影響圣龍水泥廠生料率值波動的因素與提出建設性意見畢業(yè)論文

1、 . . . 畢 業(yè) 設 計設計題目：影響圣龍水泥廠生料率值波動的因素與提出建設性意見26 / 33畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了意。作 者 簽 名：日 期：指導教師簽名： 日期：使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要

2、求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部容。作者簽名： 日 期：學位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文使用授權書本學位論文作者完全了解

3、學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位論文的全部或部分容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日影響圣龍水泥廠生料率值波動的因素與提出建設性意見摘要圣龍水泥在黨峪鎮(zhèn)金山工業(yè)園區(qū)投資興建“4000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線資源綜合利用工程”。是新型干法旋窯生產(chǎn)線，此生產(chǎn)線耗能少、污染小、產(chǎn)量大，是集科技與環(huán)保于一體的市級重點項目，國家扶持項目，預計總投資額達到7.5億元，全

4、部資金為自籌資金，前期已經(jīng)投資過億元。項目建成以后可年產(chǎn)155萬噸水泥熟料、250萬噸水泥。在2010年09月熟料生產(chǎn)線建成，年底熟料線正式開始試生產(chǎn)。水泥生產(chǎn)線有望在2012年06月份實現(xiàn)試生產(chǎn)。圣龍水泥廠在早期試生產(chǎn)階段時存在生料成分不穩(wěn)，造成生料率值的波動。給熟料質(zhì)量控制與生產(chǎn)上帶來很大的影響，直接影響圣龍水泥廠的經(jīng)濟收益。此次課題結(jié)合圣龍生產(chǎn)線，以理論結(jié)合實際，以圣龍水泥廠為原型。探討哪些主要因素影響生料率值的波動，以與提出有效的可實行的解決方法。從理論高度剖析問題存在的實質(zhì)原因，并從實際角度發(fā)現(xiàn)問題并提出解決問題的方案。關鍵詞：生料 率值 波動 均化 細度 Influence fac

5、torsof the raw cement ratefluctuation value of shenglong and put forward a constructive suggestionAbstractTang Shan shenglongthat locates the town dangyu jinshan industrial zone invests and builds "4000t/d of clinker NSP cement production lines resources comprehensive utilization project".

6、 It is a new dry process winding kiln production line, this production line less pollution, less energy output, is a collecting technology and environmental protection municipal key and national support project,total investment is expected to reach 750 million yuan, and the whole capital is self-rai

7、sed funds, the investment has over one hundred million yuan. After completing the project can be an annual output of 1.55 million tons of cement clinker, 2.5 million tons of cement. In september 2010the clinker line is builtedand officially start to produce at the end of the year. Cement production

8、line is expected to be in june 2012 realize trial production.Tangshan shenglong existing raw ingredients instability in the cement plant production in the early stage, causes of the values of the raw material rate volatility. Bringing a great influence to clinker quality control and production, dire

9、ctly influencesshenglong cement plant economic benefits. The topic with theshenglong production line, combining theory with practice with shenglong cement plant a prototype. Discussingwhat are the main influence factors rate fluctuation of raw material, and puts forward an effective solution. From t

10、he theory analyzes the essence of the problem existing in height of reason, and from the actual Angle find problems and puting forward solutions.Key words: raw material Rate valuefluctuationhomogenizationfineness目 錄1引言12 針對生料率值波動的探究42.1 分析整理數(shù)據(jù)42.1.1 針對數(shù)據(jù)作出理論分析52.2 結(jié)合圣龍水泥廠實際情況分析原因62.2.1 石灰石均化庫對生料率值波動

11、的影響72.2.2 調(diào)配站對生料率值波動的影響92.2.3 生料磨頭倉與排渣對生料率值的影響102.2.4 IBAU均化庫對生料率值的影響112.2.5 窯灰對生料率值波動的影響133 針對造成圣龍水泥廠生料率值不穩(wěn)，提出可實施的方案164 結(jié)論20辭21參考文獻22外文資料231引言眾所周知，水泥生產(chǎn)有干法和濕法兩種，這是按生料制備來劃分的。但也可按入窯生料的水分來劃分，將生料加水成球后入窯，稱之為半干法；將料槳過濾成濾餅，然后入窯，則稱為半濕法。在干、濕兩種生產(chǎn)方法中，濕法是較早的一種。這是因為在歐洲，尤其是在英國，盛產(chǎn)白堊。早期英國許多水泥廠沿泰晤士河建廠，用白堊和泰晤士河河泥等軟質(zhì)原料

12、挖掘后在掏泥池拌合成料漿，經(jīng)過制坯、曬干后送入立窯煅燒。在軟質(zhì)原料條件下，濕法生產(chǎn)較干法更省人力，更方便。當水泥原料采用石灰石后，尤其在采用回轉(zhuǎn)窯條件下，干生料粉可直接入窯，不需要成球或制坯，干法生產(chǎn)得到推廣。至本世紀初，丹麥F.L.Smidlth公司發(fā)明將濕法用于硬質(zhì)原料。它帶來了許多優(yōu)點，首先是入窯生料成分比較均勻，有利于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料，其揚塵比較少。從此，水泥工業(yè)進入干、濕并舉的時期。隨著干法水泥工藝與設備的不斷改革在50年代初，德國KHDC Humboldt wedag 公司發(fā)明了懸浮預熱窯，干法水泥制備技術正是進入新型干法生產(chǎn)技術時代2。在新型干法生產(chǎn)的生料制備過程之中，把礦石搭配開采

