電子皮帶秤在電廠輸煤系統的應用和維護論文
本文主要介紹了電子皮帶秤在電廠輸煤系統的安裝使用和維護保養經驗，確保應用電子皮帶秤在使用過程中穩定、可靠地運行。
0. 引言
電子皮帶秤是一種工業動態連續計量器具，它在皮帶輸送系統中對散裝物料進行連續計量，因其結構簡單、稱量準確，使用穩定、操作方便、維護量少等優點，而被廣泛地應用于電力、冶金、港口、化工、建材、煤炭、礦山等行業。本文以拉姆齊ICS-17型電子皮帶秤為例，主要介紹了其在電廠輸煤系統的安裝使用和維護方法。
1. 電子皮帶秤的系統組成和工作原理
電子皮帶秤由稱重橋架、稱重傳感器、速度傳感器和積算器4個主要部分組成，如圖1所示。
裝有稱重傳感器的稱重橋架安裝在輸送機的縱梁上，皮帶上的物料重量(kg/m)由稱重橋架支承的稱重托輥檢測，輸出一個正比于皮帶荷載的電壓信號(0～30mVDC)。直接聯結在從動滾筒上或者大直徑的托輥上的速度傳感器，提供一系列脈沖，每個脈沖表示皮帶運行的單位長度，脈沖頻率(0～50Hz)與皮帶速度成正比。稱重傳感器和速度傳感器產生的信號送至積算器，轉換為數字信號后經微處理器運算處理后，得到瞬時流量、皮帶速度和累計總量等參數。
皮帶輸送機運行時，瞬時物料流量q(t)=p(t)·V(t)，其中p(t)、V(t)分別為皮帶上單位長度的物料質量和皮帶運行線速度。
一段時間內通過皮帶輸送機的物料總量Q(T)等于瞬時流量q(t)在這段時間的積分：
Q(T)=∫0T q(t)·dt (1)
稱重傳感器將皮帶上單位長度物料質量轉換為對應的毫伏信號u(t);測速傳感器將皮帶速度V(t)轉換成對應的頻率信號f(t)。毫伏信號u(t)經顯示儀表放大，并轉換成數字信號;頻率信號經顯示儀表整形，用于控制采集數字量信號的次數，實現皮帶上單位長度質量信號與速度信號乘積并積分的全過程：
Q(T)=k·∫0T u(t)·f(t)·dt=∫0T p(t)·V(t)·dt(K為系數)
(2)
2. 電子皮帶秤的安裝
出廠的所有皮帶秤系統，精確度高、可靠性強。但是需要對皮帶秤進行正確安裝和使用才能使其保持高精確度和穩定性，因此嚴格按照電子皮帶秤的安裝工藝安裝，這對皮帶秤至關重要。
2.1 秤體的安裝
在整個安裝過程中很重要的一點是把秤安裝在輸送機張力和張力變化最小的地方，基于這個原因，秤最好是裝在輸送機靠近尾部的區域。安裝的部位應有足夠的剛度和滿足要求的支撐，不應有伸縮、接頭或縱梁的拼接，必要時要加固補償;秤最好不要裝在凹形或凸形曲線的輸送機上;如果秤必須安裝在帶凹型線段的皮帶上，那么與凹型曲線部分相切的那一點至少應該離秤12m遠，若不能考慮上述尺寸的界限時，則秤應該是安裝在輸送機的直線段并在整個裝料區之外，前后至少有4組托輥與皮帶接觸;如果秤必須安裝在帶凸型曲線段的皮帶上，則建議在裝料點和秤之間的皮帶在垂直方向上不應有弧形，弧形段必須在稱量段托輥(6m)或5倍托輥間距的地方。
2.2 稱重托輥的安裝
稱重托輥應安裝在距離裝料點不小于5m處或9m處，還要注意為了減少與皮帶接觸的導料擋板或里面的物料的影響，距尾部導料擋板不得少于3個托輥間距。安裝時，稱重區域內的托輥應比兩邊的其他托輥墊高6mm，且縱向中心線應與輸送機架托輥中心線重合，并與運輸機縱向平行。
2.3 測速傳感器的安裝
測速傳感器一定要安裝真正以皮帶輸送機旋轉的托輥軸上(注意不要安裝在驅動滾筒上)或大直徑的測速滾筒上。測速滾筒應安裝在回程皮帶上，要保證測速滾筒橫向與輸送機的縱向成垂直狀態，防止回程皮帶跑偏;測速滾筒和回程皮帶間要有一定的壓力，以保證測速滾筒和皮帶同步運行不失速，并使皮帶與測速滾筒有10°～30°的包角，以確保速度測量的準確，最低限度降低測速裝置與皮帶接觸打滑所產生的誤差。
2.4 電氣部分的安裝
電腦積算器的安裝位置應避開潮濕和高溫環境，并安裝在振動較小、遠離變頻器、大功率電機等大型交流機電設備的地方，安裝高度應滿足操作人員舒適地觀看及維護。應當避免將電子皮帶秤的信號電纜線與動力電纜線平行鋪設，信號電纜線的屏蔽層也應當可靠接地，為了避免電磁感應引起的干擾，并且應當盡可能地將電腦積算器的電源與電感性負載和大功率負載分開。電腦積算器和秤體屏蔽層應可靠接地，接地電阻應不大于4Ω。為了防止清掃皮帶輸送機架時，電路板被水浸泡或粉塵進人接線盒內，引起線路接觸不良或者內部短路而損壞，現場儀表和接線盒應密封良好。
3. 電子皮帶秤的日常使用和維護保養
電子皮帶秤安裝投入運行以后，為了確保皮帶秤的準確度和可靠性，日常還應當進行以下幾方面的維護保養工作。
