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錦西天然氣化工有限責(zé)任公司年產(chǎn)20萬噸大顆粒尿素裝置采用流化床工藝技術(shù)。將尿素裝置造粒塔的部分小顆粒尿素分流，作為制造大顆粒尿素的晶種，另一路來自蒸發(fā)系統(tǒng)的99．75％熔融尿液，在流化床式轉(zhuǎn)鼓造粒機內(nèi)，通過特制噴嘴，不斷以霧化液形式，多次包覆料簾中的尿素晶種顆粒外表面，使尿素粒徑逐漸增大，經(jīng)造粒機出料端排出，再經(jīng)篩分，產(chǎn)出合格的大顆粒尿素。
在大顆粒尿素生產(chǎn)過程中，一個重要控制參數(shù)是晶種尿素的配料控制，也就是控制小顆粒尿素加入量。由于配料精度直接影響著大顆粒尿素的最終質(zhì)量，也影響著大顆粒尿素裝置的長周期、優(yōu)化運行，這就離不開配料秤的測量與控制，也對配料秤的精度、穩(wěn)定性、可靠性提出較高的技術(shù)要求。配料秤不是單一的計量儀表，而是由料倉、稱重傳感器、稱重控制器、輸送機等組成的一個系統(tǒng)，是一套機電一體化的系統(tǒng)設(shè)備，它將物料以不同的比例混合，達到定量配料的目的。
1配料秤的應(yīng)用
配料秤原選用的是配料皮帶秤，又稱為稱重給料機，是集輸送、稱重、給料于一體，與普通的計量皮帶秤不同，它不僅能顯示物料的累積量和物料的流量，而且能根據(jù)輸送帶上物料的瞬時流量和設(shè)定值的差值調(diào)整物料流量的大小，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，達到物料調(diào)速給料的目的。
配料皮帶秤由短皮帶輸送機及計控裝置構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)見圖1。

配料皮帶秤是一條短皮帶輸送機直接安放在進料斗之下，以拖料的方式從進料斗中拖出物料。短皮帶輸送機上裝有可稱量物料流量的承載器和稱重傳感器，控制器根據(jù)物料流量與設(shè)定流量的差值調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，使物料流量等于設(shè)定流量?？刂破骺梢允謩硬僮魃道缡椒至掀?。在料倉的下口裝有切斷閘門，給料閘板通常是固定開度，在流量設(shè)定值變化時，只是皮帶機速度變化，而皮帶上的物料負荷始終保持穩(wěn)定，但當流量設(shè)定值變化大時，就需要人工操作開大閘板，使配料皮帶秤在一個新的物料負荷下工作（圖2）。

