉 | 窯頭轉子秤 | 窯尾轉子秤 | 原煤稱 |
變化值(t/h) | 3.25 | -1.88 | 10.54 | 16.95 | 30.69 |
煤粉的生產量由1.1部分計算即可。列平衡方程為：
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噸原煤根據1.1部分折算成煤粉的生成量
2.3.2只灌窯尾煤粉倉
只灌窯尾煤粉倉，是為了造就另外的一種工況。區別與灌兩個煤粉倉的情況。在實驗過程中發現，無法確保全部煤粉進入窯尾煤粉倉，因此仍需關注窯頭煤粉倉和窯頭轉子秤的變化情況。
如該企業只灌窯尾煤粉倉3小時后，煤粉倉倉位變化值及轉子秤計量值統計如下表：
名稱 | 窯頭倉 | 窯尾倉 | 窯頭轉子秤 | 窯尾轉子秤 | 原煤稱 |
變化值(t/h) | -8.94 | 10.94 | 10.59 | 16.94 | 30.87 |
煤粉的生產量由1.1部分計算即可。列平衡方程為：
-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噸原煤根據1.1部分折算成煤粉的生成量
2.3.3 求解確定各個煤粉倉和轉子秤荷重傳感器的系數
聯立方程③和方程④，求的各個煤粉倉和轉子秤的系數為：
窯頭煤粉倉系數為 X = 1.1199
窯頭轉子秤系數為X '=0.9050 × X = 1.0135
窯尾煤粉倉系數為 Y = 1.0746
窯尾轉子秤系數為Y '=0.6730 × Y = 0.9940
3、 計算結果檢驗
為了校驗該方法的準確度，采取了傳統的加砝碼標定煤粉倉和轉子秤的方法。簡單示意圖如下：
圖1 砝碼標定煤粉倉和轉子秤示意圖
備注： 配重1 、配重2 均為1000Kg
***次只加配重1，參數記錄為 ：
安裝前窯頭倉重（t） | 安裝后窯頭倉重（t） | 窯頭秤（t/h） | 時間（s） |
42.6 | 42.7 | 10.5 | 300 |
第二次同時加配重1、配重2，參數記錄為：
安裝前窯頭倉重（t） | 安裝后窯頭倉重（t） | 窯頭秤（t/h） | 時間（s） |
42.6 | 43.6 | 10.5 | 300 |
根據兩次記錄的參數，求得參數為：
窯頭倉系數為 ： 1.1111
窯頭轉子秤系數為 ：1.0159
由于測量時間的不同，兩種方法得到的數據存在一定的差距，但依然在計量裝置的計量范圍內，說明這套回轉窯喂煤系統的在線標定方法是可行的。
