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立窯生產線工藝自動化與計量立窯生產線工藝自動化與計量近十多年來，水泥回轉窯生產規模越來越大型化，回轉窯生產線檢測與自動控制技術、計量技術也到了迅速發展并趨于成熟，成功例子很多。相比而言，水泥立窯受其生產工藝、投資規模、臺時產量影響，立窯計量與自動控制技術發展相對緩慢，也走了很多彎路。計量方面，物料計量從斗式秤、圓盤秤到失重秤，從恒速秤、間歇式皮帶秤到直流、變頻調速式皮帶秤，從螺旋秤、沖擊流量計到轉子秤；水流量計量從轉子流量計、渦街流量計到克里奧流量計。自動化方面，也經歷了從無到有、從極個別二型儀表到局部三型儀表使用，從局部單臺計算機控制到參數檢測、很少參與控制局域網系統，且使用成效與運行可靠性都很不理想，立窯自動化實際上較長時間內處于一種困境。 DCS系統廣泛應用與現場總線技術飛速發展，用戶對計算機控制技術要求斷提高。系統開放性方面，希望各個廠家產品具有互操作性、互換性、可替代性、可擴充性（可增值性）和多臺支持（可移植性）。系統功能方面，要求實現算法更多，實現控制目標更高，系統功能更趨綜合化。系統自診斷功能方面，要求自診斷功能盡善盡美、準確無誤。其他方面，如系統易操作性、可靠性、低成本等要求更加苛刻。這種情況下，水泥生產過程與生產管理呈現了這樣趨勢: （1）控制自動化水平越來越高，從經典PID調節、反饋、前饋回路控制逐步發展到批次控制、集散控制、面向對象優化控制、人工智能專家控制、模糊控制、自學習功能等，對單一參數、單一目標控制逐步發展到多參數多目標控制，考慮到多種擾動影響對其進行校正、補償，算法和知識庫建立等越來越復雜，越來越要做大量細致工作，并顯尤為重要。 （2）生料配料、水泥配料和窯、磨、破碎等對象優化控制、自適應控制或人工智能專家系統，要求計算機集散控制系統自身實現，即不再附加其它計算機硬件。目前采用IPC與網絡通訊組成控制系統，對系統支撐軟件要求已僅是其功能多么強大、內容多么豐富，對其具有不同對象用戶再開發能力需求日漸重要。系統軟件如能支持多種流行高級語言，用戶各個特殊控制對象不同要求能實現自己控制策略，那將對行業針對性軟件開發、對系統內容豐富與軟件完善都提供了重要手段。 （3）現場智能化儀表普遍使用。 （4）數字化直流調速、變頻控制器、軟啟動裝置、開關元器件等將迅速到廣泛應用。 （5）人工干預越來越少，操作點越來越集中，操作方式越來越軟件化。 （6）控制系統功能越來越向綜合性發展，CRT作用越來越強。 （7）數字信號越來越深入現場，控制將進一步分散，故障點影響面將越來越小，控制系統投資將大幅度下降。 （8）企業管理信息系統（MIS）、企業資源規劃（ERP）等信息化管理技術已一些先進水泥企業成功應用，企業經營管理信息化與生產過程控制一體化也正到迅速發展，電子商務也正為改變企業經營、管理模式發揮其越來越大作用。 近幾年來，水泥立窯工藝也發生了較大變化，比如大磨群窯工藝，大徑窯臺時產量也有了較大幅度提高，輥壓磨、立磨、高產高細磨、高效選粉機和小型預均化堆場等性能優良設備及工藝技術，已立窯水泥企業到廣泛應用；收塵設備高效與耐用都給立窯開辟了廣闊前景，特別是生產連續性將大大提高，這給自動化應用奠定了新基礎，同時也可以借鑒回轉窯廠一些成功經驗。正是要與立窯技術發展相適應，立窯生產線不能沒有自動化；不能沒有計算機控制系統；不能沒有高效現代數字信息管理系統；更不能沒有高可靠性檢測與計量系統。我們必須強調：要想使自動化系統真正為立窯生產過程發揮應有效用，就一定要實現對水泥生產線全過程控制。 2 自動化 (1)DCS方案 80年代中期以來，我國立窯水泥廠自動化水平有了較大提高,一些自動化新技術、新產品到廣泛應用。S型數字儀表、智能儀表替代了故障率高、可靠性差DDZ－Ⅱ型儀表，并采用了交流變頻器、軟起動器等新型電氣傳動裝置。機立窯生產線自控系統模式從儀表過程控制加常規繼電器起�？刂七^渡到局部計算機加PLC控制，到今天DCS控制。DCS即集散型控制系統，其特點為集中操作、分散控制。但多年研究試驗，目前機立窯尚不能實現完全閉門煅燒，窯面布料與卸料平衡操作、呲火處理、異常窯況處理等，還必須由窯面看火工手工操作。針對立窯這一特殊性，宜采下三種方案：一是分散控制、分散操作方案，即立窯生產線各主要工段分別設置DCS控制站和操作站，各控制站和操作站只對本工段設備起停和工藝參數進行顯示、控制和操作。二是設置中央控制室，操作站集中置于中控室，另窯面控制室設一小型操作站（如OP操作屏）,中控室內燒成操作站與現場操作站作協調控制與監測。三是不設窯面現場操作站，全線中央控制室操作控制，研究開發窯面智能操作機械手、智能布料機，并配套安裝新型針孔看火裝置，實現對窯面遠程操作處理與控制。