13、、原料預均化、生料磨前配料和生料均化庫等四個環(huán)節(jié)稱之為原料均化鏈。為了保證入窯生料質(zhì)量穩(wěn)定，一般說來，對入窯生料的質(zhì)量在化學方面有兩點要求；一是要求生料的化學成分符合規(guī)定的各項率值；二是要求它的化學成分均勻，即這些率值只允許圍繞其目標值在一定圍波動。前者一般通過配料來實現(xiàn)，后者則通過均化來實現(xiàn)。原料的均化和生料均化則屬于均化的疇。干法水泥生產(chǎn)中生料均化過程經(jīng)歷過兩次較大的技術革新。第一次是從機械庫發(fā)展到壓縮空氣攪拌；第二次是從間歇式空氣攪拌發(fā)展到目前廣使用的連續(xù)式生料均化庫?？偟陌l(fā)展趨勢是技術上日益簡化，對入窯生料質(zhì)量的要求反而更高。采用連續(xù)式生料均化庫時，必須有精確的控制的磨前配料系統(tǒng)。因為

14、連續(xù)式均化庫沒有專門的調(diào)整庫，生料入庫以后就沒有校正的機會。因此，這種均化系統(tǒng)，必須輔之以分析周期短的配料在線自動控制系統(tǒng)。所謂配料系統(tǒng)就是計算機配料，人工填寫原料成分與配比。如何實現(xiàn)配比，就需要一套完整的配料計算方法。以下簡單介紹常用的配料方法配料計算方法1配料計算有最常用的兩種方法：嘗試拼湊法和遞減試湊法，現(xiàn)簡單介紹嘗試拼湊法的計算步驟;該方法是先假定原料配比，計算熟料礦物組成與率值，若計算結(jié)果不符合要求，則嘗試調(diào)整原料配比，再進行計算，直至計算結(jié)果符合要求為止。以下為計算步驟： a 列出各原料、燃料的化學成分與煤的工業(yè)分析結(jié)果；b 確定熟料礦物組成或率值； c 計算煤灰摻入量； d 假設

15、干基原料配比，計算生料、灼燒生料、熟料化學成分； e 驗算熟料率值并與確定值進行比較； f 如率值不符合要求，重復調(diào)整配比計算，直至率值符合要求為止；g 將干燥原料配比換算為濕原料配比。通過完善原料的配比系統(tǒng)，實現(xiàn)了原料的精確控制，保持出磨生料的平均值盡可能的接近目標值的要求。同樣人們也是一點點開始認識到水泥生產(chǎn)中控制原料率值的重要性。1868年，德國人米夏埃利斯（W.Michaelis）首先提出了水硬率（Hydraulic Modulus）作為控制熟料適宜石灰含量的一個系數(shù)。它是熟料中氧化鈣與酸性氧化物之和的質(zhì)量百分數(shù)的比值，以HM或m表示。其計算式如下：式中 CaO、SiO2、Al2O3、

16、Fe2O3-分別代表熟料中各該氧化物的質(zhì)量百分數(shù)（%）。因為水硬率的計算較簡單，但只控制同樣的水硬率，并不能保證熟料中有同樣的礦物組成，從而對熟料的質(zhì)量和煅燒產(chǎn)生不利影響。水泥熟料是一種多礦物集合體，而這些礦物又是由四種主要氧化物化合而成。只有同時控制各酸性氧化物之間的比例，才能保證熟料成分的穩(wěn)定。因此，在生產(chǎn)控制中，不僅要控制熟料中各氧化物的含量，還應控制各氧化物之間的比例即率值。這樣，可以比較方便地表示化學和礦物組成之間的關系，明確地表示對水泥熟料的性能和煅燒的影響。因此，在生產(chǎn)中率值作為生產(chǎn)控制的一種指標。后來，庫爾（H.Kuhl）提出熟料中酸性氧化物之間關系的率值即硅率（Silica

17、Modulus），又稱硅酸率，以SM或n表示, 其計算公式如下:鋁率,又稱鐵率（Iron Modulus）或鋁氧率，以IM或p表示:式中 SiO2、Al2O3、Fe2O3-分別代表熟料中各該氧化物的質(zhì)量百分數(shù)（%）。硅率是表示熟料中氧化硅含量與氧化鋁、氧化鐵之和的質(zhì)量比，也表示了熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物的比例。有些國家采用HM、SM、IM三個率值控制熟料成分，結(jié)果也很滿意。但不少學者認為水硬率的意義不夠明確，因而在19世紀末20世紀初，各國學者提出石灰最大限量作為原料配料公式的依據(jù)。其中（F.M.Lea）和派克（T.W.Parker）根據(jù)對CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3四元相圖的研

18、究，提出了石灰飽和系數(shù)（Lime Saturation Factor，簡寫LSF）。同樣聯(lián)學者金德（B.A.K）和容克（B.H）根據(jù)古特曼于杰耳的石灰理論極限含量提出了石灰飽和系數(shù)KH。石灰飽和系數(shù)KH值為熟料中全部氧化硅生成硅酸鈣（硅酸二鈣和硅酸三鈣）所需的氧化鈣含量與全部氧化硅生成硅酸三鈣所需氧化鈣最大含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和形成硅酸三鈣的程度。隨著人們對率值認識的不斷加深，慢慢地發(fā)現(xiàn)在水泥生產(chǎn)中如果想燒出質(zhì)量好的熟料，則需要在水泥生產(chǎn)中對KH、SM、IM有一個嚴格的控制，因為水泥熟料是一種多礦物集合體，而這些礦物又是由四種主要氧化物化合而成。因此，在生產(chǎn)控制中，不僅要

19、控制熟料中各氧化物的含量，還應該控制各氧化物之間的比例即率值。這樣，可以比較方便地表示化學成分和礦物組成之間的關系，明確地表示對水泥熟料的性能和煅燒的影響。因此，在生產(chǎn)中，用率值作為生產(chǎn)控制的一種指標。同樣也存在許多問題，例如：生料率值波動。這都是需要我們在實際生產(chǎn)中根據(jù)實際情況來控制的。2 針對生料率值波動的探究2.1 分析整理數(shù)據(jù)圣龍水泥是在2010年9月開始試車試生產(chǎn)的，圣龍水泥廠早期生產(chǎn)線在生產(chǎn)中出現(xiàn)很多生料率值波動。尤其是石灰飽和系數(shù)（KH）的波動。嚴重影響圣龍熟料的質(zhì)量與產(chǎn)量。為此圣龍水泥廠也在邊生產(chǎn)邊摸索原因。以下為圣龍水泥廠2010年9月的生料數(shù)據(jù)：表1 2010年9月生料率值

