简析电子皮带秤在火力发电厂煤炭计量中的应用
发布时间：2016-07-02
某电厂是建立投产多年的火力发电企业，采用80t/h电子皮带称分别对两台锅炉供煤。由于锅炉燃煤的消耗是厂内主要技术经济指标， 又是分析热效能的重要依据，所以准确测量燃煤量， 对于火电厂管理和经济核算都是十分重要的。本文介绍电子皮带秤的工作原理及使用和维护。
一、电子皮带秤的结构与原理
（1）电子皮带秤的组成结构电子皮带秤分为秤体框架、称重传感器、测速传感器、积算器四大部分。
（2）电子皮带秤称重原理。皮带速度的测量皮带速度由变磁阻式测速传感器进行测量，由转子、 定子和线圈等组成。当转子的凸齿和定子的凸齿相对时， 转子与定子之间的间隔较为小， 磁阻减小到较为小。当转子的齿槽和定子的凸齿相对时， 转子与定子的间隔较为大， 磁阻增大到较为大， 当转子不停地转动时， 磁阻在其较为小值到较为大值之间不断地变化。磁阻的磁通化引起穿过线圈的磁通变化，在线圈中感应出电势。测速传感器的输出电势决定磁通变化率△Q/△T，转子的转速越大，磁通变化率越大，所以感应电势的大小决定于转子的转动速度， 即皮带传送速度， 感应电势加到荷重传感器输入端， 作为电桥的电源电压。
荷重传感器当载有物料的皮带通过称量段， 物料的重力G作用在托辊上，托辊通过传力杆传给荷重传感器的构件，使构件向下弯曲弯形，其变形量与G成正比。传感器中的构件变形后，使贴在它上下两侧表面上的四片相等阻值R的电阻应变片产生相应的阻值变化，上表面受力压缩，应变片阻值减小△R，而下表面受力拉伸，阻值增大△R。因为四片电阻应变片组成的测量电桥， 所以当皮带输送煤时，电桥便有信号 △U 输出（见算式 1）。
△U=k×△R/R×E （1）
式中： k —比例系数
由此式可知电桥的输出信号△U 不仅与电阻应变片的阻值变化量△R 成正比，而且与桥路的电源电压E成正比。另外输送皮带在单位时间内输送的煤量Q等于皮带单位长度上的煤量q与皮带传输速度V的乘积，即：
Q=qV=G/L0 （2）
L0—为皮带称量段。
比较（1）和（2）可以看出，如果以电量△R/R的变化模拟G/L0的变化，同时以电桥的供电电压E来模拟速度V的大小，则荷重传感器的输出信号△U就可以模拟煤量Q的大小。从而，可得在0～t时间段内总量为：
二、安装皮带秤注意事项
安装皮带秤对其精度有很大的影响， 归纳起来主要有以下几点：
皮带不能过长、皮带机倾角不可过大，否则会导致皮带抖动频繁，皮带跑偏等现象，会造成引力不稳定，引起计量精度的自然波动，致使计量失掉真实性。
皮带厚度要保持一致，胶接处要平滑，皮带重量要均匀，它们都会不同程度地影响皮带秤的零点。
皮带托辊不能偏心，否则皮带转动跑偏，运行不平稳等会引起测量值的波动。
荷重传感器的四根拉力传力杆受力要调整匀衡，否则会造成称量误差。
三、现场使用注意事项
（1）对现场环境、温度、电源波动、共模干扰、皮带振动、皮带跑偏、拉紧装置等必须随时掌握其变化。
（2）对整个皮带的张力适当的检测，始终保持皮带恒定，随时监视皮带张力的变化。 一旦超出允许的范围应立即调整。当皮带长期运行疲劳或更换皮带，造成皮带初始张力变化时，应重新进行调整，皮带更换后，对皮带秤必须重新标定。
（3）当皮带秤机械部分调整合格，应作相应的标志，如有松动、移动、改变的现象，要迅速处理。另外，在秤架、测速传感器、称重传感器部位要做好防护措施，以免造成称重部件的损坏。
（4）称重托辊应该每年润滑一次， 称重托辊润滑后，可能改变皮重及秤的校准部分因此润滑后要进行零点校准。
