给煤机计量误差产生的原因和解决方法

陈　敏， 周佳洁， 刘懿杰， 陆海燕， 邹峙剑， 金　峰， 言　军， 张贵成

(1. 上海发电设备成套设计研究院， 上海 200240; 2. 国电浙江北仑第一发电有限公司， 浙江宁波 315800;3. 上海外高桥第三发电有限责任公司， 上海 200137; 4. 辽宁清河发电有限责任公司， 沈阳 112003)



给煤机计量误差产生的原因和解决方法

陈敏1， 周佳洁1， 刘懿杰2， 陆海燕2， 邹峙剑2， 金峰3， 言军3， 张贵成4

(1. 上海发电设备成套设计研究院， 上海 200240; 2. 国电浙江北仑第一发电有限公司， 浙江宁波 315800;3. 上海外高桥第三发电有限责任公司， 上海 200137; 4. 辽宁清河发电有限责任公司， 沈阳 112003)

介绍了给煤机称重的基本原理，分析了实际使用中计量误差的产生原因和处理方法，阐述了提高和保持给煤机计量精度的方法。实践表明：这些措施可以解决长期困扰给煤机精确计量问题，有助于节能减排。

给煤机； 计量精度； 误差

随着国家对火电厂节能降耗要求的不断提高，目前电厂大多使用给煤机进行煤耗计量。给煤机是带有微机控制系统的电子称量和自动调速的带式给煤机，能够实现为磨煤机连续、准确地给煤。

给煤机是动态秤，需定期拆装检修；同时，给煤机的运行与其内部温度、湿度、压力和粉尘等环境因素密切相关。因此给煤机的计量精度长期困扰着电厂的运行，是一个急需解决的难题。笔者分析了给煤机计量误差产生的原因，并提出解决方法。

1　给煤机的称重原理

给煤机的称重重量用给煤率表示：

R=mv

(1)

式中：R为给煤率，t/h；m为质量，kg；v为皮带速度，m/s。

由式(1)可知：给煤机的给煤率是皮带上煤的质量和皮带速度的乘积。给煤机在运行中皮带速度较难测量，为了准确地测得煤的质量和皮带速度，需要通过“定度”确定给煤率。

(2)

式中：m0为设定的定度块质量,kg；L为称重跨长度，m；A1为定度块质量AD码;A2为总质量AD码；A3为皮重AD码。

定度块选用质量为34.7 kg的质量块。定度是通过测量探头与称重传感器测得皮重、皮带的速度和质量系数，所以定度是保证计量精度准确不可缺少的一环，是保证计量准确的充分不必要条件。CS2024型给煤机获得了制造计量器具许可证，计量准确度0.5级，所以给煤率体现了给煤机计量精度。给煤机计量精度与控制系统中的质量测量、转速测量、定度值和计算误差有关。而实际使用中用户大多误以为给煤机的计量精度只与控制系统有关。其实在正常工况下，控制系统所产生的误差非常小，如果误差过大，在定度时也会发现。

给煤机是具有微机控制系统的电子称重式机械装置，机械部件的工作状态至关重要，尤其是称重装置中的称重平台(见图1)：皮带放在三根托辊上，皮带上物体质量是通过皮带、托辊、轴承座、称重传感器测量获得的，轴承座与连杆相连，连杆通过连杆支座固定在给煤机机体上。称重传感器通过高灵敏度的位移变化来测量质量，皮带上有煤和无煤的位移量只有0.12 mm左右，因此保持称重平台精确性和稳定性是保证计量精度的关键。它既要保证所称量的煤的质量要全部施加在称重传感器上，又要保证称重传感器上没有其他的附加力干扰。由此可见，机械部件良好的工作状态是保证给煤机计量精度准确的基础。

2　计量误差的产生原因与分类

给煤机的计量误差产生于几个方面，如人为的操作失误引起的，更换卡件后需要重新定度，以采集新的定度值；称重平台上的三根托辊没有校准在一条直线上，使称重传感器位置量产生偏移，导致称得的质量产生误差；定度好之后，称重传感器不能再做调整，以防止称重位移计算量发生变化；或者皮带没有张紧适当，张紧过松会打滑产生误差；另外，设备的缺陷也会直接产生计量误差，例如测速装置或称重传感器的损坏或称重传感器有附加力的产生等；给煤机长年运行，由于机体内部温度、压力、粉层等的变化，会使机体内部产生一定的变形，一些关键尺寸的变化及控制卡件老化使性能下降都会影响给煤机的计量精度；使用新皮带时，因为新皮带较硬，称重平台尚未达到稳定的工作状态，应该通过缩短定度周期来不断修正定度值；接地如果不良，如果存在干扰源，也会影响给煤机的计量精度。

计量误差产生的原因可归结分类如下：

(1) 特大误差：①三根称重托辊没有校验好，弯曲或断裂；②皮带张紧不适当，打滑或跑偏；③有煤开关不良；④皮带刮板不能把皮带上的粘煤刮扫干净，皮带内外表面不平整。

(2)随机误差：①连杆支座不灵活，连杆油管碰机体壳体或其他部件；②两只称重传感器性能没有配对；③三根称重托辊弯曲或磨平，轴承不良或松动；④入口侧挡板形成倒喇叭口形状或挡板中间有凹坑。

