電子皮帶秤安裝之實戰分析
一、概述
任何一臺計量設備在使用中是具有一定的使用范圍和安裝技術要求，滿足不了安裝使用的條件。超越或違背使用范圍和技術要求，勢必產生不良效果。是達不到檢驗準確度標準，嚴重的甚至不能使用，國電山西霍州發電廠兩臺入爐煤計量的皮帶秤是安裝在特殊條件上的一個典型范例。給皮帶秤技術人員提供了經驗，從中吸取教訓。
二、問題的提出
常規的皮帶秤生產廠家在技術參數中，標明皮帶秤稱重范圍、皮帶寬度、皮帶速度、稱量準確度、傳輸距離、皮帶機傾角、托輥槽形角度等等技術要求。明確對于皮帶輸送機傾角規定范圍是0～18°，托輥的槽形為35°，對超出這個范圍沒有說明，言外之意是不能使用。國電山西霍州發電廠在新建成2×600MW超臨界空冷機組“上大壓小”工程中，輸煤系統設計在#8皮帶輸送機A、B兩側安裝兩臺入爐煤計量的皮帶秤。并在招標書中標明：
皮帶寬度B=1200mm；
皮帶速度V=2.5m/s；
輸送量Qmax=1200t/h；
皮帶輸送機傾角α=20°；
托輥槽形角L=45°。
輸煤系統運行為三班制，每班運行約6小時。
現場實際測量以#8-A為例：
皮帶寬度B=1200mm；
皮帶速度V=2.516m/s；
輸送量Qmax=1500t/h；
皮帶輸送機傾角α=21°；
托輥槽形角L=45°。
設計中引用的皮帶秤國家標準和檢定規程，為GB/T7721－1995電子皮帶秤國家標準，JJG650－90電子皮帶秤（試驗）檢定規程。新的GB/T7721－2007皮帶秤國家標準和JJG195－2002皮帶秤國家檢定規程于2003年05月04日實施、施行。新的法規啟用之日起，宣布舊的法規宣布作廢，停止使用。然而工程設計者在2009年12月設計期間引用了過期國家標準和檢定規程，顯然是對皮帶秤專業標準不熟悉。
輸送系統的常規設計中，一般物料輸送機傾角α=18°如果超過18°時要使用花紋皮帶，防止物料在運行中打滑或重復稱量。在皮帶秤專業書中明確規定：皮帶機托輥槽形角為45°是禁止安裝皮帶秤，#8皮帶機恰恰就是45°槽形角托輥。由此可見，設計人員對輸送機系統以及皮帶秤安裝技術要求不熟悉。
為了不影響建廠工期進展，鑒于現場實際情況，執意去改變皮帶秤安裝位置也十分困難，考慮到煤的形狀和密度，實際測量皮帶輸送機傾角為α=21°，輸送物料引起重復性稱重可能性較小。為了滿足安裝條件，筆者采取了在稱重區，即秤架4組托輥及前后各4組托輥，也就是12組托輥全部改用35°槽形角托輥架來滿足皮帶秤使用的技術要求。但皮帶秤設計技術要求，只能由0.5%準確度降至到1.0%的準確度使用。
三、現場測試（以#8－A秤為例）
現場實測皮帶運行一周時間為119s，測得皮帶周長為299.45m，皮帶速度V=2.516m/s，原設定長度為278m，相差21.45m。目前使用的皮帶秤儀表多采用定長采樣法則，現場使用的JY500B3的皮帶秤控制器也亦如此。對秤架進行了常規性調試后，同時對皮帶秤控制器進行了設置更正。考核皮帶秤安裝調試合格與否，首先考核測試皮帶秤的零點穩定性、感量試驗、重復性測試，這三項指標測試合格后，說明皮帶秤安裝調試合格，方可進行實物檢驗。
1、 短期零點穩定性測試
皮帶運行30min后，進行了對短期穩定性測試。(零點允許誤差±99kg kg)測試結果如表1所示。
表1
|
編 號 |
顯示值
(t) |
誤差率(%) |
顯示值
(t) |
誤差率(%) |
顯示值
(t) |
誤差率(%) |
備 注 |
|
#8-A |
－0.72 |
－0.22 |
－0.70 |
－0.22 |
－0.65 |
－0.20 |
|
1、 改變零點設定值后測試
新零點設定值計算:已知原設定值、誤差率，求新設定值？
ZERO=15620×（-0.20%）＋15620=15588.76=15589
儀表自動計算生成值也是15589，因此，零點設定值由15620改變為15589后測試結果如表2所示。
表2
|
編 號 |
顯示值
(t) |
誤差率(%) |
顯示值
(t) |
誤差率(%) |
顯示值
(t) |
誤差率(%) |
備 注 |
|
#8-A |
－0.005 |
－0.01 |
0.008 |
0.01 |
|
|
|
2、 循環鏈碼的測試
循環鏈碼計算值：
重量值=碼塊每米重量×皮帶周長×n圈
=44kg/m×299.45×2=26.352t
由于皮帶輸送機傾角超過了18°,又沒有采取相應措施克服對稱重不利的因素。沒有使
用花紋皮帶，循環鏈碼的碼塊也沒有防滑措施,或驅動裝置。經過多次測試數據分析,循環鏈碼在測試中重復性極差，碼塊在運行中有打滑現象。所以皮帶秤的重復性無法測試。
3、 實物檢驗測試
⑴確定校準系數檢驗：實際物料值為40.93t；顯示值為44.93t。
誤差率=（顯示值－物料值）/物料值×100%
（44.93t－40.93t）/40.93t×100% = 9.773%
改變間隔值：
新間隔值=顯示值×舊間隔值/物料值
44.93t×7271170/40.93t = 7981765
用間隔值計算誤差率：
誤差率 =（新間隔值－舊間隔值）/舊間隔值×100%
= (7981765－7271170)/ 7271170×100% = 9.773%
(2)實物檢驗：：實際物料值為50.95t；顯示值為51.14t
