淺談水泥粉磨項目流程優(yōu)化與自動化應用 提升綜合效益

1、<p>　　淺談水泥粉磨項目流程優(yōu)化與自動化應用 提升綜合效益</p><p>　　摘要：結合山東山鋁水泥有限公司水泥粉磨生產工藝與自動化兩個關鍵節(jié)點提出優(yōu)化設計思路，以期為優(yōu)化水泥粉磨生產，提升綜合效益。 </p><p>　　關鍵詞：水泥粉磨；自動化；工藝流程；優(yōu)化設計 </p><p>　　中圖分類號： TQ172文獻標識碼： </p>

2、<p><b>　　收稿日期： </b></p><p>　　水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料（及緩凝劑、性能調節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細度、比表面積等表示），形成一定的顆粒級配，增大其水化面積，加速水化速率，滿足水泥漿體凝結，硬化要求。本文重點結合山東山鋁水泥有限公司水泥粉磨生產工藝與自動化兩個關鍵節(jié)點提出優(yōu)化設計思路，以期為優(yōu)化

3、水泥粉磨生產，提升綜合效益提供參考與借鑒。 </p><p>　　1水泥粉磨項目流程優(yōu)化 </p><p>　　山東山鋁水泥有限公司水泥技術改造項目主要對原水泥粉磨系統(tǒng)進行優(yōu)化，由于技改后粉磨能力大幅度提高，有必要對從水泥原料開始至成品發(fā)運的整個現有制成系統(tǒng)進行排查完善，包括輔助生產設施，配套的輸送設備能力進行校核并做必要的改造或更換。主要流程簡述如下： </p><p

4、>　　1.1原料堆棚及混合材輸送 </p><p>　　氟石膏及混合材儲存利用現有設施。氟石膏及混合材（主要是石子、礦渣、粉煤灰）由汽車運輸到廠后卸至現有的堆棚內儲存，利用原有的輸送系統(tǒng)輸送入庫。經校核，原有石膏和混合材輸送皮帶機輸送能夠滿足改造后的需要，不需改造。 </p><p>　　1.2水泥配料站及輸送 </p><p>　　根據現有一座Φ12m熟料配

5、料庫，通過熟料生產線的大庫轉運至此庫，另外還有兩座Φ8m混合材配料庫及一座Φ10m粉煤灰?guī)?，利用原有的配料系統(tǒng)給本次新增的輥壓機系統(tǒng)供料。經核算，熟料底配料皮帶稱的規(guī)格偏小，通過技改將熟料配料稱由原B1000mm改為B1400mm，最大計量能力提高到200t/h；混合材皮帶稱規(guī)格不需增大，只需調整皮帶秤的帶速就可滿足正常生產要求。庫底配料皮帶輸送機僅通過增大帶速及更換驅動，輸送能力提高到250t/h以上。 </p><

6、;p>　　1.3水泥粉磨系統(tǒng)優(yōu)化 </p><p>　　在水泥磨旁新增一套HFCG180-160型輥壓機預粉磨系統(tǒng)，與原系統(tǒng)其中1#球磨機配套，臺時產量從原105t提高至170t以上，開路磨水泥的特點是成品顆粒分布寬，水泥的早期強度好，需水量小，電耗指標相對更先進，操作維護系統(tǒng)簡單。而原有的兩套輥壓機系統(tǒng)配套2#球磨機，即“二拖一”系統(tǒng)，改造后水泥粉磨能力預計達到140t/h。 </p>&l

7、t;p>　　采用這種改造是基于大輥壓機、小球磨的原則，即盡量減少球磨機在粉磨系統(tǒng)中所占的電耗比例，增加輥壓機的做功比例，從而減少系統(tǒng)電耗。輥壓機產生的大量細粉被充分選出，有效控制入磨物料粒度均在0.2mm以下，比表面積可達到200m2/kg以上。同時球磨機內部進行高效篩分磨改造，以充分發(fā)揮球磨機的研磨特長。同樣系統(tǒng)產量下，配套的磨機規(guī)格更小、磨機平均球徑可更小，其運行成本及電耗更低，符合國家提倡的節(jié)能減排政策。 </p>

8、;<p>　　新增一臺輥壓機與其中一臺磨機配套系統(tǒng)。新增一套HFCG180-160輥壓機+HFV4500氣流分級機+DSM4500高效選粉機對原有其中一臺Ф3.8×13m球磨機進行技改，形成水泥擠壓聯合粉磨系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，輥壓機與氣流分級機、高效選粉機形成閉路，磨機通風單獨增加一臺收塵器，球磨機系統(tǒng)仍為開路操作，同時球磨機改造成合肥水泥研究設計院的專利技術---高效篩分磨。熟料、石膏及混合材等按一定比例配好的混

9、合料通過除鐵設備除鐵后由皮帶機和提升機送入穩(wěn)流稱重倉內，經輥壓機高壓處理，結構破壞而粉碎，物料的易磨性得到大幅度的改善，一般邦德功指數降低45%以上，物料的粒徑也大大縮小，然后由氣流分級機分選，分選出的粗粉返回輥壓機重新擠壓，分選出的大于0.5mm的細粉隨氣流進入高效選粉機分選，高效選粉機選出的大于0.2mm的粗粉（未擠好的粉和邊緣漏料）返回到輥壓機重新擠壓，小于0.2mm的細粉送到球磨機進一步粉磨，出球磨機物料即為成品，由提升機、空氣

