电子皮带秤安装之实战分析
一、概述
任何一台计量设备在使用中是具有一定的使用范围和安装技术要求，满足不了安装使用的条件。超越或违背使用范围和技术要求，势必产生不良效果。是达不到检验准确度标准，严重的甚至不能使用，国电山西霍州发电厂两台入炉煤计量的皮带秤是安装在特殊条件上的一个典型范例。给皮带秤技术人员提供了经验，从中吸取教训。
二、问题的提出
常规的皮带秤生产厂家在技术参数中，标明皮带秤称重范围、皮带宽度、皮带速度、称量准确度、传输距离、皮带机倾角、托辊槽形角度等等技术要求。明确对于皮带输送机倾角规定范围是0～18°，托辊的槽形为35°，对超出这个范围没有说明，言外之意是不能使用。国电山西霍州发电厂在新建成2×600MW超临界空冷机组“上大压小”工程中，输煤系统设计在#8皮带输送机A、B两侧安装两台入炉煤计量的皮带秤。并在招标书中标明：
皮带宽度B=1200mm；
皮带速度V=2.5m/s；
输送量Qmax=1200t/h；
皮带输送机倾角α=20°；
托辊槽形角L=45°。
输煤系统运行为三班制，每班运行约6小时。
现场实际测量以#8-A为例：
皮带宽度B=1200mm；
皮带速度V=2.516m/s；
输送量Qmax=1500t/h；
皮带输送机倾角α=21°；
托辊槽形角L=45°。
设计中引用的皮带秤国家标准和检定规程，为GB/T7721－1995电子皮带秤国家标准，JJG650－90电子皮带秤（试验）检定规程。新的GB/T7721－2007皮带秤国家标准和JJG195－2002皮带秤国家检定规程于2003年05月04日实施、施行。新的法规启用之日起，宣布旧的法规宣布作废，停止使用。然而工程设计者在2009年12月设计期间引用了过期国家标准和检定规程，显然是对皮带秤专业标准不熟悉。
输送系统的常规设计中，一般物料输送机倾角α=18°如果超过18°时要使用花纹皮带，防止物料在运行中打滑或重复称量。在皮带秤专业书中明确规定：皮带机托辊槽形角为45°是禁止安装皮带秤，#8皮带机恰恰就是45°槽形角托辊。由此可见，设计人员对输送机系统以及皮带秤安装技术要求不熟悉。
为了不影响建厂工期进展，鉴于现场实际情况，执意去改变皮带秤安装位置也十分困难，考虑到煤的形状和密度，实际测量皮带输送机倾角为α=21°，输送物料引起重复性称重可能性较小。为了满足安装条件，笔者采取了在称重区，即秤架4组托辊及前后各4组托辊，也就是12组托辊全部改用35°槽形角托辊架来满足皮带秤使用的技术要求。但皮带秤设计技术要求，只能由0.5%准确度降至到1.0%的准确度使用。
三、现场测试（以#8－A秤为例）
现场实测皮带运行一周时间为119s，测得皮带周长为299.45m，皮带速度V=2.516m/s，原设定长度为278m，相差21.45m。目前使用的皮带秤仪表多采用定长采样法则，现场使用的JY500B3的皮带秤控制器也亦如此。对秤架进行了常规性调试后，同时对皮带秤控制器进行了设置更正。考核皮带秤安装调试合格与否，首先考核测试皮带秤的零点稳定性、感量试验、重复性测试，这三项指标测试合格后，说明皮带秤安装调试合格，方可进行实物检验。
1、 短期零点稳定性测试
皮带运行30min后，进行了对短期稳定性测试。(零点允许误差±99kg kg)测试结果如表1所示。
表1
|
编 号 |
显示值
(t) |
误差率(%) |
显示值
(t) |
误差率(%) |
显示值
(t) |
误差率(%) |
备 注 |
|
#8-A |
－0.72 |
－0.22 |
－0.70 |
－0.22 |
－0.65 |
－0.20 |
|
1、 改变零点设定值后测试
新零点设定值计算:已知原设定值、误差率，求新设定值？
ZERO=15620×（-0.20%）＋15620=15588.76=15589
仪表自动计算生成值也是15589，因此，零点设定值由15620改变为15589后测试结果如表2所示。
表2
|
编 号 |
显示值
(t) |
误差率(%) |
显示值
(t) |
误差率(%) |
显示值
(t) |
误差率(%) |
备 注 |
|
#8-A |
－0.005 |
－0.01 |
0.008 |
0.01 |
|
|
|
2、 循环链码的测试
循环链码计算值：
重量值=码块每米重量×皮带周长×n圈
=44kg/m×299.45×2=26.352t
由于皮带输送机倾角超过了18°,又没有采取相应措施克服对称重不利的因素。没有使
用花纹皮带，循环链码的码块也没有防滑措施,或驱动装置。经过多次测试数据分析,循环链码在测试中重复性极差，码块在运行中有打滑现象。所以皮带秤的重复性无法测试。
