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科氏力粉體流量計在水泥行業入窯生料和煤粉係統的應用效果理想

來源:上海丝瓜色版app儀表有限公司作者:發表時間:2018-04-13 09:00:39

  1、簡介:在水泥行業,入窯生料及煤粉的計量與控製,對穩定窯的熱工製度、提高熟料的產質量、降低能耗起著極其重要的作用。由於粉體物料固有的特性,特別是煤粉,容重小、流動性好,給精確計量帶來了很大的困難。目前,國內新型幹法生產線上,人窯生料與煤粉的計量,大多采用失重秤、皮帶秤、衝板流量計及溜槽流量計等,使用效果較好的大多為引進產品。如丝瓜色视频上海丝瓜色版app儀表股份有限公司近幾年推出的質量流量計,計量精度為士0. 5%,環天平型流量計,計量精度為士1. 0%。粉體流量計計量精度較高,但價格十分昂貴,一般中小水泥企業無法承受。國內引進技術生產的衝板流量計、溜槽流量計等產品價格略低一些,但計量精度較差,定量控製穩定性也不理想,使用效果欠佳。還有的廠喂煤係統根本就沒有計量裝置。這些都嚴重影響窯的正常生產和企業的經濟效益。為此,開發可靠、精確、經濟的粉體計量設備,研製低投資型入窯生料及煤粉的計量控製係統,對促進水泥工業技術裝備的發展意義重大。合肥水泥研究設計院研製開發了一種新型的計量裝置—科氏力粉體物料流量計,它的計量精度達到士0. 5%。該儀器體積小,占用空間小,無粉塵汙染,定量給料控製穩定性好。該流量計用於入窯生料和煤粉係統,可獲得令人滿意的效果。上海丝瓜色版app视频在线观看儀表有限公司將對其計量原理及應用效果作一介紹,供參考。

 
2、原理介紹:
   由力學原理可知,質點在恒速轉動的坐標係中作相對運動(相對速度為Vr)時,產生科氏加速度ak,同時受到與此加速度方向相同的慣性力的作用。此力用發現此現象的科學家Coriolis的名字命名,丝瓜草莓稱之為科裏奧利力或科氏力,用F表示。該力的方向與相對運動的方向垂直。當質點在坐標係中的相對運動為徑向時,科氏力Fc沿切線方向,如圖1所示。當相對運動為圓周運動時,科氏力Fc沿徑向,如圖2所示。
圖1相對運動為徑向
圖1相對運動為徑向
圖2相對運動為圓周運動
圖2相對運動為圓周運動
    科氏力Fc用矢量表示為Fc = - 2rnw xv,其中,m為質點的質量。為坐標係勻速轉動的角速度,v}為質點相對於坐標係的運動速度。
    基於上述原理,流量計內設計了測量盤。測量盤徑向設置數塊葉片,如圖3所示。測量盤在電機主軸的驅動下,作高速回轉。被計量的粉料落到測量盤上,經過分料錐改變流向後,被高速轉動的葉片捕獲,在離心力的作用下,沿徑向向外緣運動。在運動過程中,粉料受到了徑向的摩擦力FK和反向的離心力Fz,以及沿切向的科氏力Fc的共同作用。Fc引起一個反作用運動力矩M,這個力矩由驅動電機來補償,而FR與Fz對驅動軸不會產生反作用力矩。
圖3是科氏力粉體流量計的測量原理
            圖3是科氏力粉體流量計的測量原理
 