20、數(shù)據(jù)時間出庫生料（平均）KHnp細度/%08.081.052.851.3613.708.091.012.791.3615.808.101.042.661.1612.408.111.062.781.5415.608.121.023.121.3912.808.131.032.671.4613.908.141.032.891.3713.308.150.992.791.3814.908.161.032.571.5411.208.171.022.721.5814.608.181.032.711.5314.308.191.002.781.4914.5圖1 KH的波動曲線圖2 n的波動曲線圖3 p的波動曲線

21、從表1和圖1可以明顯看出圣龍水泥廠在早期試生產(chǎn)時，生料的率值存在很大的波動，KH的最大差值可達到0.05，SM(n)上下最大差值可達到0.55，IM(p)上下最大差值可達到0.42。已經(jīng)超出合理率值波動圍，并且硅率和鋁率同樣也存在較大的差值。數(shù)據(jù)表明圣龍水泥廠在早期生料率值不穩(wěn)。 2.1.1針對數(shù)據(jù)作出理論分析綜合考慮以上數(shù)據(jù)分析，圣龍水泥廠生料率值存在波動，并且波動并沒有什么明顯的規(guī)律可循，說明并不是生產(chǎn)線中的某個點或某一個設備的原因，我們需要從原料的破碎到均化，再到生料的入庫。在這整個生產(chǎn)線中找到影響生料率值波動的因素。生料率值波動大的最直觀因素就是生料的均化性沒有達到預期的狀態(tài)。而均化程

22、度的好壞又與生料的制備過程與生產(chǎn)線上各個設備有直接的聯(lián)系甚至和生料取樣點以與取樣時間都有關系。也有種情況就是認為配料不精準造成的生料率值波動，但是一般認為人為因素可以忽略，可以通過有效的管理制度來杜絕此類錯誤。但是如果生料生產(chǎn)線存在工藝上的不足（生產(chǎn)線上部分設計不合理）以與設備的原因。那這種情況就不能通過管理來改善了。只有找出出現(xiàn)問題的點。并分析出現(xiàn)問題的原因，對癥下藥，找到解決方法，才能取到預期目的。2.2 結(jié)合圣龍水泥廠實際情況分析原因隨著水泥生產(chǎn)的不斷發(fā)展，水泥生產(chǎn)設備也在日益更新，設備的可控可操性能有很大的進步，同樣生產(chǎn)線的產(chǎn)量也有了大幅度的提高，從以前的1000t/h到現(xiàn)在普遍的50

23、00t/h的生產(chǎn)線，隨著各種技術的發(fā)展，帶給水泥企業(yè)很大的生產(chǎn)能力的同時，同樣要求熟料質(zhì)量的精確控制，這樣就對生料率值有很高的要求。從化驗室精確的配比配料到生料的粉磨入庫，這整個過程都需要有嚴格的工藝控制。實際上在生產(chǎn)線上存在很多因素來影響生料成分的均勻性，造成生料率值的波動性。比如：物料成分有很大的波動，對于配料人員來說很難找到合適的配比；生料均化堆場的均化效果不盡人意，甚至就沒有達到均化的效果；磨頭倉的設計與排渣的去向都會有對生料率值有一定的影響；有的時候生料均化庫也是一項對生料率值波動影響很大的因素。同樣的圣龍水泥廠也存在許多不足，包括設備的缺陷以與工藝設計的不合理，造成了生料的成分波動

24、很大。尤其是圣龍早期生產(chǎn)時存在很多方面的問題。比如：早期生料均化堆場在早期操作不當，以與取料機故障停車的時間與頻率過高，采用緊急下料口下料，圓形均化堆場本身的均化效果等等，這些都在影響著生料成分的波動，影響著生料率值的波動。（1）圣龍配料站同樣也存在一些因素影響生料率值。4臺TDGSK型號的皮帶秤的精準性有一定的質(zhì)疑性，并且維護時間周期較長，皮帶秤的環(huán)形皮帶常出現(xiàn)撕裂、起毛邊這種現(xiàn)象并且早期現(xiàn)場崗位并沒有認識到混倉的危害性，與中控聯(lián)系不到位等等。這些因素都是對生料率值有很大的影響。（2）圣龍水泥廠原料粉磨設計存在磨頭倉，磨頭倉的設計就是為了提高生料磨的運轉(zhuǎn)率，避免一些小的問題使原料磨停磨，帶來

25、較大的損失。但是磨頭倉同樣有一定的弊端，物料在磨頭倉存在離析作用，像砂巖、鋁礬土這樣小顆粒物質(zhì)會集中聚集在下方，造成生料成分的波動。同樣磨頭倉存在堵倉，噴倉的可能性，這都是生料率值波動的原因。最重要的一點是原料磨的排渣入斗提后入的是磨頭倉，這對生料率值波動很大。（3）生料均化庫也是在均化設備中最重要的設備，生料均化庫就是在生料入窯之前，將生料充分均化，如果生料均化庫均化效果不好，直接影響熟料質(zhì)量。圣龍水泥廠在早期均化庫存在一些小問題，例如密封不嚴，庫底斜槽堵塞，固定區(qū)時間周期不合適，造成漏斗流不明顯，沒有達到“橫鋪豎取”的效果，造成生料均化效果不好。（4）圣龍水泥廠原料粉磨車間采用的為兩臺直徑

