粉煤灰是火电厂煤燃料排出的工业废渣，其可以作为混合材料广泛应用于水泥生产过程。由于粉煤灰容量小，自流性好，极易发生冲料、跑料和受潮结拱现象。这些特点给粉煤灰计量和流量稳定控制带来了较大的困难和麻烦。

一、引言

随着各行各业对粉煤灰的开发和利用，特别是近几年全国高速公路的迅猛发展，粉煤灰的利用率越来越高，使粉煤灰“变废为宝”。粉煤灰在各项工程中的利用，不但使工程造价大大降低，而且在节约土地、环境保护方面的意义将是非常深远的。但是，到目前为止我国粉煤灰形式依然严峻，每年的粉煤灰治理费耗资1.5亿元以上，缴纳粉煤灰排污费1000多万元。因此，需要分析研究粉煤灰的应用现状，找出目前存在的问题，促进粉煤灰的进一步开发应用。

二、应用现状

粉煤灰是以煤为燃料的火力发电厂排出的一种工业废渣。由于其特定的化学成分和自身具有一定的火山灰质特性，因此粉煤灰作为硅质原料或铝质校正原料及混合材料广泛应用于水泥生产过程。但是，由于粉煤灰容重较小、自流性好，极易发生冲料、跑料和扬尘，而且随其所处的状态、仓压、水分、充气状况不同，变化很大。粉煤灰还极易吸潮、结露起拱堵料。这些特征给计量和流量稳定控制带来较大困难和麻烦。不仅增加了工人的劳动强度，更重要的是会引起工序或产品质量的波动，许多水泥厂不胜其烦。这在一定程度上也阻碍了粉煤灰的利用。

三、粉煤灰计量的难点和对策措施

众所周知，粉煤灰计量的难点在于库内结拱堵料和出库后的冲料。因此，保证粉煤灰在库内良好的流动性和出库后设备锁料的可靠性是解决这一问题的关键。对于前者，可以采取如下措施：（1）加大料库的锥角≥55度；（2）严格控制物料水分小于1%；（3）保持一定的料位以保证足够的仓压（具体应根据不同的储库直径、充气情况、物料水分、细度等经试验后确定合适的料位）；（4）定时或不定时向库内冲入活化空气；（5）避免库内物料长期存放不用。对于锁料，可以通过增加预给料装置和改进设备的锁料功能来解决。

四、粉煤灰计量系统的典型配置

丰博公司针对粉煤灰的这些特点，通过对多家水泥厂粉煤灰计量系统的改造考察，开发出多种粉煤灰科氏秤计量系统来适应水泥厂不同的生产工艺要求，典型计量系统配置一般有以下几种：

1.单（双）螺旋闸门+稳流给料机+科里奥利粉体定量给料秤。

2.单（双）螺旋闸门+密闭叶轮给料机+分料箱+电动气动调节阀+斜槽+科里奥利粉体定量给料秤。

3.单（双）螺旋闸门+螺旋喂料器+科里奥利粉体定量给料秤。

五、科氏秤的计量原理

1.测量盘的载荷

如上图所示：若一质量微粒m以速度V相对于角速度ω转动的系统运动，它将从该系统获得垂直与其运动方向的加速力Fd，这个力便是科氏力。Fd=2×m×(V×ω)

三料流从中心进入测量轮，经过锥形的转向装置后，形成被测的散料流。散料流在转变方向后，被以角速度ω旋转着的测量轮的导向叶片虏获，于是受到离心力加速，向叶片的外沿运动。物料的微粒在导向叶片的抛物沿离开测量轮。物料微粒沿导向叶片运动时发生的科氏加速度，对测量轮有一个力矩，此力矩便是我们的测量效应。其计算式为：

M=m×ω×R^2

由上式可知，在角速度恒定时，转距M正比于质量流量。物料微粒和测量轮之间的摩擦或者使不同物料流之间的摩擦都可以不计，对测量结果没有影响。因此我们便可以通过测量测量轮的转距间接的测出物料的质量流量。

Q=m=MωR^2

式中：

Q———测量盘上物料的重量单位：kg

R———测量盘的半径单位：m

ω———测量盘的角速度单位：弧度

2.测量盘的速度信号

测量盘的速度信号由装在电机主轴上的接近开关获得，由于电机主轴每转一转产生的脉冲数一定，则测出单位时间内的脉冲数，便可以间接的测出电机的主轴转速，即可以测出测量盘的角速度ω。

3.给料速率

在控制仪表内对测量盘载荷信号和测量盘速度信号做乘法运算，即可得皮带上物料的瞬时流量I(kgs)，I也称给料率。

则：I=K×Q×ω

总累计量

总累计量Z=∫Idt，也就是对给料率的积分

六、不同计量系统的比较

1.单（双）螺旋闸门+稳流给料机+科里奥利粉体定量给料秤

该系统稳流给料机采用三层稳流、搅拌结合结构，物料不会再仓内接拱、不会出现涌料现象，同时有效防止由于风压不均引起的上穿现象；喂料均匀可靠；该系统工艺布置简单，适合在较高的空间装，受稳流给料机规格的制约，系统的计量能力一般不大。

2.单（双）螺旋闸门+密闭叶轮给料机+分料箱+电动气动调节阀+斜槽+科里奥利粉体定量给料秤

该系统通过控制仪表，对实际流量和来自上位机的设定值比较运算后产生偏差信号控制变频调速器的输出频率，通过调节密闭叶轮给料机的转速，使粉煤灰的实际流量跟踪设定值。粉煤灰又经过分料箱、电动气动调节阀和空气斜槽后，到达科里奥利粉体定量给料秤给料比较均匀，计量较精确，工艺布置简单，适用于库底空间较小的情况。该系统可适用于大流量的计量场所，是目前应用最为广泛的一种配置。

3.单（双）螺旋闸门+螺旋喂料器+科里奥利粉体定量给料秤

该系统的特点是工艺布置简单流畅，在库底空间较小时易于设置。螺旋绞刀有单轴和双轴两种，绞刀长度一般最长不超过7米。这种配置适合应用在计量精度要求不高的领域，通常在流量较小的范围内效果较好，一般来说，流量通常应小于10吨小时。原因是流量大时绞刀转速亦快（绞刀直径不可能无限大），易造成冲料。该系统可大大降低系统的造价，同时又能满足客户的使用要求。

七、维护保养

科氏力粉煤灰秤综合了粉煤灰给料、计量、输送等功能，保障错时包括润滑、气密封、气吹扫、收尘等，做好日常维护保养工作是保障科氏力秤粉煤灰计量系统长期正常稳定运行的重要措施和手段。

1.每次停机时，均要检查测量盘上有无杂物和积垢，清理传感器上的积灰，注意观查测量盘上杂物、积垢和传感器上的积灰清理前后秤体皮重值的变化情况，并做好记录。

2.利用停机的机会，检查保养电机。

3.检查各气动元件和压力表是否完好，及时起初过滤器积液。

4.按照随机资料的要求，对每个润滑点及时补充润滑油，按时更换减速机及螺旋泵轴承座润滑机油。

5.按照随机资料的要求，做好系统其它日常维护工作。

八、结语

科氏力秤粉煤灰计量系统应用了质点在均匀转动参照系中作相对运动时受到科里奥利力学原理，通过检测科里奥利力作用力的作用力矩来获得粉体质量流量，结构新颖独特，技术性能先进。

 

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