循环链码在火电厂检验中存在的问题分析

循环链码在火电厂检验中存在的问题分析湖北华电黄石发电股份有限公司严荣涛[摘要]本文介绍了皮带秤模拟载荷（循环链码）检验技术的发展过程，为维持皮带秤使用中的准确性，人们千方百计，不断地探讨、模索，采用各种不同的模拟方法来检验皮带秤，试图以简捷的检验方法替代繁琐的实物检验。随着科学技术不断地进步，皮带秤模拟载荷检验技术由手动、半自动发展到现在的全自动。从皮带下面模拟载荷检验到皮带上面模拟载荷检验，从空皮带模拟载荷检验到载料皮带模拟载荷检验，走过了一个艰辛的历程。皮带秤检验的正确与否，长期以来困扰着用户和生产厂家，文中分析了循环链码检验技术在火电厂应用中存在的问题和使用现状，以及今后的发展趋势。[关键词]皮带秤检验技术循环链码问题分析一、概述皮带秤模拟载荷（循环链码）检验技术在火电厂已广泛地应用，不论是新建电厂的招标、电厂设计的选型，还是老厂扩建、技术改造、设备更新，都采用循环链使用中检验皮带秤,同时应配有实物检验装置（料斗秤、轨道衡或汽车衡）作皮带秤首次检定和后续检定。虽然循环链码检验皮带秤实现了全自动化，解决了稳定性和重复性检验，更新了检验皮带秤重复性的概念，并没有解决准确度检验的难题。所以JJG195-2002国家计量检定规程中规定:“建立起模拟载荷试验结果与物料试验结果的对应关系，以便对模拟载荷装置的结果进行修正”。也就是说皮带秤必须经实物检定合格对循环链码进行修正后，循环链码才能在使用中检验。调查结果很多用户都没有按上述方法实行，循环链码不通过修正直接替代实物检验皮带秤，这种不正常的现象普遍存在。二、循环链码模拟载荷检验技术发展过程上世纪80年代初湖北大冶有色金属公司铜录山矿研制了我国第一台循环链码，用来解决本单位生产过程中皮带秤检验难的问题。该公司当时有8大矿山5大厂，它研制成功引起企业内部专业技术人员的关注，其他部门也存在检验难的问题，于是把该装置借到大冶有色金属公司冶炼厂来检验皮带秤,考虑到人工操作不方便,冶炼厂技术人员利用单板机技术实现了循环链码检验操作自动化。黄石电厂为了解决入炉煤计量皮带秤检验不准确,试图采用一条链码三个不同重量段来解决皮带秤多点检验皮带秤线性度。这些方法人们是在自产自用解决生产实际中检验难的问题,笔者当时收到一些用户的技术咨询和求购。由于当时皮带秤技术的限制，使用的都是准确度不高的单托辊十字簧片秤架,检验结果在意料之中。但为皮带秤模拟载荷检验技术的发展，推动技术进步起到很大的作用，为循环链码模拟载荷检验皮带秤开了先河，昆明有色有冶金设计研究院技术人员也将循环链码模拟载荷检验技术撰写在皮带秤专业书中。1999年4月在山东泰安《全国第四届测力与称重技术学术研讨会》上，首钢总公司计控室工程技术人员的‘DPX型电子皮带秤动态校验装置’的论文在会上交流，循环链码模拟载荷检验技术发展到检验多托辊皮带秤，链码的升降装置由电机带动涡轮涡杆提升发展直接使用电动推杆，采用放2条或n条循环链码来实现皮带秤多点线性度检验，并设计有控制系统和显示仪表，显示作用在皮带秤上的累计重量和进行其它有关功能的逻辑控制，采用计数元件累计循环链码转动的圈数，并将电信号传输给控制显示仪表。1999年11月由北京市春海技术开发有限公司生产的‘DCX型电子皮带秤模拟实物检验装置—循环链码’，作为新产品接受电力部热工计量测试中心在安徽省铜陵国家皮带秤质量检测中心进行检验装置与实物检定的比对试验。该产品2000年2月至10月又在江苏常熟电厂，河南姚孟电厂进行与实物比对试验。同年12月以中国计量科学研究院为组长的全国质量计量技术委员会电子皮带秤检定方法比对试验小组又在江苏常熟电厂进行皮带秤与检验装置比对试验。2002年10月19日国家电力公司热工研究院出具了循环链码标准装置稳定性测试（考核）报告；2003年1月18日全国质量计量技术委员会也出具了连续累计自动衡器（电子皮带秤）模拟实物检测装置比对试验报告。