26、為3.7m的立磨系統(tǒng)，單線的生產(chǎn)能力可達到180-200t/h，雙線生產(chǎn)能力理論最大可達到400t/h。但是在單線運行與兩臺立磨同時運行時，對生料率值影響不同。單系統(tǒng)運行時與雙系統(tǒng)開啟時，生料率值會有一定的偏差，初步分析是窯灰成分的加入對生料率值產(chǎn)生的影響。綜上所述，圣龍水泥廠原料粉磨車間存在大大小小的問題，每個問題都會影響生料質(zhì)量波動，都需要找到解決的辦法。2.2.1 石灰石均化庫對生料率值波動的影響原料的化學成分波動是影響生料率值穩(wěn)定性的原因之一, 水泥廠設置原料預均化堆場的目的即通過穩(wěn)定原料化學成分提高生料率值穩(wěn)定性。預均化堆場是將一種或幾種物料在運輸與儲存的過程中, 同時將物料混合均勻

27、。它主要由進料主皮帶機、堆料裝置、料堆、取料裝置、出料主皮帶機和取樣裝置等六個部分組成?，F(xiàn)在水泥廠主要應用的預均化堆場主要有兩種類型的，一種為圓形堆場，另一種為矩形堆場，兩種堆場都有各自的優(yōu)點和缺點。但是都能夠達到均化的目的，各個水泥廠根據(jù)自己的情況選擇合適的堆場。預均化堆場的工作原理是, 堆料機連續(xù)地把進料按一定的方式堆成許多相互平行, 上下重疊的料層, 每一層的物料重量基本一致。料堆堆成后, 其中的料層數(shù)目多達數(shù)百層。這樣的堆料過程, 其作用就是將進入堆場的物料盡可能地均勻鋪開。堆料時, 在進料主皮帶機上連續(xù)地或間歇地取樣分析, 可以與時掌握進料的成分波動情況和料堆的總平均成分。堆成后,

28、取料機則按垂直于料層的方向, 在一定的截面上盡可能地同時從所有的料層上切取一定厚度的物料, 通過出料主皮帶機運往下一道工序。取料機依次循序地往前推進, 直到把整個料堆的物料取盡。在這樣進料、堆料、取料、出料的過程中, 同時也完成了物料的混勻作業(yè)4。圓形預均化堆場和矩形預均化堆場的原理基本一樣，圓形堆場其改進之處在于將兩個分開的料堆合并成一個連續(xù)的料堆, 堆、取料機由往返的直線運動改為同一方向的圓周運動,堆料機在料堆的前端堆料, 取料機則在料堆后端取料。如圖4所示：圖4 圓形預均化堆場取料示意圖圖中1為料堆前后的間隙；2為取料機位置（堆頭）；3為料堆；4為堆尾即布料機正在布料。圣龍水泥廠選用的為

29、圓形預均化堆場，與矩形均化堆場相比，圓形均化堆場有很多優(yōu)點。例如：1. 占地面積小，在容量一樣的情況下，圓形預均化堆場比長條形的少占地40 %左右。這是因為長條形堆場的堆料區(qū)和取料區(qū)的比為50: 50 ,而圓形的約為60 : 40。2. 由于圓形預均化堆場的取料機只有一個方向運動(就象濕法廠料漿池的大車一樣繞中心軸轉(zhuǎn)動)，而長條形預均化堆場的取料機是往復運動。所以圓形預均化堆場不存在處理料堆端錐的困難。3. 由于附屬設備少, 基建量也少, 所以圓形預均化堆場的總投資比較低, 生產(chǎn)費用也低。4. 圓形預均化堆場的進料方法一般是形成縱向傾斜的人字形料堆。雖然也可以用縱向水平的人字形堆料法, 但這樣

30、外圈的直徑比圈大, 對預均化效果不一定有利, 所以現(xiàn)在己較少采用。不過, 在堆料機每一次往復后, 堆料區(qū)稍往前移一段距離, 所以料堆的外端和端曲線呈拋物線狀(見圖4 )。與長條形預均化堆場相比，圓形的堆料機的往復回轉(zhuǎn)圍, 即堆料長度較小，因此在進料量和堆料機速度一樣的條件下, 它所形成的堆料層數(shù)則較多。相應地，取料時所切割的料層數(shù)也多遠大于長方形預均化堆場取料的層數(shù)。實踐證明圓形預均化堆場更適用于原料成份波動較大或者幾種原料聯(lián)合預均化的場合。雖然從理論上說圓形均化堆場有很多優(yōu)點，但是在實際使用當中也存在很多問題。如果圓形預均化堆場沒有達到理論的布料層數(shù)，其均化效果要遠遠小于矩形預均化堆場。圓形

31、預均化堆場在布料時存在較大的邊緣效應，在外圍的生料粒度要比徑的生料粒度偏大，這是圓形均化堆場無法克服的。這一點圓形均化堆場是無法與矩形均化堆場可比的，矩形均化堆場能夠很好的消除邊緣效應，帶來更好的均化效果。圓形均化堆場均化效果沒有矩形堆場那么理想，尤其是在石灰石均化庫在料層厚度在還未達到一定厚度時，取料機就開始取料。就有可能帶來比較大的生料率值波動。圣龍水泥廠在早期時，由于磨操作員為新人，在這方面沒有一定的經(jīng)驗。存在操作一些問題，當石灰石料層還未達到合格時，就開啟取料機開始取料，造成生料率值的波動。均化堆場要求原料布料層數(shù)越多，料堆越高，均化效果越好。同樣，圣龍水泥廠石灰石均化堆場有為預防取料

32、機故障，而設計了緊急下料口。但是在取料機出現(xiàn)故障時，不能快速的排除取料機的故障，長時間使用緊急下料口，但是未采用有效的配料制度，而不能有效的減少因未均化而帶來的偏差。2.2.2調(diào)配站對生料率值波動的影響2.2.2.1 皮帶秤稱重準確性對生料率值的影響皮帶式定量給料機（簡稱皮帶秤）是水泥生產(chǎn)中計量和配料的最常用設備。影響皮帶秤計量精度的因素是多方面的，就其產(chǎn)品本身的質(zhì)量而言，影響其精度分機械部分和電氣部分,就其使用角度而言還取決于皮帶秤的選型、安裝位置的選定和安裝質(zhì)量與維護。圣龍水泥廠采用的為TDGSK型號的皮帶秤。如下圖 5所示：1)主動滾筒：主動滾筒由減速電動機拖動，進而帶動皮帶轉(zhuǎn)動；2)從