3、 实物检验测试
⑴确定校准系数检验：实际物料值为40.93t；显示值为44.93t。
误差率=（显示值－物料值）/物料值×100%
（44.93t－40.93t）/40.93t×100% = 9.773%
改变间隔值：
新间隔值=显示值×旧间隔值/物料值
44.93t×7271170/40.93t = 7981765
用间隔值计算误差率：
误差率 =（新间隔值－旧间隔值）/旧间隔值×100%
= (7981765－7271170)/ 7271170×100% = 9.773%
(2)实物检验：：实际物料值为50.95t；显示值为51.14t
误差率=（显示值－物料值）/物料值×100%
（51.14t－50.95t）/50.95t×100% = 0.373%
改变间隔值：
新间隔值=显示值×旧间隔值/物料值
51.14t×7981765/50.95t = 8011530
用间隔值计算误差率：
误差率 =（新间隔值－旧间隔值）/旧间隔值×100%
= (8011530－7981765)/ 7981765×100% = 0.373%
实物检验如表3所示。
表3
|
编号 |
物料值（t） |
显示值（t） |
误差（t） |
误差率（%） |
|
#8-A |
50.95 |
51.14 |
0.19 |
0.373 |
经过多次测量试验，发现该仪表显示误差率不是称量误差显示值，而是间隔值计算误差率，所以常与人工计算误差率有差异。其自动改变间隔值和人工计算间隔设定值也有一定的差异。常见间隔值是在七位数，一般高四位数基本相同。如不同就说明该表存在问题。如果该表称之为美国拉姆齐技术(深圳版)，经过多次测试与分析、比较，它与美国拉姆齐技术(徐州版)的仪表在计算方法上也有一定的差异，不是按相对误差计算公式计算。
四、设备更换后的测试
重新更换四托辊双杠杆秤架，由φ315mm大滚筒测速装置替代了φ200mm测速轮测速装置，美国拉姆齐技术(徐州版)SYDL－MC2000累计器，替代了美国拉姆齐技术(深圳版)JY500B3控制器；采用了带防滑的码块，循环链码40kg/m两条替代了原产品，皮带秤重复性检测性能良好。与实物比对检验，80kg/m链码实际用在76kg/m。与实物检验比较相差在5%。
1、皮带秤技术参数设置：
皮带速度V=2.51m/s；
输送量Qmax=1500mm；
皮带周长l=299.15m；
皮带运行一圈时间t=119s；
皮带秤检验时间T=238s。
2、 一星期零点稳定性测试
皮带运行30min后，进行短期零点稳定性测试,按1.0级皮带秤准确度考核。零点允许误差±99kg，测试结果如表4所示。
表4
|
编号 |
显示值
(t) |
误差率(%) |
皮重值
(A/D) |
编号 |
显示值
(t) |
误差率
(%) |
皮重值
(A/D) |
检验
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 |
由上述测试结果分析认为，皮带机倾角度超过18°，槽形托辊大于35°以及皮带张紧装置对皮带张力的控制范围，存在对皮带秤零点稳定性有一定程度的影响。
循环链码对皮带秤一星期内的检验，其检验常数计算为76kg/m×299.15m×2=45.4708t；实际检验中定为45.475t。测试结果如表5所示。
表5
|
编 号 |
显示值
（t） |
实际值
（t） |
误差值
（t） |
误差率（%） |
校准系数 |
检验日期 |
|
#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 |
测试结果表明皮带秤在恶劣环境的现场中使用准确度能达到1.0%
五、结束语
自GB/T7721－2007皮带秤国家标准和JJG195－2002皮带秤国家计量检定规程自2003年05月04日实施以来，尽管相关人员做了大量的宣贯工作，出版了相关的宣贯教材。由于在火电厂大型设备中，以汽机、锅炉、电气为主体，尽管热控技术含量较高，也是属于辅助行列。皮带秤更是属于“小字辈”重视不够。人们只有在煤耗不准确时才体会到它的重要性，国电山西霍州发电厂在新建厂中，经验教训是深刻的，其他新建厂的观念也是大同小异，无一例外。皮带秤应用专家叶庆泰先生曾经说过皮带秤是冶金行业中的点钞机。那么在火电厂入厂煤计量同样是点钞机，在入炉煤计量中内部核算同样也是点钞机。我们设计人员，工程技术人员、生产维护人员务必提高意识，加强管理好皮带秤计量工作，严格按国家标准检定规程相关专业知识的设计技术要求执行，加强日常维护工作，否则会造成不良的结果。 |
