称重给煤机设计与研究.doc

安徽工业大学工程硕士专业学位论文开题报告姓 名： _ _ _学 号：_ _ _培养领域：_ _ 校内导师姓名职称： _ _ 校外导师姓名职称：_ _ _安徽工业大学研究生部 2008 年 6 月 28 日 级工程硕士学位论文开题报告论文题目 称重给煤机设计与研究课题来源 生产实际课题名称课题负责人论文类型（1） 1、工程设计 2、产品研制报告 3、研究论文 选题的目的、意义 目前，高炉炼铁系统正受到投资、资源、成本、能源、环境和运输等方面的巨大压力，面临着严重的挑战。利用技术进步减轻这些压力是高炉炼铁系统继续生存和发展的关键。高炉喷煤技术可以使高炉大幅度降低焦炭消耗，缓解各方面的压力，提高高炉的竞争力。煤粉制备系统是高炉喷吹煤粉系统的重要组成部分，给煤机是煤粉制备系统的关键设备之一，连续、稳定、精确地向磨煤机给煤是煤粉制备系统正常运行的先决条件，也是给煤机今后发展的方向。随着现代电力电子技术、控制技术和计算机技术的发展，电机的应用技术也得到了进一步的发展，新产品及新应用层出不穷。除了人们己经熟悉的普通电动机外，许多特种电动机也不断问世，变频电机就是其中一例，它们的工作原理及结构与传统的电动机有较大的区别。另一方面，随着现代控制理论的应用，新的控制策略不断出现。微处理器和微电子技术的发展，使电动机的控制方式变得更加灵活，效率也有更大的提高。称重给煤机变频调速控制系统就是很好的一例。要想合理、有效地设计、使用好称重给煤机，就必须对称重给煤机变频调速电气控制系统的组成、控制原理、结构性能、应用技术有较详细的了解。本课题国内外研究概况 国内目前采用的给煤机有以下几种形式：1、圆盘给料机 圆盘给料机分敞开式和封闭式两种，一般制粉系统常用封闭式，煤量常用以下方法调节：1）调节挡板插入盘内深度；2）采用变速电机调节给煤机圆盘转速；3）调节套筒的高度。这种给煤机具有给料均匀稳定易调节，设备体积小的优点，但漏风系数较大，密封性差，无法计量等，已不能满足喷吹烟煤的要求，生产上多数用于无烟煤系统。2、埋刮板给料机 这种给料机是可调速电动机带动链轮和链条，而链条上装设刮板在壳体内轨道上滑移，刮板可将原煤仓排出的原煤刮出并输送到磨煤机下煤管，落入磨煤机内。煤量由埋刮板机可调速电动机调节埋刮板运行速度来调节，速度快则煤量大，反之则煤量小。也可以通过埋刮板输料厚度和出口调节煤量，这种给煤机密封性好，是生产高挥发分煤粉，减少磨煤机入口漏风与系统含氧量的较为理想的给煤设备。另外还具有调节煤量灵活稳定并能发送断煤和过载信号等特点，其缺点是结构复杂，维护量大、无法计量、对原煤质量要求较严，但是目前仍被广泛使用。3、电磁振动给煤机 这种给煤机由给煤槽和电磁振动器组成。其工作原理为电流通过电磁铁线圈为半波整流脉冲信号，正半波通电带磁，铁芯发生动作，负半波断电失磁，铁芯停止动作并借助弹簧使其恢复原位，料槽内的煤即不断被振动向前移动进入磨煤机下煤管内。电磁振动给煤机具备结构简单，无传动器件、不用润滑以及易于维护等优点，但是该设备不适合输送水分高、粘性大的物质且对使用环境温度与湿度要求苛刻，环境温度不能低于20。本课题研究内容、研究方法及研究思路、存在的困难及解决办法、研究条件 称重给煤机是一种新型的计量给煤设备，他以整机型皮带、刮板清扫机和密封罩壳为基本组成，主要分为1）输料系统2）称重系统3）控制系统4）清扫系统5）传动系统6）密封罩壳等六部分。本课题主要研究称重系统与控制系统。称重系统包括计量托辊（称重辊）及其承载机构、称重传感器、测速传感器（或速度信号发生和测量单元）、称重仪表。控制系统除称重仪表带有的控制量输入输出端口和控制信号处理电路以外，还有变频控制器和电气控制部分。当给煤机输送物料时，测量皮带称上每单位长度的载荷值q（Kg/M）与皮带在同一时刻的运行速度V（M/S）相乘，所得结果即物料的瞬时流量:qv（KgS）。