33、動滾筒：通過調(diào)節(jié)緊滑座的螺絲，改變從動滾筒的位置，可以調(diào)節(jié)皮帶的緊和跑偏；3)十字簧片：用于秤體和稱量框架的連接；4)緊滑座：皮帶秤調(diào)節(jié)跑偏和緊機構；5)稱量框架：皮帶秤傳力機構，將皮帶上物料負荷信號均勻地傳輸至傳感器；6)自動緊輪：使皮帶保持一定的緊度，并使皮重在很小的圍變化；7)下料斗：完成從料倉向皮帶上均勻供料，調(diào)節(jié)閘門開度，可改變皮帶上料層厚度；8)減速電動機：皮帶秤的驅(qū)動裝置，帶有測速裝置，負責將角速度轉(zhuǎn)換為控制器可識別的速度信號；9)傳感器：將皮帶秤上質(zhì)量轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給控制器；另外，秤體的上表面上分布著很多小托輥，根據(jù)功能可分為稱量托輥和承重托輥。在這就不在詳細介紹皮帶秤的工作

34、原理，簡單的說為:通過動態(tài)檢測皮帶單位長度上的物料重量(單位荷重)q和皮帶速度v，將兩個信號相乘得到瞬時流量Q，再經(jīng)積分運算或累加運算得到一段時間輸送物料的累計流量W 。既然是動態(tài)的稱量就很有可能存在稱量誤差，如何克服這個誤差就需要專業(yè)的調(diào)試以與定期的校正以與保養(yǎng)很重要5。圣龍水泥廠在早期投產(chǎn)時，由于調(diào)配站這皮帶秤稱量不精準，造成生料率值對于目標率值有一定的波動。主要體現(xiàn)在幾個方面：（1）換季以與天氣狀態(tài)不佳時，比如大風，強降溫等氣候，出現(xiàn)較大的溫差時，因為皮帶為膠質(zhì)成分，存在一定的熱脹冷縮，同時水平力會有一定的改變。這種改變都會影響皮帶的準確程度。圣龍水泥廠早期時調(diào)配站沒有防護措施。皮帶秤以

35、與輔料倉都直接暴露在露天中。所以外界天氣溫度對皮帶秤有很大的影響，同時也可能影響倉下料的順暢。尤其在冬天，溫度比較低時，如果輔料中水份較多時，黏性增大，或者出現(xiàn)結(jié)大塊現(xiàn)象，很容易在倉錐體下料部分堵塞。造成下料不精準，影響生料率值（2）皮帶秤長時間運轉(zhuǎn)，以與巡檢不與時，皮帶秤出現(xiàn)一些不利于稱量準確的因素。比如有大塊物料卡料，并且卡在稱量的傳動軸。致使稱重系統(tǒng)十字簧片壓死，無反應，壓力傳感器不受力，從而造成配料秤飛車，這種情況會出現(xiàn)比較大的影響。同樣如果皮帶秤的環(huán)形皮帶出現(xiàn)撕裂、劃傷以與跑偏，環(huán)形皮帶時有跑偏，刮蹭秤體，致使皮帶轉(zhuǎn)速忽快忽慢，影響配料計量穩(wěn)定性與準確度，都會影響皮帶秤的精準程度。(

36、3)混倉現(xiàn)象也是常見的對生料率值影響較大的一項。有時候由于崗位的巡檢沒有到位，中控操作員與現(xiàn)場聯(lián)系不到位，在輔料補倉時，因為皮帶存有一定的殘料，會隨皮帶到其他的輔料倉，會造成混倉現(xiàn)象。在給配料站配比時，皮帶會根據(jù)一定的配比下一定料。但是混倉后輔料的成分會有很大的不同，造成實際下料和理論下料很大的差距，自然生料率值就會出現(xiàn)很大的波動。綜上所述；調(diào)配站也是一個很容易出現(xiàn)問題的地方。同樣，生料率值的波動也有很大一部分和調(diào)配站有關。2.2.3 生料磨頭倉與排渣對生料率值的影響自從水泥企業(yè)蓬勃發(fā)展后，企業(yè)逐漸發(fā)現(xiàn)磨機的運轉(zhuǎn)率很低，給企業(yè)帶來很大的損失。但是磨機的運轉(zhuǎn)率低并不是磨機的故障，而是其他一些上游

37、設備的小故障導致磨機停運。經(jīng)過長時間的摸索，引進了磨機前加個小倉的概念。俗稱為：“磨頭倉”。磨頭倉的作用就是暫貯、緩沖物料作用,通俗的講就是當上游設備出現(xiàn)小故障時，磨機不會立即停運，可以依靠磨頭倉的物料運行一段時間，在故障排除后可以給磨頭倉補料。這一舉措使磨機的運轉(zhuǎn)率得到了很大的提高，所以磨頭倉得到了很大的發(fā)展。但是帶給磨機高運轉(zhuǎn)率的同時，也帶來了一些小的問題。最主要的是物料在磨頭倉出現(xiàn)離析現(xiàn)象與倉蓬結(jié)或瞬時垮落噴濺以與磨倉的堵塞問題。當然圣龍水泥廠在早期投產(chǎn)時也遇到了這些問題，直接導致生料率值的波動。如圖1所示，圣龍水泥廠為了解決這個問題，全面分析了磨頭倉。首先影響生料率值的原因主要有以下幾

38、點：（1） 圣龍水泥廠原料粉磨線為2臺直徑為3.7m的立磨，兩磨一倉的搭配，采用一個人字形倒料口下料。但是實際使用中A磨和B磨的下料粒度有很大的差別，A磨要比B磨的粒度普遍要大。這造成了A，B磨的生料率值的差異，尤其在單獨開啟一個磨機時，生料率值會有很大的波動。如表2；表2 單開磨機時生料率值對比項目時間KHSMIM單A磨的生料率值9:001.0212.611.5010:001.1982.591.4811:001.0202.651.52單B磨的生料率值9:000.9952.591.5010:000.9932.591.4811:000.9862.601.52（2） 圣龍水泥廠原料磨排渣也存在一些

