实物检测装置在电厂中的应用

吴超峰

（华电滕州新源热电有限公司，山东 枣庄277500）

0 引言

20世纪末，皮带秤的检定和使用中检验多采用物料试验的形式进行，其中一个重要的控制衡器就是实物检测装置。大型电厂均采用实物检测装置进行皮带秤的检定和使用中检验。2002年12月，国家电力公司相关部门下发通知要求下属分公司、设计院积极采用循环链码后，实物检测装置的应用数量越来越少。十多年的使用经验证明，循环链码和实际使用中的精度差距较大，不能满足现场使用要求，循环链码并不能代替实物检测装置。

1 华电滕州新源热电有限公司皮带秤改造实物校验装置

华电滕州新源热电有限公司采用循环链码校验皮带秤。通过对比发现，由于皮带张力、现场环境温度、运行磨损等因素影响，循环链码校验皮带秤误差较大，不能满足计量要求。故进行实物校验装置改造。将实物检测装置位置选在5#皮带栈桥下，不妨碍现场规划的地方，距皮带秤的水平距离大约20m。在5#皮带栈桥下建实物检测装置楼，称量斗和称重显示器安装在室内，以避免风等因素的影响。整个楼采用钢筋、混凝土结构，相对于钢架结构维护工作量少。最下层为货车通道，供货车将校验后的物料拉走。工作流程为物料经过皮带秤后，通过犁煤器将物料刮入落煤斗中，经进料通道（溜管）落入承载料仓，实物检测装置通过称重显示器将物料重量显示出来，根据该显示值修正皮带秤的量程系数，最后使用货车将校验后的物料拉走，运回煤场。

1.1 主要技术指标

（1）最大秤量：20t。

（2）显示分度值d：1kg。

（3）检定分度值e：5kg。

（4）准确度等级：中准确度级 。

1.2 主要结构

该实物检测装置主要由称量系统、承载料仓、进料系统、自校系统和控制系统组成。

1.2.1 称量系统

称量系统由高精度称重传感器、传感器接线盒和称重显示器组成。传感器将重量信号转变成电信号，通过接线盒传输至称重显示器，称重显示器进行A/D 转换并显示。

（1）称重传感器4只。称重传感器是将重量转换成电量的一次转换元件，其性能好坏直接影响到计量精度及产品的长期稳定性。该实物检测装置采用金钟公司的BM－LS－10A 桥式称重传感器。BM－LS系列称重传感器是金钟公司引进日本久保田公司全套设备及技术生产的传感器产品，选用大冶钢铁公司生产的合金钢材料，成分一致性好；采用美国辛辛那提公司和日本OKK 公司购置的数控机床加工，各部分尺寸一致性高；使用微机控制的热处理窑炉，工艺控制数据准确，内部组织一致性高；利用日本著名温箱制造企业岛川公司生产的零点温度槽和带温度槽的测力机检测，进行双重补偿（零点及灵敏度温度补偿），温度性能的一致性很高。其疲劳寿命通过山东大学（原山东工业大学）测试中心150万次的试验后，仍能保持原技术指标水平。桥式称重传感器采用钢球传力结构，具有良好的自动恢复力矩，抗冲击及抗侧向力性能良好。安装调试方便，不需固定力矩紧固，互换性好，防护等级为IP68。

（2）称重显示器。选用日本UNIPULSE 公司的F701C 称重显示器。

1）显示部分。

主显示：全5位真空荧光显示称量数据。

副显示：18位真空荧光显示。

2）模拟电路。

激励电压：DC10V±5%；输出电流不超过120 mA，具有远距离补偿功能。

非线性：不超过满量程的0.01%。

零点漂移：不超过0.2μV/℃。

满度漂移：不超过15ppm/℃。

最小分度：1/10 000（1/4刻度有效）；1/40 000（1/4刻度无效）。

1.2.2 承载料仓

承重料仓的主要作用是存储物料并将物料的重量集中施加于传感器，承载料仓的有效容积根据物料密度选择。料仓底部有一双开的卸料门，分别由两部电动推杆拖动，推杆伸缩带动滑杆触头，滑杆触头触动行程开关，调整滑杆上触头的位置，可起到调整料门开度大小的作用。在承载料仓的外壁上装有一定数量的砝码提升机，通过控制系统可将砝码提起或放下，以实现该装置的自校。为避免发生堵煤现象，秤量斗侧面与水平面的夹角不小于60°。在承载料仓的外壁下部装有料仓振动器两个。

