技术 | 定量给料机选型技术分析

定量给料机（也叫皮带秤）的计量精度高，给料波动小，对物料适用性广，使用维护方便，广泛应用于动态计量给料。在水泥行业，定量给料机主要用于原料调配、水泥调配、原煤车间的块料和颗粒料的给料计量，也有少数将定量给料机用于生料粉和替代燃料的给料计量。由于定量给料机多为主机设备的前置工艺段，所以其正常运行与否，直接关系到主机设备的运转率和运行稳定性，也关系到主机设备产品的质量稳定性。本文对定量给料机的选型和配置进行探讨，避免因为定量给料机停机给生产造成损失。

1.1　定量给料机工作原理

定量给料机的工作原理如图1所示，由称重仪表根据定量给料机的称重荷载和输送速度，计算出给料机的瞬时给料量（反馈给料量），并由控制仪表将反馈给料量与设定给料量进行对比。然后可通过仪表输出信号给变频器调节驱动电机转速或可调节料斗出料高度来达到设定给料量。由于料门高度调节较为麻烦，通常在初始阶段将料门高度按照物料粒度选择一个较为合适的高度范围（一般按照物料最大粒度2~3倍进行初始设定），后续主要通过调节电机转速，控制输送带速来达到反馈值与设定值相匹配的结果。反馈给料量主要通过公式Q（t）=qv获得，q为称重区域内料载，单位kg/m；v为输送带带速，单位m/s。反馈给料量和设定给料量的对比，反映的是定量给料机的给料稳定性，稳定性越好，两者的差别越小，控制系统中的反馈曲线和设定曲线吻合性越好。

定量给料机的给料精度采用标定结果来权衡，需要引入累计给料量Q。对于T时间内定量给料机的累计给料量Q，可以按照公式来计算。对比T时间内定量给料机控制仪表读取的累计给料量和T时间内实际输送的物料量（可通过外排溜子卸料入卡车经过高精度汽车衡进行计量获得），可获得定量给料机的计量精度（实物标定计量精度），该精度与生产过程更为贴近。在定量给料机使用过程中，除了实物标定，还有挂码标定，挂码标定是检测称重段内传感器、称重辊、皮重、测速装置等是否正常的简单有效手段，更适用于设备的日常检定和日常维护。

1.2　定量给料机机械构件和电气组成

（1）预进料斗作为进料部件，进口多数以方形为主，出口一般为月牙弧形，少数为矩形。预进料斗多数为普通碳钢制作，少数辅以耐磨内衬、不锈钢内衬、助流内衬和振打电机。

（2）秤体部分多数为敞开式，少数为半封闭或者全封闭秤体。秤体部分主要包括：秤架、头部滚筒、尾部滚筒、输送辊、称重辊、输送皮带、张紧装置、清扫装置、跑偏检测装置、驱动装置、密封罩等。

（3）卸料罩一般为碳钢材质，少数辅以耐磨内衬，且卸料罩一般带有收尘接口。

除上述机械组成，定量给料机电气组成主要由控制仪表或PLC、变频器、远程/机旁控制箱构成，并辅以必要的接线盒、隔离开关、断路器、接线端子等各种小件。电气部分根据电气元件安装方式不同，可分为控制柜、控制箱、机电一体化设计三种形式。由于机电一体化设计（见图3）不涉及控制柜/控制箱，通过总线直接与DCS通讯，大大减少了电缆和桥架铺设工作，也减少了控制柜放置所需的土建空间。因此，在具备条件的情况下，应优先选择机电一体化设计方案。

2.1　技术特点

部分工艺设计人员和用户对定量给料机的认知源自胶带输送机。只有对定量给料机有一个更全新的认识和更深层的技术理解，才能做好设计选型，确保现场稳定可靠运转。和胶带输送机对比，定量给料机除了具备同样的输送功能，还有如下显著特点。

（1）要求具有称重计量和定量给料功能。

（2）要求兼具料仓卸料功能。胶带输送机只有典型的工艺连接输送作用。

（3）定量给料机带速较低（一般＜0.5 m/s）以保证计量稳定，而胶带输送机则主要从输送量角度去衡量输送速度，在不跑偏、滑料的情况下，尽量提高输送带速，减小输送机带宽，降低设备和土建造价。

（4）定量给料机对托辊，尤其是称重托辊的加工精度和秤体局部加工精度和刚度都有一定要求，以保证称重段在坚固稳定的情况下进行计量获得数据，而胶带输送机对此要求并不严格。