2002年12月北京通尼特科技有限公司生产的TC-510动态循环链码校验装置，也由北京市质量技术监督局颁发了样机试验合格证书。该产品不同的特点是循环链码的码块为工字形滚轮式连接后可转动，并带有驱动装置，笔者暂定叫循环滚动链码。2003年5月实施的JJG195-2002国家计量检定规程在制定中增加了循环链码专业术语的定义和内容,并确定循环链码为模拟载荷装置,使循环链码检验皮带秤走向合法化。2001年国家电力公司发输电运营部和中能电力工业燃料公司联合发文（2001）37号，文中指出：“该装置进行实物修正后具有良好的长期稳定性和重复性，能与实物检测装置同步反映电子皮带秤准确度变化”能作为电子皮带秤使用中检验的标准。2002年国家电力公司发电部再次发文（2002）153号《关于采用循环链码检验皮带秤技术的通知》使循环链码在火电厂得到迅速、广泛的应用，不论是老厂扩建，还是新厂设计选型都采用循环链码，有的甚至取代了实物检验装置。我国循环链码的生产制造厂异军突起，由当初几家发展到十几家，还有几个专门生产循环链码二次仪表的厂家。大多数制造商是采取仿造、克隆、照搬别人技术的拿来主义，首造者千辛万苦投入大量资金，组织专家调研，搞研制开发，型式鉴定，专家组考评，千方百计打入市场，初见成效。一夜之间变成了他人的产品，仿造者无需理论上的分析研究，无需实际中的技术测试，低成本轻而易举地也进入了市场，一些粗制滥造的非定型产品也随之流入市场。为了解决这项检验技术的难题，原首钢总公司计控室工程技术人员也认为自已过去设计的循环链码没有从根本上解决这项难题，又研制开发了‘电子皮带秤动态校验装置’的专利产品，由浙江余姚纪铭称重校验设备有限公司生产制造。设计思路为皮带秤在正常输送的过程中由标准码块圈进行标准重量的传递，来进行皮带秤动态校验。为了进一步推动皮带秤模拟载荷检验技术的发展,根据用户对检验技术的需求,安徽铜陵市三爱思电子有限公司研制开发了专利产品‘PJZ型皮带秤检验装置’。其特点是：在皮带机输送物料过程中进行动态检验，无需实物检定修正直接达到替代实物检验的目的。其方法：采用PLC控制技术在安装皮带秤的皮带机上，让皮带在输料过程中自动建立一段空皮带，与此同时与空段等长的标准链码自动地施放在皮带空段进入称量段称重，当链码离开称量段，收放装置自动将链码收起，不改变日常称量状态。形成了“物料－标准链码－物料”的检验模式。三、循环链码在检验中存在的问题分析循环链码在皮带秤检验技术中到底处于什么样的位置，它是否能替代实物检验，这是人们十分关注的问题，与滚动链码相比较，循环链码解决了每次检验与皮带接触的位置能再现，没有相对运动产生的摩擦力，没有摆动、跳动现象，滚动链码是用钢丝绳或链条作牵引固定，循环链码是自身作牵引固定，比带自动收卷装置的滚动链码的稳定性和重复性要高。循环链码与皮带同步运行克服了整个链条的跳动，与皮带的摩擦力和滚动链码定位出现的偏移。现场测试证明循环链码只能检验皮带秤的稳定性和重复性，仍然不能直接检验皮带秤的准确度。循环链码之所以稳定性好，重复性好的另一个因素源于皮带秤基本是在恒定载荷中称重，而不是随输送物料期间时大时小波动载荷中称重。循环链码模拟载荷与输送物料的工况相比较，其称量段上称重状态近似物料输送，而不是仿真物料输送，仍然存在一些差异。这个差异的大小是随皮带秤安装在不同的皮带上而变化的，皮带的型式有长有短，有宽有窄，有厚有薄。皮带的材料有CC棉帆布芯，VC维棉帆布芯，VV维纶帆布芯，NN锦纶（尼龙）芯，EP涤纶（聚脂）芯，钢丝绳芯等等。覆盖胶的材料就更多了性质也不尽相同。工作状态水平皮带是传递物料，倾斜皮带是提升传递物料。秤架的结构不同，差异的大小也不同。国家检定规程中也没有明确规定准确度这项指标，这恰恰是用户最关心的检验指标。无论是滚动链码、循环链码，还是循环滚动链码都是在空皮带的状态下进行检验，即“空皮带－标准链码－空皮带”的检验模式，都存在要用实物再检验的问题，这是问题的关键，也是用户不愿意接受的检验方式。