胡彦文，祁维军，曹文强，杨一仁
（青海云天化国际化肥有限公司，青海 西宁811600）
［摘 要］复合肥装置配料秤测量的准确性对产品养分达标和保证产品质量至关重要。青海云天化国际化肥有限公司4套复合肥装置配料秤均为动态配料秤，其测量精度已无法满足生产所需，且存在维护工作量大、校验频次高等问题。经调研及探究，一期/二期高塔复合肥装置、转鼓复合肥装置改用双带式静态配料秤，水溶肥装置改用减重式配料秤（静态配料秤），技改后，静态配料秤运行稳定、测量精度高、故障率低，与PLC系统结合可在上位机上实现所有操作，且具有数据趋势和故障记录等功能，不足之处是无法进行故障预判及计划性维护，并指出数字式、智能化已成为配料系统设计选型的发展方向。
［关键词］复合肥装置；动态配料秤；误差分析；优化技改；静态配料秤；维护情况；配料秤选型
［中图分类号］TH715.1+5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）05-0056-04
0 引 言
青海云天化国际化肥有限公司（简称青海云天化）有4套复合肥装置，总产能400 kt/a的一期高塔复合肥装置+二期高塔复合肥装置于2010年投产，200 kt/a转鼓复合肥装置（亦称多功能复合肥装置）于2013年投产，30 kt/a水溶肥装置于2017年投产。青海云天化复合肥装置生产中，原料均通过配料秤进行添加，原始设计配料秤型号均为DEL0620T4/650×2000，变频器ACS/2.2kW，传感器Z6FDI 50KG C3，称重控制器ICS-DT-6，配料秤量程3～15 t/h、精度±0.5%，原料添加量是否准确，直接影响产品质量与生产成本。复合肥装置原设计的配料秤均为动态配料秤，随着生产系统自动化水平提高与工艺指标的不断优化等，动态配料秤的精度已无法满足生产需求。为此，青海云天化对动态配料秤误差来源进行分析，技改为静态配料秤后，收到了较好的效果。以下对有关情况作一介绍。
1 动态配料秤工作原理及误差来源分析
1.1 动态配料秤结构及工作原理
动态配料秤称重段的称重传感器和速度传感器将物料的重力转换成电信号，传送至称重控制器进行信号处理和运算，得到物料的瞬时流量和累计量。生产人员可根据产品配方在称重控制器上进行物料添加量的设定，称重控制器据设定值调节变频器频率及皮带转速，从而达到调节物料添加量的目的。
动态配料秤正常运行状态下，皮带上的物料近似均匀，但实际上有薄有厚，皮带机的带速根据设定而变化，理论上称重传感器测量的皮带单位长度载荷重量与测速传感器测量的皮带倾斜角度等有关系数均为瞬时值，因此，一段时间内的物料累计量用积分值来表示。
1.2 动态配料秤误差来源分析
1.2.1 称重传感器的测量（力）误差
理想状态下，称重传感器测到的重量只有称重托辊、称量段皮带以及皮带上物料的重量。但实际生产中皮带是转动的，会有“胶带效应”，皮带的张力也会作用于称重传感器，而此张力不是恒定的-----随着托辊上物料的黏粘、皮带速度快慢、皮带是否跑偏等，此张力一直在变化，测量误差也会变化，而且随着粘料的逐渐增多，误差也逐渐增大。称重传感器的控制特点：每台秤单独运行，所有操作在称重控制器操作面板上完成，操作频率高，易损坏，数据记录需人工在纸上完成。
1.2.2 测速传感器的测速误差
速度传感器通过测量减速机齿轮的转速间接算出皮带速度，当托辊、头尾传动滚筒粘料时，滚筒轨迹会从正圆变为椭圆，严重时皮带还会出现跑偏，此时测速误差会增大；另外，皮带过松、物料吸潮后皮带打滑也会造成测速误差增大。
1.2.3 机械误差
头尾轮、托辊粘料，皮带跑偏、刮蹭，托辊轴承卡涩，均会导致“胶带效应”加剧，测力误差和测速误差随之增大，且机械误差随设备运行时间的延长会越来越明显。
1.2.4 校验误差
动态配料秤原设计为挂码校验，运行后期，随着测力误差、测速误差、机械误差的增大，挂码校验误差会超过10%，因此一般采用实物校验来减少校验误差，但由于物料要经过预先称重计量后再加入料仓，每次校验时仓中余料清理须彻底，过程中参与人员多、环节多，出现人为误差几率高，校验误差也会增大。
2018年12月28日水溶肥装置动态配料秤实物校验记录见表1。可以看到，由于误差来源多，称重计量很不稳定。另外，运行过程中由于皮带跑偏、料仓中料位变化，每批次皮带的启停均会引起皮带张力发生变化，出现无法避免的系统性误差。实际生产中，复合肥装置动态配料秤计量误差普遍在2%～5%，产品养分很难控制，有时甚至出现不合格产品，且动态配料秤每周均需清理检修、每次交接班（四班两倒）均需进行实物校验，维护工作量大、校验频次高。总之，这种动态配料秤已无法满足生产所需。
2 优化技改措施
更多内容详见《中氮肥》2023年第5期