39、問題。早期根據(jù)施工圖設計為原料磨排渣經(jīng)斗提直接送入磨頭倉，但是在生產(chǎn)中與其他水泥廠對比逐漸發(fā)現(xiàn)排渣直接入磨頭倉時生料磨的產(chǎn)量要比排渣直接入磨的產(chǎn)量低1%。同時生料率值的波動性要更大。因為如果排渣直接入磨頭倉時，排渣從磨頭倉倉位最上邊到出磨頭倉入磨時。需要很長一段時間，一般如果兩磨同時工作喂料都在130t/h以上的話，磨頭倉庫重在250t，至少需要一個小時才能重新入磨粉磨。這種情況造成了生料的成分有很大的延時波動。同樣帶給生料率值的波動。綜上以上條件，圣龍水泥廠存在以上問題，致使生料率值有較大的波動。帶來較大的控制難度。若想解決這個問題，只能從改造下手。想辦法將A、B磨的磨頭倉物料的粒度控制在一

40、定可接受的圍，同時改造排渣入倉的問題，解決排渣成分延時的問題。2.2.4 IBAU均化庫對生料率值的影響IBAU均化庫均化原理：設計者的指導思想是利用大庫“平鋪豎取”與混合室連續(xù)激烈攪拌相結(jié)合的原理。生料入庫來料經(jīng)由庫頂?shù)陌俗焐戏峙淦鞣謩e送到八條放射狀空氣斜槽送入庫，實現(xiàn)生料的“平鋪”。庫底出料沿周向分為8個充氣區(qū)，卸料時由空氣分配閥控制，輪流依次向八個區(qū)充氣。充氣時這個區(qū)的生料就產(chǎn)生膨脹和流態(tài)化，依次向中央混合室流動。當每個活化生料區(qū)下料時便產(chǎn)生“漏斗效應”，依靠重力下流的生料能夠切割平鋪的生料層，由此實現(xiàn)“平鋪豎取”的均化功能。當生料進入混合室后由空氣進行連續(xù)激烈攪拌均化。有資料介紹，一

41、般重力均化效果（H1）可達2.83.5，氣力均化效果（H2）可達3.03.5，整個均化效果H= H1×H2=815，但設計思想與實際相差甚遠，經(jīng)實測均化效果只有11.2。下圖為IBAU型均化庫簡單圖示；圖6 IBAU均化庫示意圖圣龍水泥廠采用的為單個IBAU均化庫庫底帶有庫容60t的混合倉。該均化庫能夠連續(xù)均化，并且該均化庫有卸空率高，邊壁效應小，能長期運行且能夠保持良好的均化效果并且運行電耗低等優(yōu)點。但是在使用初期效果不好，經(jīng)常出現(xiàn)入窯生料和出磨生料同步波動的現(xiàn)象，即人窯物料成分隨著出磨物料成分的波動而波動，造成了生料率值有很大的波動，同時給窯系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定操作帶來了很大的影響。出

42、現(xiàn)入窯生料和出磨生料同步波動的現(xiàn)象，初步分析為生料均化庫沒有起到生料均化的作用，而是作為一個容器庫使用了。造成這種現(xiàn)象的原因有很多因素，圣龍水泥廠早期存在幾點，簡單分析為：1）庫頂量庫孔、人孔門與料位計等處密封不徹底，雨水順著縫隙直接滲人庫，在庫壁上鞘結(jié)大量物料。在生產(chǎn)初期，頻繁遭遇陰雨天氣，人庫斜槽與斗式提升機法蘭連接處防雨措施差，下雨易進水，多次處理都不徹底，致使將近一半的下料充氣斜槽充氣帆布被潮濕物料糊死，斜槽風機鼓風充氣時，這幾個斜槽不透風，物料在此處堆積導致堵塞不下料，造成物料不能實現(xiàn)“平鋪”。2) 卸料的方式和間隔控制時間不合理。根據(jù)設備使用說明書介紹，在往混合倉下料時，8個下料區(qū)

43、中應有2個區(qū)同時下料，其中1個為固定區(qū)，另外1個為活動區(qū)。1-2d更換一次固定區(qū)，活動區(qū)下料時間設為11min，共77min為一個循環(huán)。均化混合倉分為外環(huán)供氣區(qū)和卸料供氣區(qū)，外環(huán)區(qū)分為8個區(qū)，輪流供氣，初步設置時間間隔為3min，一個周期為24min;環(huán)區(qū)分為4個區(qū)，輪流供氣，初步設置時間間隔為5min，一個周期為20min。在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)均化混合倉的料位波動較大，很不穩(wěn)定，有時料位遲遲上不來，有時又會突然發(fā)生跑料，嚴重影響窯喂料的穩(wěn)定6。3) 窯磨不同步操作，在生產(chǎn)初期，由于窯的喂料量少與各種臨時停車導致生料磨產(chǎn)量富裕較大，均化庫經(jīng)常滿庫出現(xiàn)顆粒分級現(xiàn)象，粗粒級物料沉降，細粒級物料上升。由

44、于出磨生料加上窯回灰一同進入均化庫，而回灰的細度明顯小于生料，這時庫生料顆粒分布更寬，離析作用更明顯，當庫物料由于庫滿或其他原因保持只出料不進料時，會造成粗顆粒先于細顆粒卸出，從而造成入窯生料飽和比連續(xù)偏低或偏高的現(xiàn)象。經(jīng)過多次檢測庫滿停機時的入窯生料發(fā)現(xiàn)，當出庫生料正常時，細度也穩(wěn)定,一旦出庫生料飽和比上升時，細度也明顯下降。2.2.5 窯灰對生料率值波動的影響自從新型干法生產(chǎn)線開始應用以后，利用出預熱器廢氣做熱源烘干生料，這種方法把熱量帶入生料磨的同時，也帶入了窯灰。窯灰成為了主要影響生料率值波動的因素之一。同時在不同的情況下（停磨與否）窯灰對入庫生料率值的影響程度是不同的。圣龍水泥廠采用