因物料输送的不均匀性和皮带速度随时间的变化，所以在T时间间隔的累积流量可以用以下积分式表示： W=q（t）V（t）dt式中：WT时间间隔内所输送物料的累计量（kg或T）； T一物料通过称的时间（S或h）； q（t）一皮带单位长度上的物料重量（kgM或TM）； V（t）一物料在皮带上的运行速度（MS）。从式中可以看出，只要保证q（t）V（t）的乘积不变，就可以保证物料流量的恒定即随皮带上物料重量的变化控制皮带运行速度做出相应的调整，就可以保证物料流量的恒定。 称重给煤机为水平给料，拟选用悬臂梁式传感器作为称重传感器，悬臂梁式传感器是水平安装的，便于活动秤体和固定秤体的连接。固定秤架和皮带支架连接，而活动秤架通过自身的拖棍和皮带接触。活动秤体用不影响垂直受力的特殊方法固定以保证在皮带运行时活动秤体不会前后左右晃动。悬臂梁式传感器一般不适合于倾角较大的运输皮带，在皮带倾角较大时传感器的灵敏度大幅度降低而影响测量精度，其原因在于悬臂梁式传感器是通过悬臂梁受力后的弯曲变形所引起的应变片的电阻变化来感受重力的，当粘贴应变片的平面与受力方向垂直时，传感器的灵敏度最大，如果粘贴应变片的平面与受力方向有一个角度，则传感器只能感受重力的分力，角度越大分力越小。本课题预期研究成果 根据喷煤制粉系统中磨煤机工况需求，及时控制给煤机给煤、停煤以及在线调节给煤量。由微机室设定给煤量，给煤机启动并反馈以吨为单位的瞬时流量，控制器将通过称重桥架上煤的瞬时流量与PLC控制所设定的给煤量进行对比，产生PID输出信号(4-20mA)到变频器，变频器通过改变输出频率控制电机转速，从而控制胶带给煤机的速度，以保证PLC控制所设定的给煤量。 皮带机必须定期进行标定，比较目前国内采用的几种标定方法:1)挂码标定2)链码标定3)模拟物标定4)实物标定。本课题特色与创新之处针对目前国内喷煤制粉系统采用的几种给煤设备，分析其优缺点，并提出一种新型的给煤设备-全密封称重给煤机。全密封称重给煤机采用闭环控制原理，调节皮带速度来调整给煤量，从而能够精确给煤。给煤机采用的全密封结构大大减少了漏风率，降低了系统的含氧量，使得制粉系统磨制混合煤以及全烟煤成为可能。开题报告会上提出的主要问题1、 称重传感器如何选型以及采取何种结构形式，从而最大可能避免外界因素对称重的影响，使得测量值与实际值相差较大。2、 变频器如何选型，从而使系统成本更加经济3、 采用何种测速装置及安装位置，从而避免皮带打滑造成对称重的影响学位论文工作计划表论文工作起止日期： 2008 年 05 月 至 2009年03 月工作项目工 作 内 容计划完成日期文献阅读科学调研查阅变频器、称重传感器、测速传感器、称重控制仪表等相关资料现场调研喷煤制粉系统工作情况，了解喷煤系统对给煤机输送能力要求，以及给煤机的运行工况条件2008年8月15日方案论证论证变频器的选型、称重传感器的结构形式、测速传感器的型号及安装位置、称重控制仪表的类型是否满足给煤机控制系统的正常运行2008年09月30日研究方法、技术路线、实验方案根据制粉系统对给煤机的要求，运用闭环控制理论，对给煤机运行工况进行详细调查研究，对上述提出的给煤控制方案运用到实际的喷煤项目中。观测现场给煤机运行情况，详细记录各项运行参数，综合判断给煤控制方案是否符合实际生产要求。2008年11月15日实验及研究阶段设备计算、选型完成后，设计给煤控制原理图，制造给煤机电气控制柜。设备安装完成后，对给煤机工作情况进行记录、研究。2008年12月20日数据处理详细记录设备各项运行参数、重点研究给煤量设定值与给煤量反馈值是否一致，给煤机称重显示与实际重量是否吻合，误差是多少2009年01月20日论文撰写根据上述内容，对称重给煤机的控制系统选型、论证以及设备实际运行情况作一详细表述，科学、谨慎地完