10、輸送斜槽等送至原有的水泥儲庫及散裝系統(tǒng)。由于采用HFCG180-160輥壓機后，產量大幅度提高，原球磨機系統(tǒng)的出磨提升機等設備能力不足需更換。 </p><p>　　建立“二拖一”系統(tǒng)。將庫底來料皮帶機的物料一分為二，并通過新增一臺皮帶秤等量分別喂入原有兩套HFCG140型輥壓機系統(tǒng)中，再由原有提升機分別送到輥壓機擠壓，由于改造后兩臺輥壓機帶一臺球磨機，擠壓后入磨細粉量大幅提高，故將原打散機改為V型分級機，擠壓后

11、的物料通過提升機送入V型氣流分級機中分選，粗粉返回各自輥壓機繼續(xù)擠壓，細粉則由旋風筒收集后通過空氣輸送斜槽共同送入一臺球磨機中繼續(xù)粉磨，原有系統(tǒng)收塵器作為V選循環(huán)風機放風用，磨機通風單獨增加一臺收塵器。本系統(tǒng)充分利用原有設備，在增加產能降低電耗前提下能大幅降低投資。經核算，原輥壓機預粉磨系統(tǒng)設備除增加選分系統(tǒng)外，其它基本不需改動。這樣，在大幅提高水泥磨系統(tǒng)產量的同時，可大幅降低水泥粉磨電耗，工藝流程簡單，增加設備少，工程實施時對原系統(tǒng)的

12、影響小，且不需新增車間人員。 </p><p>　　水泥儲存。廠區(qū)現有水泥庫及散裝系統(tǒng)能夠滿足本工程儲存及發(fā)散需要。但需進行以下改造：a.擬將其中的一座水泥庫改為礦粉庫，出庫礦粉經秤計量后由斜槽及提升機送入水泥輸送斜槽；b. 考慮礦粉往出磨水泥外摻40~50%，原水泥入庫提升機及空氣輸送斜槽需更換，加大輸送能力。 </p><p>　　2生產過程自動化應用 </p><

13、p><b>　　2.1基本原則 </b></p><p>　　根據集散型計算機控制系統(tǒng)的特點以及它在國內外大中型水泥廠運行情況表明，采用該控制系統(tǒng)對于提高自動化水平和管理水平，提高產品質量，降低能耗，提高勞動生產率，保證安全生產，創(chuàng)造良好的經濟效益和社會效益是強有力的保證。為此將采用技術先進及性能可靠的以現場總線為基礎的計算機控制系統(tǒng)對生產進行集中管理、分散控制，并預留行政、全廠信息管

14、理接口。 </p><p><b>　　2.2控制系統(tǒng) </b></p><p>　　系統(tǒng)配置：根據工藝生產流程、生產車間總圖布置，以及實際操作的需要，系統(tǒng)配置如下： </p><p><b>　　a．控制過程： </b></p><p>　　水泥粉磨I/O站：設在中央控制室內，利用原有水泥磨操作站

15、，控制從熟料出庫、水泥配料、水泥粉磨至水泥入庫的生產過程； </p><p><b>　　b．控制管理級 </b></p><p>　　中央控制室：利用原有系統(tǒng)，完成從原料進廠至成品包裝、散裝出廠的控制與監(jiān)控。 </p><p><b>　　c．網絡系統(tǒng) </b></p><p>　　所有的控制站及

16、設在控制室中的操作站，均作為計算機控制系統(tǒng)網絡上的一個支點，通過網絡上的網關可以與工廠的信息管理系統(tǒng)相聯絡，交換數據。 </p><p>　　系統(tǒng)功能：集散型計算機控制系統(tǒng)室由過程控制級，控制管理級以及網絡系統(tǒng)所組成，其功能也是由這三部分的功能所組成。 </p><p>　　過程控制級是由控制站及其遠程I/O站組成，并分別設置在其相應的電力室中。主要是完成數據采集、過程控制、設備監(jiān)控和系統(tǒng)

17、的測試和診斷以及實施安全性、冗余化方面的功能。 </p><p>　　控制管理級由中央控制室的多臺操作站等組成，根據操作的需要在中央控制室設置操作站和工程師站。操作站間相互備份，完成數據、圖形、狀態(tài)的顯示；歷史數據的存檔，故障聲響報警，故障記錄打印，故障狀態(tài)顯示，定時報表打?。粚崟r動態(tài)調整回路參數，優(yōu)化控制參數等過程控制功能。 </p><p>　　計算機網絡系統(tǒng)將過程控制站及其遠程I/O

18、相連接，將過程控制站與操作站，工程師站等相連接，以達到集散控制系統(tǒng)的分散控制站對過程對象的控制，集中監(jiān)視和操作管理站對綜合信息全面管理的目的。由于集散型計算機控制系統(tǒng)所完成的是工業(yè)控制，因此其通訊網絡系統(tǒng)與一般的辦公室局部網絡有所不同，它具有快速實時響應能力、具有極高的可靠性、具有適應惡劣的工業(yè)現場環(huán)境及網絡分層的結構特點。 </p><p><b>　　2.3自動化裝置 </b></

19、p><p>　　工業(yè)電視系統(tǒng)：在原料卸車、原料堆棚、水泥粉磨、水泥包裝、成品散裝等主要工段設工業(yè)電視裝置，監(jiān)視物料的輸送及關鍵設備的運行情況。 </p><p>　　工藝工況的檢測：根據工藝生產過程的需要，在工藝線上設置不同的溫度、壓力、流量、料位、速度等檢測裝置并將信號送入計算機系統(tǒng)，以便對生產狀況進行監(jiān)視和控制。 </p><p><b>　　3結語 &l