45、的是A、B兩套原料粉磨系統(tǒng)，考慮到A、B兩套系統(tǒng)在一套出現(xiàn)故障時，另一套可以保持低產(chǎn)量繼續(xù)生產(chǎn)。但是在實際使用中兩磨系統(tǒng)帶來了高運轉(zhuǎn)率的同時也帶來了一些其他問題。如下圖所示圣龍生料粉磨系統(tǒng)流程圖：圖7 A、B兩套粉磨系統(tǒng)示意圖窯灰化學成分與生料化學成分差距很大, 表3是幾次停磨后所取的窯灰與正常生料化學分析結(jié)果對比。表3 窯灰與正常生料化學成分分析日期化學成分/%率值SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2OKHSMIM2010-09-2510.413.801.9643.081.540.721.2411.811.942010-09-2610.474.001.9643.951.540.751

46、.2501.762.042010-10-1011.393.751.9443.910.880.711.1752.001.932010-10-1110.583.531.8244.320.880.671.2741.981.94正常生料13.923.212.1843.061.230.560.97842.581.47從表3中看出，幾次分析結(jié)果有一定的差別，但是趨勢是一致的，同生料率值相比,KH高,SM低,IM高,這樣的結(jié)果與原料的易磨性有關。從預熱器飛出的窯灰是顆粒小的生料組分，因為石灰石和高嶺土中的高嶺石易磨性好，而砂巖( 以石英為主) 、高嶺土中的石英以與鐵礦石的易磨性較差, 所以生料中細小顆粒多數(shù)

47、是石灰石和高嶺石的顆粒。而粗顆粒中石英和鐵礦石顆粒占的比重較大一些, 這一點也可以通過試驗得到證明，取一生料樣, 部分做細度檢驗,然后分別把原樣、篩余樣和篩下樣做化學分析, 結(jié)果見表4。 表4 樣品化學分析名稱LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO原樣35.4413.863.342.1242.361.57篩下樣36.0810.603.562.0844.021.63篩余樣29.8427.042.402.3036.341.51從表4可以看出, 生料細粉中CaO和Al2O3含量高,而粗粉中SiO2和Fe2O3含量高。也就是原料的易磨性決定了生料粗細顆粒的化學成分不同, 進而影響窯灰的化學成

48、分。窯灰的摻入（是否摻勻）進而影響系統(tǒng)的生料成分的變動。同時由于圣龍水泥廠采用2條生料粉磨系統(tǒng)，停一臺磨與同時開啟時的情況還不一樣。（生料取樣點在兩條生料系統(tǒng)后面）需要分兩種情況來分析。1.當2臺生料磨同時運轉(zhuǎn)時，出磨生料取樣器（自動）正常取樣，出磨生料均勻摻雜窯灰后入庫，對生料的成分波動不是太大，對率值波動的影響可以忽略（因為生料和窯灰均勻摻雜，并且生料均化庫也在后期起到了一個緩沖的作用，少量的窯灰不會對生料質(zhì)量有很大的影響。）故窯灰在2臺磨同時運行時可以不予考慮。2. 停1臺磨時窯灰的影響當停1臺磨時,情況則不同，運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)是正常生料，停運的系統(tǒng)全部充滿窯灰，也就是說A、B兩磨之間的狀態(tài)是

49、不同的，如果A磨正常運轉(zhuǎn)，B磨停磨，則A磨中為生料和窯灰的混合物，但是B磨中全是窯灰，旁路增濕塔開啟（充滿窯灰），經(jīng)袋收塵收集后直接與入庫生料混合。入庫生料是出磨生料和窯灰的混合物, 入庫生料已經(jīng)完全不同于出磨生料。此時必須調(diào)整出磨生料率值的目標值, 才能保證入庫生料滿足控制要求。一般我們都是根據(jù)以往經(jīng)驗做調(diào)整:KH下調(diào)0.015-0.025, SM上調(diào)0.02, IM下調(diào)0.02, 這樣就可以滿足正常熟料率值的要求。一般SM和IM影響較小, 稍做調(diào)整就可以了, 而KH下調(diào)多少要慎重, 否則將引起生料率值的波動，其次影響熟料率值波動7。 總之，圣龍水泥廠存在很多不太完善的地方，致使生料率值波動

50、，需要一點一點的去發(fā)現(xiàn)，并找出解決的方法。3 針對造成圣龍水泥廠生料率值不穩(wěn)，提出可實施的方案生料率值的波動帶給一個水泥廠諸多問題，圣龍水泥廠在早期生料率值波動時，帶給化驗室較大的工作量，同時配比的不斷變化，同樣帶給窯操作員一定的難度，并且也加大了熟料燒成的難度，熟料質(zhì)量控制也有一定的難度，如果任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，熟料質(zhì)量都有可能出現(xiàn)不合格。所以在前期試生產(chǎn)時圣龍水泥廠非常重視這個問題。并且為解決這個問題花費了大量的精力。并且借鑒其他成熟水泥廠的工藝設計與管理制度，才能比較好的解決生料率值波動的這個問題。以下為部分解決的方法與意見：1.首先為了解決生料均化堆場帶來的問題，圣龍水泥廠采用了引進