誤差率=（顯示值－物料值）/物料值×100%
（51.14t－50.95t）/50.95t×100% = 0.373%
改變間隔值：
新間隔值=顯示值×舊間隔值/物料值
51.14t×7981765/50.95t = 8011530
用間隔值計算誤差率：
誤差率 =（新間隔值－舊間隔值）/舊間隔值×100%
= (8011530－7981765)/ 7981765×100% = 0.373%
實物檢驗如表3所示。
表3
|
編號 |
物料值（t） |
顯示值（t） |
誤差（t） |
誤差率（%） |
|
#8-A |
50.95 |
51.14 |
0.19 |
0.373 |
經過多次測量試驗，發現該儀表顯示誤差率不是稱量誤差顯示值，而是間隔值計算誤差率，所以常與人工計算誤差率有差異。其自動改變間隔值和人工計算間隔設定值也有一定的差異。常見間隔值是在七位數，一般高四位數基本相同。如不同就說明該表存在問題。如果該表稱之為美國拉姆齊技術(深圳版)，經過多次測試與分析、比較，它與美國拉姆齊技術(徐州版)的儀表在計算方法上也有一定的差異，不是按相對誤差計算公式計算。
四、設備更換后的測試
重新更換四托輥雙杠桿秤架，由φ315mm大滾筒測速裝置替代了φ200mm測速輪測速裝置，美國拉姆齊技術(徐州版)SYDL－MC2000累計器，替代了美國拉姆齊技術(深圳版)JY500B3控制器；采用了帶防滑的碼塊，循環鏈碼40kg/m兩條替代了原產品，皮帶秤重復性檢測性能良好。與實物比對檢驗，80kg/m鏈碼實際用在76kg/m。與實物檢驗比較相差在5%。
1、皮帶秤技術參數設置：
皮帶速度V=2.51m/s；
輸送量Qmax=1500mm；
皮帶周長l=299.15m；
皮帶運行一圈時間t=119s；
皮帶秤檢驗時間T=238s。
2、 一星期零點穩定性測試
皮帶運行30min后，進行短期零點穩定性測試,按1.0級皮帶秤準確度考核。零點允許誤差±99kg，測試結果如表4所示。
表4
|
編號 |
顯示值
(t) |
誤差率(%) |
皮重值
(A/D) |
編號 |
顯示值
(t) |
誤差率
(%) |
皮重值
(A/D) |
檢驗
日期 |
|
#8-A |
0.080 |
0.081 |
15416 |
#8-B |
0.760 |
0.076 |
14400 |
12.11 |
|
0.420 |
0.423 |
15416 |
0.214 |
0.215 |
14400 |
12.18 |
|
0.000 |
0.000 |
15522 |
|
|
|
12.18 |
|
-0.282 |
-0.285 |
15522 |
0.130 |
0.131 |
14400 |
12.25 |
|
-0.017 |
-0.017 |
15450 |
|
|
|
12.25 |
由上述測試結果分析認為，皮帶機傾角度超過18°，槽形托輥大于35°以及皮帶張緊裝置對皮帶張力的控制范圍，存在對皮帶秤零點穩定性有一定程度的影響。
循環鏈碼對皮帶秤一星期內的檢驗，其檢驗常數計算為76kg/m×299.15m×2=45.4708t；實際檢驗中定為45.475t。測試結果如表5所示。
表5
|
編 號 |
顯示值
（t） |
實際值
（t） |
誤差值
（t） |
誤差率（%） |
校準系數 |
檢驗日期 |
|
#8－A |
45.585 |
45.475 |
0.110 |
0.26 |
1811144 |
12.11 |
|
#8－B |
45.827 |
45.475 |
0.352 |
0.77 |
1781239 |
12.11 |
|
#8－B |
45.444 |
45.475 |
-0.031 |
-0.07 |
1767573 |
12.11 |
|
#8－A |
45.290 |
45.475 |
-0.185 |
-0.41 |
1811144 |
12.18 |
|
#8－B |
45.542 |
45.475 |
0.067 |
0.15 |
1764980 |
12.18 |
|
#8－A |
45.461 |
45.475 |
0.014 |
-0.03 |
1811144 |
12.25 |
|
#8－B |
45.401 |
45.475 |
-0.074 |
-0.16 |
1764980 |
12.25 |
測試結果表明皮帶秤在惡劣環境的現場中使用準確度能達到1.0%
五、結束語
自GB/T7721－2007皮帶秤國家標準和JJG195－2002皮帶秤國家計量檢定規程自2003年05月04日實施以來，盡管相關人員做了大量的宣貫工作，出版了相關的宣貫教材。由于在火電廠大型設備中，以汽機、鍋爐、電氣為主體，盡管熱控技術含量較高，也是屬于輔助行列。皮帶秤更是屬于“小字輩”重視不夠。人們只有在煤耗不準確時才體會到它的重要性，國電山西霍州發電廠在新建廠中，經驗教訓是深刻的，其他新建廠的觀念也是大同小異，無一例外。皮帶秤應用專家葉慶泰先生曾經說過皮帶秤是冶金行業中的點鈔機。那么在火電廠入廠煤計量同樣是點鈔機，在入爐煤計量中內部核算同樣也是點鈔機。我們設計人員，工程技術人員、生產維護人員務必提高意識，加強管理好皮帶秤計量工作，嚴格按國家標準檢定規程相關專業知識的設計技術要求執行，加強日常維護工作，否則會造成不良的結果。 |