1.2.3 进料系统

进料系统包括进料皮带机、犁煤器和进料通道（溜管），进料皮带机采用现有皮带机，犁煤器采用单侧犁煤器，两条皮带上的犁煤器均向栈桥走廊中间犁料，最后进入承载料仓内。

1.2.4 自校系统

自校系统主要由电动砝码提升机和标准砝码以及连接件组成。每个砝码的质量为1 000kg，标准砝码的加、卸载采用现场手动操作或由DCS发出指令，电动砝码提升机自动完成。砝码提升机分布于斗体周边，能方便地对实物检测装置进行自检。砝码提升机与称重斗上的安装座连接，砝码提升机下部依次连接U 型环、砝码等，U 型环的长度可在一定范围内自由调整，以便于现场安装。

1.2.5 控制系统

控制系统包括控制柜、计算机以及所需电缆等。

LN2000控制系统是一种新型的分散控制系统（DCS）产品，它继承和发扬了传统DCS的优点，实现了控制功能分散，显示、操作、记录、管理集中。采用了多种先进技术，如计算机技术、图形显示技术、数据通信技术、先进控制技术等，系统结构合理、功能强大、控制软件丰富，简洁的操作界面充分体现了现代意识，组态及维护工具得心应手，通信系统开放，集数据采集、过程控制、生产管理于一体，能满足大、中、小不同规模生产过程的控制和管理需求，有着广泛的应用领域。

硬件设计采用低功耗器件，可靠性高。通过技术创新，采用冗余、容错等技术，局部故障不会影响整个系统工作，确保了可靠性。控制站采用低功耗CPU，无须风扇换热，极大地延长了使用寿命，提高了工作稳定性。智能I/O 模块采用低功耗元器件，模块化结构封装，减少了灰尘腐蚀，克服了插件式结构的缺点。强电控制系统可实现各种应急操作。

该系统不仅在计算机上可实现砝码升降、料门开关、远程犁煤器控制等功能，而且在控制柜上也可实现手动控制及应急操作，方便现场调试及系统维护。

2 实物检测装置选型、应用中的问题

根据JJG195—2002《连续累计自动衡器（皮带秤）检定规程》，最小累计载荷∑min应不小于下列各值的最大者：在最大流量下1h累计载荷的2%；在最大流量下皮带转动一圈获得的载荷。

对于较长的输送机，在最大流量下皮带转动一圈获得的载荷可能性比较大，如果按照该要求选择实物检测装置的最大秤量可能不太现实。笔者认为只要计量双方认可，可适当减小试验用的物料量，但物料试验时皮带一定要运行整数圈，以消除皮带厚度等因素的影响。在这种方式下，也可以采用多次物料试验取误差平均值的方式，在一定程度上弥补物料量的不足。一般仪表中均有手动输入物料校验系数的功能。这种方式能以比较经济的方式满足现场使用要求，虽然和按规程规定的物料量试验相比校验精度可能稍低一点，但相对皮带张力、现场环境温度、运行磨损等因素影响，影响量非常小。采用该方式校验皮带秤，系统精度一般高于采用循环链码方式。

3 结语

十多年的实践证明，循环链码并不能代替实物检测装置，实物检测装置作为一种相对比较古老的校验设备，还没有到退出历史舞台的时候。在过去的十多年中，循环链码成为市场主流，有许多现场存在问题，为解决历史遗留问题，本文提供了增加实物检测装置校验皮带秤的一种方案，供需要现场改造的用户参考。有许多用户也想增加实物检测装置校验皮带秤，但由于现场空间有限，只能作罢。希望在今后新、扩建项目的设计中，设计部门能根据实际情况采用实物检测装置检验皮带秤，从根本上解决皮带秤的校验问题。随着输煤计量要求的提高，实物检测装置越来越显示出它的优点，还会在计量的舞台上继续发展下去。