（5）在空载及负载运行的情况下，要求整个称量的范围内皮带必须调整与托辊的中心线对齐，当有偏载时，对荷载调整。当空载时皮带不跑偏，负载时跑偏的情况下，要求校准皮带至少在称量段内不跑偏。
（6）熟悉现场工况，摸清皮带秤性能，找出皮带秤动态零点漂移的规律，保持零点漂移在正负误差范围内。
（7）皮带秤在称量运行过程中要禁止荷重超过量程范围，应保证负荷率在20%～80%之间平稳运行。
四、皮带秤的标定方法
电子皮带秤在使用过程中要定期的标定，其标定方式有两种：
实煤标定事先清理干净皮带运输机上（包括煤料斗）的煤料，用标准秤或地磅秤秤好作为校验用的标准煤量，然后用抓煤机或其它工具把煤装入煤料斗，开动皮带，按照正常运行时具有的煤层厚度通过有效秤量段，记录仪表累计的值，看仪表的累计值与称量值的差是否在允许范围内。
链码标定这种标定方法接近实物标定，将一定重量的滚动链码放在皮带上一端固定，开动皮带运输机，经过一段时间后，观察仪表的累计值和计算值之差是否符合技术指标。
五、故障的原因和处理
零点偏高。原因：输送带和秤体构件上有煤尘堆积或者更换皮带等工况条件改变造成零点偏高，测量值偏大。处理：定期清理维护和调零。
测量瞬时值波动大。原因：皮带跑偏和振动引起速度传感器强烈振动。处理方法： 调整皮带与托辊的中心线对齐。
输出数值波动频繁。原因：速度传感器中转子齿轮磨损和缺齿，致使磁阻变化不规则，引起穿过线圈的磁通变化不规则，在线圈中感应出的电势不稳定，造成荷重传感器的供电电压不稳定， 故出现测量瞬时流量波动频繁，导致这种故障的原因主要是皮带严重跑偏和振动。处理方法：调整皮带与托辊的中心线对齐，更换转子齿轮，重新标定。
有负荷无累积值。原因：煤团卡住速度滚轮，引起速度传感器中的转子停止转动造成传感器无电压输出，荷重传感器中测量电桥无电源电压，故造成无累积输出。处理方法：清理煤团，保持秤体清洁。
一、电子皮带秤的结构与原理
（1）电子皮带秤的组成结构电子皮带秤分为秤体框架、称重传感器、测速传感器、积算器四大部分。
（2）电子皮带秤称重原理。皮带速度的测量皮带速度由变磁阻式测速传感器进行测量，由转子、 定子和线圈等组成。当转子的凸齿和定子的凸齿相对时， 转子与定子之间的间隔较为小， 磁阻减小到较为小。当转子的齿槽和定子的凸齿相对时， 转子与定子的间隔较为大， 磁阻增大到较为大， 当转子不停地转动时， 磁阻在其较为小值到较为大值之间不断地变化。磁阻的磁通化引起穿过线圈的磁通变化，在线圈中感应出电势。测速传感器的输出电势决定磁通变化率△Q/△T，转子的转速越大，磁通变化率越大，所以感应电势的大小决定于转子的转动速度， 即皮带传送速度， 感应电势加到荷重传感器输入端， 作为电桥的电源电压。
荷重传感器当载有物料的皮带通过称量段， 物料的重力G作用在托辊上，托辊通过传力杆传给荷重传感器的构件，使构件向下弯曲弯形，其变形量与G成正比。传感器中的构件变形后，使贴在它上下两侧表面上的四片相等阻值R的电阻应变片产生相应的阻值变化，上表面受力压缩，应变片阻值减小△R，而下表面受力拉伸，阻值增大△R。因为四片电阻应变片组成的测量电桥， 所以当皮带输送煤时，电桥便有信号 △U 输出（见算式 1）。
△U=k×△R/R×E （1）
式中： k —比例系数
由此式可知电桥的输出信号△U 不仅与电阻应变片的阻值变化量△R 成正比，而且与桥路的电源电压E成正比。另外输送皮带在单位时间内输送的煤量Q等于皮带单位长度上的煤量q与皮带传输速度V的乘积，即：
Q=qV=G/L0 （2）
