浅议改进焦化配煤电子秤的标定办法

一、项目背景

我公司为提高经济效益，持续降低入炉煤的成本，公司专门成立了经济配煤攻关小组，向科学配煤要效益。配煤准确度对焦炭质量和经济配煤有着非常重要的影响。配煤电子秤准确可靠运行，是公司降低入炉煤成本的保障，是保障焦炭质量稳定的基础。目前，焦化厂共有3套配煤系统，担负着6 座焦炉、年产300多万吨焦炭的原料煤的配煤计量，分别如下：一系统有10台电子配煤皮带秤，负责1#2#焦炉的配煤计量。二系统有10台电子配煤皮带秤，负责3#4#焦炉的配煤计量。三系统有20台电子配煤皮带秤，负责5#6#焦炉的配煤计量，也可以给3#4#焦炉的配煤。

二、改进配煤电子秤标定办法的必要性：

电子配煤皮带秤是物料在输送状态下利用称重传感器、测速传感器把皮带上通过的物料重量与皮带速度转换成电信号，在运行过程中由于设备技术状况、使用环境等因素的影响，致使计量结果失准，每次的复检数据都存在不同程度的超差。

三套配煤系统原设计配煤煤种4～5种，现在采取多煤种，小配比配煤后，大小煤种加起来有配煤煤种8～10种，使配煤斗槽8～10个斗同时配煤，配比从5% ～30%不等，远远超出了设计运行工况，给生产组织、配煤系统设备维护及保障配煤计量准确带来了严峻的考验。

为从根本上保证焦化厂三个炼焦生产系统焦炭质量，加强和规范三个配煤系统的管理，改进配煤电子秤标定办法、满足经济配煤对配煤准确度的要求比以前更加迫切，因此，有必要对配煤电子秤的标定办法进行改进。

三、改进配煤电子秤标定办法的主要措施及改造内容

1、配煤电子秤系统结构及计量误差分析

配煤电子皮带秤一般由机械秤架、称重传感器、测速传感器、称重显示仪表等四部分构成。当皮带输送物料时，称量段上的物料重量通过皮带称量托辊载台作用于称重传感器，称重传感器将重量信号（mv 级）送入运算器，经过放大、滤波、A/D 转换等变换成数字信号。测速传感器把皮带运行的速度信号转换成脉冲信号，送入运算器。运算器将两个信号进行乘积运算，从而得出物料的重量累计值及瞬时量并显示。

由皮带秤结构原理及重量累积值的计算方法可知，它的计量准确度是由称重传感器与测速传感器所检测到的单位长度上的物料重量以及皮带运行速度决定的。

在实际称量过程中，由于称重托辊的非准直度、皮带张力及皮带运行阻力等“皮带效应”的影响，使得皮带秤具有由其组成结构及工作方式决定的计量误差，它的现场安装与使用也是引起计量误差的因素。因此，皮带秤的计量误差可分为以下几个方面：

1） 称重力误差：称重力误差是皮带秤误差分量中最主要的部分，它主要由称重托辊的非准直度及皮带张力变化引起。

2） 皮带速度误差：皮带速度误差主要由测速传感器、皮带跑偏引起的。

3） 信号处理误差：信号处理误差是显示仪表对称重传感器与测速传感器的输出信号进行放大、滤波、A/D 转换等处理运算过程中产生的误差。

4） 校准误差：校准误差产生的原因：校准方法与校准周期及校准时皮带秤与皮带机系统的工作状况与日常计量时的状况之间，存在着诸如皮带张力、皮带转圈数等方面的差异。

5） 环境影响误差：环境影响误差主要由温度、湿度、振动和电磁干扰等引起。

2、改进配煤电子秤标定办法的新措施

在实际生产过程中， 各种误差联合作用， 而且是彼此影响， 综合体现。最重要的一点是， 各种误差只是最终误差的一个环节， 最终误差是各种误差的综合反应， 往往又是某一个环节的最高体现， 正如链条一样， 它的总承受能力总是那薄弱的某一个链环的体现。在尽量追求每个产生误差因素的最小值时， 更应注意系统的最佳结合点， 将系统的方方面面都尽量考虑到的同时， 找到最优方案， 结合我厂配煤系统现场的实际，我们主要从以下三个方面采取措施，以提高配煤计量准确度。