新安装的皮带秤首次检定必须经实物修正后；重新修理后的皮带秤必须经实物修正后；更换皮带后的皮带秤必须经实物修正后；还有皮带长期运行皮带张力产生较大变化的皮带秤必须经实物修正后。才能由循环链码进行使用中检验，这就是循环链码在皮带秤检验技术中所处于的位置。循环链码只是模拟输送皮带上一段实物载荷，根本产生不了实物输送时那么大的皮带张力。有关测试部门只公布了循环链码标准装置对双杠杆四托辊秤架稳定性测试和皮带秤与实物对比的测试结果。这种秤架的特点稳定性能好，灵敏度较低，适用于大流量称重。对悬浮式秤架、三托辊秤架、二托辊秤架、单托辊秤架与循环链码实物对比是否作过测试？其结果如何不得而知。循环链码应作全面适应性测试，稳定性和重复性测试也应于此。循环链码与滚动链码、小车砝码相比较，不论是从纵向分析，还是从横向分析，仍然是集中载荷，不同的是解决了相对运动、摩擦力、牵引力等因素，不是在皮带载料的状态下称重，产生的皮带张力变化绝然不同，也产生不了载料时那么大的皮带张力。调研结果循环链码与实物检验比对准确度的相对误差，在试验机上测试的结果为1.23%；在某电厂甲侧皮带秤测试为1.164%；乙测皮带秤测试为1.12%；在某电厂甲侧皮带秤测试为-0.64%；乙测皮带秤测试为1.064%；在长皮带上的测试为2.1%；在两托辊秤架上测试甲侧皮带秤为4.8%；乙侧皮带秤为7.2%；在四托辊悬浮式秤架上测试超过5%。从调研数据分析结论是：与实物检验相比对为正误差是正常的称重响应，误差接近零或负误差称重响应不正常，长皮带比短皮带误差大，两托辊秤架、悬浮式秤架比双杠杆秤架的误差大。将每米标准质量的砝码经过称量段皮带秤显示标准重量的累计量却与实物检定结果相差甚远，而且每台秤安装的皮带不同误差系数也不尽相同，那么这种每米重量的质量砝码还存在多大意义，任何一条非标准重量的砝码都能完成这种检验。换句话说皮带秤不能直接显示链码每米重量的标准质量，即称重累计量，那么这种标准砝码意义不大。所以有人提出实物检定合格后来修正砝码的重量，而不是修正误差系数也不是没有道理。将每米标准质量的砝码经过称量段皮带秤直接显示累计重量，不通过任何修正，再用标准重量的物料经过称量段显示累计的重量值不超过允许误差范围，这种比对检验的标准砝码才有意义。现场试验证明在空皮带时链码经过称量段与皮带载料时链码经过称量段比对误差为1.506%。循环链码每米重量经过称量段不等于物料经过称量段的每米重量，称量中出现正误差是集中载荷的特性表征。带有驱动装置的循环链码,其目的是试图解决称量段既要承受载荷的重力,又要承受码块传递或提升的拖动力。驱动装置能拖动循环链码减少对称量段的载荷量，与实物检验比对准确度误差减小。有人认为增加循环链码驱动装置是为了减少循环链码启动时对皮带的磨损,这种认为不完全对。还有人认为有了驱动装置，链码若与皮带速度有了差异两者就会有了强制性的相对运动，反而会增加彼此的摩擦，这种片面性的认为是错误的。没有驱动装置的循环链码是利用皮带来拖动，称量段上承受着链码的重力和拖动力，带有驱动装置的循环滚动链码是用变频器控制驱动装置的转动速度与皮带速度同步，随时跟踪不存在所谓的摩擦。即使有也是微其甚微，况且链码是转动的。循环滚动链码的拖动力由驱动装置自行承担，称量段只承受链码的重量，减少链码对称量段的其它重力。带有驱动装置的循环滚动链码如果重复性、稳定性都在允许误差范围内，与实物检验比对的误差比没有驱动装置的循环链码的比对误差小，设计者的目的就达到了。对某项课题的思维应广度地去探讨，深度地去研究，不要一知半解或曲解设计者的本意。目前，很多新建火电厂设计时以循环链码替代了实物检验装置，不再考虑输煤系统在线实物检验装置。特别是船舶来煤的电厂，入厂煤都是采用皮带秤进行商贸计量，连实物检验装置都没有谈何物料试验合格后？还谈何修正？如广东省某大型船舶来煤电厂，入厂煤、入炉煤均采用皮带秤计量，设计有循环链码检验装置，没有设计在线实物检验装置，连离线实物检验装置了也没有。皮带秤首次检定是由计量部门来检定，只检定了循环链码码块的质量，再由循环链