3.1 稱重傳感器維護
皮帶秤的稱重傳感器在運行一定時間后需要對兩個傳感器輸出毫伏值是否平衡進行維護。具體方法是：測量兩個傳感器的輸出電阻，應為350Ω左右，如果電阻值偏差較大超過±10Ω，則說明傳感器故障，應進行更換。否則說明傳感器電阻正常。稱重傳感器在空載輸出約為6mV左右，測量兩個傳感器的輸出毫伏值，如果兩個傳感器的輸出毫伏值相差在±0.1mV之內，說明二者之間偏差較小，不需要進行任何調整。如果二者偏差超過±0.1mV，則說明兩個傳感器之間不平衡，需要進行調整。
3.2 測速輥筒定期維護
測速輥筒在每日定期巡檢時須仔細檢查是否有積煤，轉速傳感器轉動是否正常。測速輥筒在運行一段時間以后，須對軸承部分加油脂，即在測速輥筒部分加上固體的黃油用以潤滑。加油工作每半年一次，如果日常巡檢過程中發現測速輥筒工作異常需要加油，則立即加油。
3.3 定期校準
由于皮帶秤的零點間隔受到各方面因素影響，使皮帶秤的零點和間隔會發生不同程度的漂移，故應定期校驗，校驗的周期應根據不同的現場要求而定，建議在安裝初期零點每天校驗一次，間隔每半月校驗一次。
3.3.1 發生漂移的原因：
零點漂移的原因：①石塊或異物卡在稱重橋架內;②稱重橋架上積灰積料;③由于物料的溫度特性，輸送機環形皮帶長度有所變化;④輸送皮帶粘料;⑤稱重傳感器嚴重過載;⑥秤架的嚴重變形;⑦電子測量單元或儀表故障;⑧皮帶跑偏。
間隔漂移的原因：①測速滾筒的滑動或其直徑的變化;②輸送機皮帶張力變化;③稱重傳感器嚴重過載;④皮帶速度的變化;⑤秤架的嚴重變形;⑥電子測量單元或儀表故障。
3.3.2 校驗
電子皮帶秤的校驗方法有掛碼校驗、鏈碼校驗、實物校驗多種，我司輸煤系統電子皮帶秤主要采用鏈碼校驗。所謂鏈碼校驗就是專用于對電子皮帶秤進行動態模擬實際物料的一種校驗方式。
(1)鏈碼校驗
鏈碼校驗的整個過程應包括零點校驗和間隔校驗。
①零點校驗
先讓皮帶空載運行30分鐘，再開始零點校驗。若零點校驗誤差在±0.05%之內，不需要對零點進行改變。這時繼續進行零點校準，總共須進行3次。若誤差超過±0.05%，須進行零點改變。再重新進行零點校準，總之要保證在誤差范圍之內的連續校驗次數不少于3次。
②間隔校驗
零點校驗合格后，接著進行間隔校驗。在皮帶秤運行正常且皮帶上干凈無煤情況下，將循環鏈碼緩慢放下至正在轉動的皮帶上，在鏈碼留在皮帶上有足夠長度以后(即鏈碼要完全覆蓋皮帶秤的長度，并在皮帶秤的兩側至少多出1m左右，就地有行程開關)，開始間隔校準。若間隔校驗誤差在±0.25%之內，不需要對間隔進行改變。繼續進行間隔校準，總共須進行3次。若誤差超過±0.25%，則須進行間隔改變。重新進行間隔校準。總之要保證在誤差范圍之內的連續校驗次數不少于3次。
(2)直通實驗
所謂直通實驗、即火車來煤后，選取其中X列，先經過軌道衡稱量后，將這X列火車煤經翻車機翻向輸煤皮帶，最后通過電子皮帶秤進行稱量。設軌道衡稱量的煤的重量為T1，電子皮帶秤稱量的煤的重量為T2，則電子皮帶秤的相對誤差：
δ=(T2-T1)/T1×100% (3)
因我公司使用的皮帶秤的準確度等級是0.5級，所以皮帶秤的最大允許誤差為±0.5%，若|δ|<0.5%，證明皮帶秤的稱量是準確的，若|δ|>0.5%，證明皮帶秤誤差偏大，需要對皮帶秤進行鏈碼校驗。鏈碼校驗合格后，將皮帶秤投入使用，繼續做直通實驗，根據直通實驗數據，計算出皮帶秤的相對誤差，若誤差|δ|>0.5%，繼續運用上述方法進行鏈碼校驗，如此反復，直至皮帶秤的相對誤差在最大允許誤差范圍內。
表1為我司2015年1～2月份進行直通實驗得到的皮帶秤的稱量數據，我們共做了3次直通實驗，分別運用公式(3)計算出每次皮帶秤的相對誤差，最后求出這3次直通實驗的平均誤差=-0.90%。
7B皮帶秤鏈碼校驗以后，我們再對其進行直通實驗，得出的稱量數據見表2，同樣運用上述方法計算出這幾次實驗的平均誤差=-0.024%，從中可以看出利用直通實驗的數據驗證皮帶秤是否超差，進而決定是否要對皮帶秤再進行鏈碼校驗，對改善皮帶秤計量的準確性，效果顯著。
結語
電子皮帶秤是一個動態的計量衡器，特別是在電廠中它起著至關重要的作用，要想保證電子皮帶秤運行的準確性與穩定性，除了在安裝時要嚴格按照安裝工藝進行外，還要做好電子皮帶秤的日常使用和維護保養工作。
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