(3)固有误差：①称重传感器并未自由垂直，存在分力；②称重块质量发生变化，机械部件发生变形。

3　计量精度不能长期保持的原因

给煤机运行时机体内部温度、压力及粉尘量的变化，机械部件的运行及皮带张紧力的变化都是影响给煤机计量精度不能长期保持的因素，具体地说：

(1) 给煤机在运行一段时间后皮重发生改变，皮重变化主要是由于大的皮带张力在垂直于称重辊方向产生的合力变化引起。

(2) 皮带张力在垂直于称重辊方向合力变化是由于三根辊子与皮带间的三个接触点相对位置(见图2)变化引起的，实际测量结果见表1。从图2可以看出，当中间托辊高于或低于另两根托辊中心的直线时，产生的张力是相反的。

表1　　中间托辊与其余两根托辊位置变化引起误差变化

为了防止皮带打滑，给煤机应采用6 kN的张力来张紧皮带，所以很小的位移就会产生很大的合力，产生很大误差，皮带张紧越紧，产生的误差就越大。

(3) 托辊上存在积灰或积煤，外部振打等。

4　计量误差的解决方法

解决给煤机的计量误差，必须将影响因素找出来，然后采取对应有效的方法。建议：

(1) 按给煤机的使用手册定期维护，维护顺序以机械部分维护为先，包括检查机体内部各转动件是否正常，皮带有无过度磨损，调节皮带的张紧力等。完成机械部分的维护后才能进行定度、标定的维护。

(2) 应使用适当的密封风，避免煤灰飞起粘连在托辊上。尽量使用干燥的煤料，保持机体内部的整洁，避免煤料中的水分影响转动件的运行状态。

(3) 维护工作完成后，可以使用砝码或挂码校验的方法，校验出给煤机的计量误差，存在误差的话，再用自动修正的方法将误差修正掉，可使精度达到±0.50%[1]。

砝码校验法是把煤替换成标准砝码，砝码的质量是每个5 kg，精度为±0.01%。用砝码校验时，可以等给煤机运行稳定后在皮带上放上砝码，待砝码走过称重区间后取出,停机，这样就使启动和停机部分的误差就消除了，而称量使用砝码的数量也可以相对地减少。一般称量总质量200 kg时需用标准砝码40个。

为了减少校验工作量，挂码校验法也是一种直观简单的校验给煤机精度的方法[2]。挂码校验法利用定度时使用的挂在机体上的称重块进行校验，不用额外使用砝码，而且挂码校验也没有质量的限制，校验时间更长，覆盖整条皮带，更加接近给煤机实际工作状态。挂码校验是校验给煤机的实际显示总量和理论总量之间的误差，理论总量在给煤机定度时通过测得的速比自动计算获得。校验时只要将34.7 kg的定度块挂在称重传感器下方的挂钩上，远方启动给煤机，等待转速稳定到要求转速、总量清零后即开始自动挂码校验，校验运行至设定时间后即完成校验停机，此时显示的总量与理论总量相比较后就可以知道给煤机的计量误差了。有误差的话，程序会做自动修正，可使精度达到±0.25%。

5　结语

给煤机作为带有微机控制系统的动态秤，影响计量的因素有很多，定度并不是唯一保证给煤机计量精度的措施。要保证给煤机的计量精度必须把影响的原因找出来，并采取有效的方法解决。

[1] 吴石林,张玘. 误差分析与数据处理[M]. 北京: 清华大学出版社,2010.

[2] 舒培才,张辉民,逯乾鹏,等. 电子称重式给煤机的微机控制系统[J]. 发电设备,1997, 11(7): 34-37.

Cause Analysis of Coal Feeder Measurement Errors and the Solution

Chen Min1, Zhou Jiajie1, Liu Yijie2, Lu Haiyan2, Zou Zhijian2,Jin Feng3, Yan Jun3, Zhang Guicheng4

(1. Shanghai Power Equipment Research Institute, Shanghai 200240, China;2. Guodian Zhejiang Beilun No.1 Power Generation Co., Ltd., Ningbo 315800, Zhejiang Province, China;3. Shanghai Waigaoqiao No.3 Power Generation Co., Ltd., Shanghai 200137, China;4. Liaoning Qinghe Power Generation Co., Ltd., Shenyang 112003, China)

An introduction is presented to the basic principle of coal feeder weighing, together with an analysis on the causes leading to the measurement error in actual use, with corresponding countermeasures proposed to improve and maintain the accuracy of coal feeder measurement. The practice shows that these measures could solve the long-standing accuracy problems in coal feeder measurement, which is favorable for energy-saving and emission-reduction.

coal feeder; measurement accuracy; error

2016-01-20

陈敏(1975—)，男，工程师，从事给煤机生产调试服务工作。

E-mail: chenmin@speri.com.cn

TK223.24

A

1671-086X(2016)05-0360-03