3、流量計的結構特點:
   流量計可設計成三種結構型式,即上置式、內置式、下置式。其區別是基於電機、傳感器與流量計殼體的位置關係。電機、傳感器在殼體外麵,且位於殼體上部的,稱之為上置式;位於殼體下部的稱之為下置式;內置式,顧名思義,電機與傳感器位於流量計殼體內部。
    三種結構型式各有其優缺點,在作結構設計時必須充分考慮。對於內置式,還要考慮電機的通風散熱等問題。不論采用何種結構型式,流量計都是由殼體、電機、傳動軸、傳感器、進料口以及設在殼體內的測量盤組成。本文介紹的是上置式,如圖5所不。
    物料由進料口進人殼體,落到水平轉動的測量盤上。隨著測量盤的轉動,物料從測
    力矩M的計算公式推導如下(如圖4所示),假定葉片的內半徑、外半徑分別為R, , Rz,測量盤旋轉的甫速度為。,半徑r-r十dr處的粉料dm受到的科氏力為擊。。根據公式,則dF} = 2dm " w " dr/dt = 2dm/dt "w " dr = 2Q " w " dr,式中,dm為dr區間內停留的粉體,Q為粉體流量。則作用於驅動軸的力矩“盆:·dFc舒x 2Q。·dr}}C:M二。Q (R2一R} )。由上式可知,該力矩與粉體流量Q成正比,又與科氏力成正比,若間接得到此力矩,即可求得粉體流量Q。這就量盤的中心向外作徑向運動。物料離開測量盤後經出料口卸出。傳感器設置在傳動軸上,用於檢測科裏奧利力的大小。
圖4
 
圖5上置式流量計
圖5上置式流量計
 
4、流量計的電子控製裝置: 
   傳感器輸出正比於瞬時流量大小(即正比於科氏力大小)的電信號,送到科氏力粉體流量控製儀,控製儀將此電信號進行放大處理,變換成電壓信號,再送到微處理器,經微處理器運算處理,得到4位數的瞬時流量顯示(單位為t/h)和6位數的累計量顯示,最低位一個字可代表0.1kg,  lkg或10kg,具體可通過累計係數選定。控製儀具有上下限聲光報警(上下限值由用戶從麵板選定)、A/ M切換功能。當選擇A方式時,可以實現自動定量給料,自動定量的控製精度為11. 0%,給定值可以由麵板按鍵給定或由上位計算機給定,給定值究竟來自麵板還是上位機,可由控製儀的SV切換鍵選擇。在A方式下,儀器的MV輸出(控製喂料機轉速的模擬量信號)一般為4~20mA.根據用戶要求也可以是0~5V或1~5V的標準信號。當選擇M方式時,MV輸出的大小由儀器麵板的增減鍵調節,即喂料量大小由鍵盤選定。本儀器同時具有PV輸出(代表瞬時流量的模擬量信號),一般為4~20mA ,也可以是0~5V或1~5V的標準信號。
    控製儀的外形為80 x 160的國際標準盤裝機箱,小巧輕便,外形美觀;鍵盤為輕觸式觸摸鍵,瞬時流量和累計流量均用醒目的數碼管顯示,累計流量停電後仍能顯示1小時,而且能長期保持,永不丟失。控製儀的原理見圖6.
 
5、粉體定量給料係統的應用:
   人窯生料及煤粉的定量給料係統,由稱重倉、穩流定量給料裝置、科氏力粉體流量計組成,如圖7所示。
圖6控製儀的原理
圖6控製儀的原理
 
    稱重倉可對流量計在線標定,確保流量計的高精度計量,同時利用稱重傳感器控製倉內料位。係統采用了一種新開發的水平回轉式穩流給料裝置,通過變頻調速,隨意調節給料量,與流量計構成閉環控製,按設定流量要求給料,同時該穩流裝置具有穩流、鎖風、鎖料等功能,即使是流動性很好的煤粉也不會發生衝料、跑料現象。在穩流裝置不斷地改變給料量的情況下,流量計也能十分精確地計量下料量。
   下麵為該係統用於生料及煤粉計量的實物標定情況。
 
表1用於計量生料的標定數據 表2用於計量煤粉的標定數據
表1用於計量生料的標定數據 表2用於計量煤粉的標定數據
 圖7粉體定量給料係統
圖7粉體定量給料係統
 
 
6、結語:
   (1)由科氏力粉體流量計組成的定量給料係統具有給料穩定、調節速度快、計量精度高、工藝流程簡單、布置緊湊等特點。
   (2)該流量計不受風路、振動等外界因素的影響;對粉料的性質沒有特殊要求,測量盤上不存在粘料問題,計量過程在完全密閉狀態下完成。
   (3)科氏力粉體流量計可用於人窯生料、煤粉的計量控製,散裝水泥的計量,以及多種·粉體物料的定量搭配過程等,也可用於小顆粒、非磨蝕性的糧食類物品的計量。
   (4)該係統占據空間小,計量及控製精度高、投資小,完全可以替代進口產品。