L0—为皮带称量段。
比较（1）和（2）可以看出，如果以电量△R/R的变化模拟G/L0的变化，同时以电桥的供电电压E来模拟速度V的大小，则荷重传感器的输出信号△U就可以模拟煤量Q的大小。从而，可得在0～t时间段内总量为：
二、安装皮带秤注意事项
安装皮带秤对其精度有很大的影响， 归纳起来主要有以下几点：
皮带不能过长、皮带机倾角不可过大，否则会导致皮带抖动频繁，皮带跑偏等现象，会造成引力不稳定，引起计量精度的自然波动，致使计量失掉真实性。
皮带厚度要保持一致，胶接处要平滑，皮带重量要均匀，它们都会不同程度地影响皮带秤的零点。
皮带托辊不能偏心，否则皮带转动跑偏，运行不平稳等会引起测量值的波动。
荷重传感器的四根拉力传力杆受力要调整匀衡，否则会造成称量误差。
三、现场使用注意事项
（1）对现场环境、温度、电源波动、共模干扰、皮带振动、皮带跑偏、拉紧装置等必须随时掌握其变化。
（2）对整个皮带的张力适当的检测，始终保持皮带恒定，随时监视皮带张力的变化。 一旦超出允许的范围应立即调整。当皮带长期运行疲劳或更换皮带，造成皮带初始张力变化时，应重新进行调整，皮带更换后，对皮带秤必须重新标定。
（3）当皮带秤机械部分调整合格，应作相应的标志，如有松动、移动、改变的现象，要迅速处理。另外，在秤架、测速传感器、称重传感器部位要做好防护措施，以免造成称重部件的损坏。
（4）称重托辊应该每年润滑一次， 称重托辊润滑后，可能改变皮重及秤的校准部分因此润滑后要进行零点校准。
（5）在空载及负载运行的情况下，要求整个称量的范围内皮带必须调整与托辊的中心线对齐，当有偏载时，对荷载调整。当空载时皮带不跑偏，负载时跑偏的情况下，要求校准皮带至少在称量段内不跑偏。
（6）熟悉现场工况，摸清皮带秤性能，找出皮带秤动态零点漂移的规律，保持零点漂移在正负误差范围内。
（7）皮带秤在称量运行过程中要禁止荷重超过量程范围，应保证负荷率在20%～80%之间平稳运行。
四、皮带秤的标定方法
电子皮带秤在使用过程中要定期的标定，其标定方式有两种：
实煤标定事先清理干净皮带运输机上（包括煤料斗）的煤料，用标准秤或地磅秤秤好作为校验用的标准煤量，然后用抓煤机或其它工具把煤装入煤料斗，开动皮带，按照正常运行时具有的煤层厚度通过有效秤量段，记录仪表累计的值，看仪表的累计值与称量值的差是否在允许范围内。
链码标定这种标定方法接近实物标定，将一定重量的滚动链码放在皮带上一端固定，开动皮带运输机，经过一段时间后，观察仪表的累计值和计算值之差是否符合技术指标。
五、故障的原因和处理
零点偏高。原因：输送带和秤体构件上有煤尘堆积或者更换皮带等工况条件改变造成零点偏高，测量值偏大。处理：定期清理维护和调零。
测量瞬时值波动大。原因：皮带跑偏和振动引起速度传感器强烈振动。处理方法： 调整皮带与托辊的中心线对齐。
输出数值波动频繁。原因：速度传感器中转子齿轮磨损和缺齿，致使磁阻变化不规则，引起穿过线圈的磁通变化不规则，在线圈中感应出的电势不稳定，造成荷重传感器的供电电压不稳定， 故出现测量瞬时流量波动频繁，导致这种故障的原因主要是皮带严重跑偏和振动。处理方法：调整皮带与托辊的中心线对齐，更换转子齿轮，重新标定。
有负荷无累积值。原因：煤团卡住速度滚轮，引起速度传感器中的转子停止转动造成传感器无电压输出，荷重传感器中测量电桥无电源电压，故造成无累积输出。处理方法：清理煤团，保持秤体清洁。
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