2配料皮帶秤在使用中存在的問題
配料皮帶秤在使用中出現(xiàn)測量誤差大、穩(wěn)定性差、操作不便等問題，制約大顆粒裝置的優(yōu)化操作，也增大了尿素的廢品率。分析原因主要有以下幾方面：
1）進料倉直接坐在配料皮帶秤的皮帶機上，料柱壓力的變化使配料皮帶秤的皮帶張力也隨著變化，皮帶張力變化的不確定性，是皮帶秤測量誤差大的主要原因［1］。
2）受現(xiàn)場安裝環(huán)境限制，皮帶的進料口與出料口間距只有1370mm（皮帶的總長1500mm），皮帶過短，物料下落沖擊力直接作用在秤體上，秤體承載器受下料及卸料的影響大。
3）配料皮帶秤的皮帶機與進料斗之間沒有專用的給料機緩沖，皮帶秤的調(diào)零、更換皮帶等操作較難完成［1］。
4）皮帶秤為動態(tài)秤，存在零點漂移、皮帶跑偏等影響。
5）料斗內(nèi)的重量不能測量，犁式分料器的控制只能現(xiàn)場手動升、降，無法實現(xiàn)自動扒料。料倉下料閘板也是手動開關(guān)，不便于工藝人員的操作。
6）采用皮帶輸送機易出現(xiàn)撒料事故，造成物料浪費。
3配料秤的對比與選用
眾所周知，在化工生產(chǎn)中，液態(tài)流體的流量測量與控制，可以選用各類流量儀表和調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)。而固態(tài)散料的流量測量與控制，現(xiàn)有方法較為單一，尤其是配料秤，常見有配料皮帶秤、核子秤及失重秤等。核子皮帶秤需要放射源，存在射源衰減問題和安全防護問題，且核子秤精度不高，應(yīng)用場合受到很大限制。
失重秤是20世紀90年代開始應(yīng)用于工業(yè)過程稱重連續(xù)計量的，也稱為差分減量秤。它是一種通過靜態(tài)稱重的方式實現(xiàn)高精度連續(xù)定量給料的自動稱重設(shè)備，能對粉末、顆粒、片狀等干散物料進行可靠、精確和穩(wěn)定的給料，減少物料的浪費和提高混合物的一致性。它逐漸替代皮帶秤、螺旋秤，甚至累加秤，作為一種全新的計量方法，應(yīng)用越來越廣泛。
失重秤是一種采用減算計重方式，利用單位時間內(nèi)物料減少速率來核算物料流量的定流量給料設(shè)備。系統(tǒng)通過靜態(tài)稱量給料系統(tǒng)（料倉、給料機和秤體）及變速電機控制散物料的卸料流量。物料（通過螺旋、振動管或槽）從系統(tǒng)卸下，將按每個單位時間（dv／dt）測量的“失重”與所需給料量進行比較，測量的流量與給定的流量之間的差異會通過給料控制器發(fā)生糾正信號，該控制器能輸出4～20mA模擬量信號控制變頻器自動調(diào)節(jié)給料速度，從而在沒有過程滯后的情況下保持精確的給料量。當料倉中測量的重量達到低料位時，控制器將給料系統(tǒng)按容積給料進行控制，然后上方料倉快速重新補料（自動），當補料過程結(jié)束后，系統(tǒng)又自動恢復(fù)失重計量方式。失重秤的技術(shù)特點：
1）系統(tǒng)精度高。失重秤工作時，料倉的測量實際是在靜態(tài)下完成的，根據(jù)兩個工作狀態(tài)測得兩個重量差值算出流量。差值與流量給定值誤差還可在下一個周期內(nèi)進行補償，并且這兩個重量測量時間在幾分鐘內(nèi)完成，不受傳感器零點漂移和溫度漂移等影響，因此可獲得相當高的計量精度，系統(tǒng)計量精度可達到0．5％，甚至02％。
2）免維護，標定簡單。由于失重秤是通過測量重量差值來計算流量的物料測量方式，不受皮帶秤等動態(tài)秤中存在零點漂移（皮帶跑偏、傳感器位移，物料沖擊振動皮帶打滑，皮帶粘料）等影響，能保證長期穩(wěn)定的系統(tǒng)測量精度，且基本不需要維護和大量的標定工作，標定方式簡單、方便。
3）適合于連續(xù)供給的配料場合。失重秤以物料流量作為控制對象，適合粒度較均勻的散干物料的配料。
4失重秤的應(yīng)用
對比各種配料秤的優(yōu)缺點和現(xiàn)場安裝條件，2011年底將小顆粒尿素的配料秤改造為失重秤（圖3）。料倉（計量倉）是失重秤的重要組成部分，物料在計量倉內(nèi)向稱重傳感器施加載荷，傳感器將重量信號轉(zhuǎn)變成電信號送至失重秤儀表。

輸送設(shè)備選用變頻調(diào)速螺旋給料機，其結(jié)構(gòu)簡單，配置緊湊；密封狀態(tài)下給料，給料均勻；與調(diào)速電機配用，易實現(xiàn)自動控制，流量與控制信號呈線性關(guān)系，調(diào)節(jié)性能好。
控制器為6104B失重控制器，是智能微機處理器控制儀表，以人機對話的形式對儀表進行各項操作。可進行自動零點和間隔校準。系統(tǒng)可自動處理加料過程，當料倉中測量的重量達到低料位時，控制器將給料系統(tǒng)按容積給料進行控制，然后上方犁式分料器落下快速補料，當料倉的料位達到上限值時，補料過程結(jié)束，犁式分料器抬起，系統(tǒng)又自動恢復(fù)失重計量方式，實現(xiàn)自動扒料和出料。失重秤的控制過程見圖4。

5失重秤應(yīng)用中注意事項
1）由于失重秤的自身特點，要求安裝場合無振動，避免振動對稱重傳感器產(chǎn)生沖擊力，帶來測量誤差。
2）上、下連接使用軟連接，避免上、下設(shè)備對失重秤造成的測量誤差。
3）盡量減少與外界的連接，凡是作用在秤體上的外界重量一定要保持恒定，目的是為了減少外界作用力對秤體的影響。
4）物料要求流動性好，物料波動造成的影響可以忽略不計。如果物料的流動性不好，波動造成的影響必須予以消除。
5）料倉下部的錐形部分，其傾斜度應(yīng)大于45°，這樣可防止物料堆積在出料口板結(jié)。
6）定期標定，每半年靜態(tài)掛碼標定一次，掛碼重量應(yīng)為量程值的60％～100％。
7）定期檢查各設(shè)備的固定螺絲是否有松動。機柜內(nèi)接線端子有無松動，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。8）做好現(xiàn)場控制器的防塵，避免因粉塵腐蝕，造成儀表故障。
6失重秤的應(yīng)用效果
2011年底將小顆粒尿素的配料秤改造為失重秤，通過近兩年的生產(chǎn)實踐證明，只要遵循失重秤的安裝、使用和維護規(guī)范，進行標準化管理，定期檢定，失重秤完全能滿足大顆粒尿素配料生產(chǎn)的需要，大大提高了裝置的生產(chǎn)效率。失重秤作為一種先進的連續(xù)稱重系統(tǒng)，隨著電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和通訊技術(shù)等方面的突破，在性能上得到了進一步提高，應(yīng)用范圍不斷擴展，將逐步取代配料皮帶秤。

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