（1） 加强皮带秤维护管理，降低“皮带效应”的影响。

“所谓“皮带效应”就是由于皮带的物理特性而产生的如皮带张力、皮带阻力、皮带刚度、皮带自重、托滚的非准直度等影响皮带秤计量精度的综合效应。皮带效应带来的误差是诸多误差中最重要，影响因素最多的一个。为此我们提出以下维护措施与要求：1）秤周围区域应保持干净、无有损于称重性能的其他物料， 特别是在运送物料溢漏过大时， 应随后立刻清除， 并尽量解决溢漏现象。2）每天清理秤体上的积料和皮带上的粘附物， 如支点有物料卡塞也应及时清除， 防止称重基准变化。3）每天检查一次皮带是否跑偏、有无打滑现象。4）定期对测重秤桥相关部件检查和紧固。如传感器连接件、称重托辊等等。5）定期对托辊特别是称重托辊进行全面检查，及时发现因长时间运行而破损失圆或转动不灵活托辊，并进行及时更换或维修。6）严禁在安装传感器的秤体上进行焊接， 以免损坏传感器。7）系统检修时， 严禁检修人员站在秤架上检修以防止传感器因过载而损坏。

（2） 统一三套配煤系统校准方式，规范校准方法，提高相互对比性。

为维护配煤电子秤称量准确度，必须定期对皮带秤进行校准，目前国内外的校准方法有两种：一是实物校准――用静态称量实物的结果来检验皮带秤。一配煤系统自投产以来就使用此方法。二是模拟载荷装置校准：采用挂码校准、小车码校准、滚动链码校准、循环链码校准等方法来模拟实物检验皮带秤。二三配煤系统自投产以来就使用此方法。

比较两种校准方式，实物校准是可信度最高的方法，但实物校准投资较大，并存在校准时间长、费力、物料多次被转运等诸多问题，特别是一、二系统配煤后皮带现场无法满足实物校准的工艺条件。而模拟载荷检验都是在空皮带的状况下进行，只能模拟皮带机整个输送面上某一段实物输送状态，产生不了实际生产过程中皮带及整个输送面上布满物料时那么大的皮带张力以及皮带的变化。

结合以往的校准经验，我们大胆提出了统一三套配煤系统的校准方式。将三套配煤系统校准方式确定为：在线模拟实物校准。将用标准台秤称量好的模拟物料（比如石子、沙子），放在配煤电子秤上进行动态计量，将两者计量结果做比较、修正。该校准方法速度快，结果准确可靠，降低了校准的工作量及难度，提高了校秤的效率，也为增加校准次数创造了条件。

（3） 加强定期校准管理，增加标定校准次数。

配煤电子称的计量精度是靠校准方法校出来的，也是需要频繁的定期校准来保证的。以前每套配煤系统校准周期为6个月，实施经济配煤后，我们将每套配煤系统校准周期缩短为3个月，即每月标定一套系统。自今年5月份起，自新的校准方法即在线模拟实物校准采用以来，进一步增加了校准次数，焦炭质量一旦出现较大波动，马上组织实施校准。

四、效益分析：

通过以上措施的采取，在日常运转过程中多次抽查配煤电子秤，40台均运行在有效称量范围内，为公司经济配煤、降低入炉煤成本打下了基础。

五、项目成果中创新与经验

配煤电子秤的计量管理应以过程管理为主， 结合设备管理做到事先防范、过程监控、事后快速反应，以精准计量做为保障配煤质量的出发点。在实际运行中我们也总结了经验与问题：

1、配煤系统运行前操作人员需要进行全方位的细节检查。

2、配煤系统运行过程中操作人员进行重点部位检查。

3、配煤系统设备停用期间，需要注意：一是严禁踩踏配煤皮带秤。更换配煤小皮带时，特别是在修理皮带秤上方电振、闸板等设备时，严禁将称量皮带做为支撑点。二是停止运行称量皮带上不能堆放物料，务必做到称停料清。

4、配煤系统今后标定时应尽量采用实物标称方法，在不能实现实物标称时，采用模拟实物标称。

5、要对模拟实物标称的办法进行修订，升级到公司标准，下发焦化厂各单位宣贯执行。挂码校验仅作为变送器的检验方法。

6、要及时更换配煤三个系统损伤较严重的称重皮带及拖辊，保证设备处于良好状态。配料称称重托辊每年统一更换一批。更换下来的品相较好的托辊，作为备件留用。

7、存在小计量配煤现象：三套配煤系统都存在部分煤种配比太小，超出配媒称正常的工作区间。下煤量应尽量满足皮带称设计要求，自动下煤时应该保证下煤量占满量程的20%～80%之间，才能较好的保障自动配煤的准确度。