51、其他水泥廠的管理制度。安排專門看管80均化庫的有經(jīng)驗的生產(chǎn)人員，實現(xiàn)中控與現(xiàn)場聯(lián)系緊密，中控人員對均化堆場的情況比較了解，在未達到取料條件時，現(xiàn)場通知中控不允許開啟取料機；同樣在均化堆場何時需求布料時，都需要現(xiàn)場通知中控。同樣在使用緊急下料口時需要通知化驗室，化驗室必須減少取樣的周期，實現(xiàn)時時動態(tài)監(jiān)控，并且時時調(diào)控。事實證明這種管理制度能夠有效的減少帶來的生料成分波動的問題。2.電子皮帶秤的單位荷重或物料重量要通過皮帶、承重托輥、杠桿和連接機構等一系列機械裝置傳遞給稱重傳感器, 中間任何一個環(huán)節(jié)不當, 都會引入測量誤差。皮帶力的變化引入測量誤差，物料的重量通過皮帶作用向下一級傳遞, 如果皮帶力

52、不穩(wěn)定必然引起測量誤差。造成皮帶力變化的因素有: 物料量的變化、皮帶跑偏、皮帶剛性硬度的變化、稱重托輥安裝不規(guī)等8。皮帶的剛性和硬度會隨著使用自然降低, 會隨氣候的變化而變化。皮帶和秤架自重的變化引入測量誤差。皮帶的自然磨損和秤架積灰、積料也會影響傳感器的受力, 引起測量誤差。所以要嚴格要求崗位的定時巡檢，定時清除皮帶秤架上的積料，當出現(xiàn)皮帶跑偏、卡料時，必須與時處理，嚴重時必須停皮帶秤。為避免生產(chǎn)過程中物料顆粒再次卡住稱重系統(tǒng)，我建議將裙邊環(huán)形皮帶更換成不帶裙邊的環(huán)形皮帶，然后將秤體兩側(cè)加裝外罩，使秤體稱重系統(tǒng)與兩側(cè)密閉，有效地防止了物料顆粒進入8。已經(jīng)有成功改造的案例。 皮帶秤的整個機械系

53、統(tǒng)部的應力變化會引入測量誤差。秤架傳感器連接機構如果安裝不當, 會存在應力, 如果天氣氣候如冷熱、干濕變化明顯, 會引起應力的變化, 必然帶來測量誤差。圣龍水泥廠調(diào)配站早期投產(chǎn)時調(diào)配站只有土建的框架結(jié)構，并沒有考慮到大風以與低溫對皮帶秤準確性能的影響以與壽命的影響。在生產(chǎn)中逐步摸索到，調(diào)配站的保溫防風措施很重要。保溫防風不僅能夠提高皮帶秤的精準度并且能夠大大延長皮帶秤的壽命。后來經(jīng)上級批準后開始采用磚砌的方式，將調(diào)配站四周用紅磚砌筑，預留該有的通道，這一措施的效果達到了圣龍預期估計的效果。皮帶秤精準度要比以前穩(wěn)定很多。但是單單這個措施并不能有效的解決皮帶秤的問題。造成皮帶秤不夠精準的原因主要是

54、日常的巡檢維護不到位，才會有其它一系列的問題出現(xiàn)。如果日常閑暇時間對現(xiàn)場的崗位工進行專業(yè)一點的培訓，講解一些皮帶秤工作的原理以與影響皮帶秤精準的因素，使崗位工能夠處理一些簡單常出現(xiàn)的問題，這樣才能夠很有效的提高皮帶秤的正常運轉(zhuǎn)率。 總之電子皮帶秤安裝在現(xiàn)場要想可靠地使用, 必須保證其穩(wěn)定性才能維持高準確度。人員的技術素質(zhì)、企業(yè)的管理水平，嚴格地執(zhí)行規(guī)章制度、認真負責的工作態(tài)度、良好的職業(yè)道德是維持皮帶秤高準確度的基本保證。機械部分的可調(diào)整部位，與皮帶秤調(diào)校合格后，可用油漆標志，如有松動、移動、改變的現(xiàn)象，便于發(fā)現(xiàn)和迅速處理。對現(xiàn)場環(huán)境、溫度、電源波動、皮帶機振動、線路中串、共模干擾的問題，皮帶

55、距偏，拉緊裝置，必須隨時掌握變化。只有一個完善的管理制度，強調(diào)日常巡檢以與定期的維護，才能使皮帶秤高效率的運轉(zhuǎn)。3.針對排渣帶來的問題，我廠借鑒其他水泥廠的工藝設計。從以前的排渣入斗提后在入磨頭倉改造為排渣入斗提后直接入磨粉磨。這種設計整整縮減了排渣重新入磨的時間周期，以前在8:00從磨機排出的渣到9:00甚至到10:00才能重新入磨粉磨?？上攵?，排渣系統(tǒng)比生料粉磨系統(tǒng)大約整整延時1個小時多，即使配料很精確，但是在粉磨的過程中生料的成分并沒有像想象的那樣穩(wěn)定，而是由于排渣的原因帶來一些波動。如果改造排渣直接入磨就能從時間上大大縮減排渣重新入磨的延時問題。從實際觀察得，排渣從磨機排出后，經(jīng)過排

56、渣皮帶、斗提，在直接入磨。排渣只經(jīng)過了10分鐘左右。并且生料率值波動要比以前小很多，所以得出排渣工藝改造成功。同樣建議磨操作員實現(xiàn)精細操作，盡量減少磨的排渣量。4.針對磨頭倉問題，圣龍水泥廠也經(jīng)過一段時間的觀察，發(fā)現(xiàn)原料在經(jīng)過磨頭倉前邊的人字形分料口時，不知什么原因進入A磨磨頭倉的物料總是要比進入B磨磨頭倉的物料粒度要偏大。直接造成了A、B磨的粉磨效率，粉磨物料成分有很大的出入，造成了A、B磨生料率值的不同，并且當單開一個磨機時生料率值波動更大。經(jīng)過查找解決問題的方法，圣龍水泥廠采用在人字形下料口增加兩個電液推桿，何為電液推桿?電液推桿就是一個電動執(zhí)行器帶動一個可以伸縮的閘板，當你給電動執(zhí)行器一個開的信號時，執(zhí)行器帶動閘板執(zhí)行一個打開閘板的動作。相反就是關的動作。并且2臺電液推桿都可編程控