對DCS中電源模塊、系統網絡采用冗余配置，變送儀表采用精度高、調整方便、通訊能力強、高可靠性智能型儀表，全面提高檢測控制系統可靠性。 立窯水泥廠規模較小，投資少，,我們DCS選型上，面向價格較低國產DCS系統和利用PLC集成PCS系統。國產DCS系統多年努力,技術上已十分成熟，且擁有完全中文界面，便于技術人員和操作人員掌握。而PCS系統則具有價格低廉、可靠性高優勢，如西門子公司S7系列產品。 DCS是生產與管理自動化綜合系統，它包括了調度管理、配料控制、生產線熱工參數檢測控制、喂料喂煤計量控制和設備起停聯鎖控制等功能。有條件企業，可以預留通訊接口掛接企業管理網。異建廠集團企業或有技術單位支持企業，可電話線實現遠程診斷、遠程管理。 (2)原燃料質量控制 大磨群窯工藝或生產規模較大企業可以建立長條形小型石灰石預均化庫或圓形石灰石預均化堆場，設立一個DCS現場控制站或PC站。長條形小型石灰石預均化庫，自動控制進料皮帶小車，實現往復均勻布料或定點下料，控制預均化庫底卸料電振機開停，實現搭配出料。圓形石灰石預均化堆場，自動控制皮帶布料機和取料機以及出料拉鏈機運行，實現石灰石原料均勻布料和均勻出料，提高系統可靠性與預均化效果。 采用全自動煤質分析儀或氧彈式發熱量快速測定儀，自動分析進廠原煤質量，實現準確配煤與合理搭配使用。 (3)生料配料及粉磨工段 采用DCS生料控制站，配備QCS控制軟件，加上取樣器、分析儀、調速皮帶秤、數字磨音測量儀和少量熱工儀表構成生料質量控制系統。系統具有生料配方優化計算、配料實時控制、磨機負荷控制、參數顯示和報表打印等功能。 過去立窯水泥廠多使用鈣鐵分析儀，這種分析儀價格便宜，但它只能分析CaO、Fe2O3,不能滿足快速分析出水泥廠其它常用化學成分需要，利于充分發揮QCS控制優勢，實現三個率值控制。，建議采用小型多元素分析儀，如牛津Lab－X3000和飛利浦Minimate，其中飛利浦小型分析儀價格較牛津低些，更為適合立窯水泥廠。采用QCS配料控制系統,原燃材料化學成分與水分滿足一定條件下,入窯生料三個率值原有基礎上可提高15％～20％。 對球磨機采用電耳檢測磨音輸入計算機，由計算機自動控制入磨物料總量，實現磨機負荷控制，保證球磨機穩產高產。對立磨系統檢測磨機進出口壓差信號輸入計算機，由計算機自動控制入磨物料總量，控制立磨負荷；立磨系統出磨風溫穩定控制，立磨系統振動檢測及控制。對輥壓磨系統檢測溫度、壓力和輥縫等信號，由PLC自動控制輥壓磨運行；檢測入料倉料重，穩定磨機循環量，自動控制輥壓磨系統負荷。 采用小型PLC控制系統，自動控制生料均化庫分區循環吹風，實現生料攪拌均化，提高入磨生料合格率。 (4)燒成工段 設置DCS燒成站。自動檢測機立窯熱工參數，自動控制預加水成球，自動檢測和糾正立窯偏火。動態顯示工藝流程圖、趨勢圖、棒圖、偏火畫面和報警圖。 主要檢測參數：燒成帶溫度、廢氣溫度、入窯風壓、入窯風量、入窯生料量、成球加水量、轉速、位置、煙氣中CO含量等。 主要控制參數：機立窯卸料電機轉速、腰風閥門開度、生料喂料電機轉速、加水調節閥門開度、羅茨風機放風閥門開度或轉速（采用變頻調速）。 DCS自動調節入窯喂料量，自動調節水流量，實現料水跟蹤控制。 值注意是：立窯燒成系統控制要想取突破性進展，必須做好三件事：一是選擇好入窯生料和水計量檢測裝置；二是選擇優質新型電動調節閥；三是盡快開發出窯面智能操作機械手、智能布料機，并配套安裝新型針孔看火裝置。
(5)水泥磨工段 設立DCS控制站，自動檢測磨機運行參數，自動控制入磨物料配比，自動控制磨機負荷。動態顯示工藝流程圖、趨勢圖、配料控制畫面和報警圖。 主要檢測參數：磨音、各調速皮帶秤轉速、瞬時流量、磨機系統工藝參數、入磨物料化學成分。 主要控制參數：入磨喂料量、各物料成分配比、工藝管道閥門開度、轉速等。 (6)變電所監測控制系統 自動檢測變電所高低壓系統運行參數，對總降或現場高壓柜采用微機綜合保護裝置，取代傳統繼電器保護方式，提供完善保護性能，保證參數設定方便，動作靈敏準確，并可與DCS系統進行通訊，實現中控室遠程監控自動控制高低壓供電系統分合閘，具有報警及故障判斷功能。 主要監測參數：各供電回路電流、電壓、分合閘狀態和報警信息。 主要顯示控制功能：顯示電流、電壓、有功無功功率、有功無功電度、功率因數等，實現變壓器保護、線路保護、自動選線控制和分合閘操作等。 (7)其他檢測與控制新技術 采用超聲波式或雷達式料位計連續檢測原料庫、生料庫、熟料庫和水泥庫等大型圓庫料位，將料位信號輸入計算機系統，為生產控制及生產管理提供準確庫存數據。 采用工業電視系統中控室遠距離監視生產線上設備運行狀況，便于及時發現問題及時處理。 對單管、雙管螺運機和立窯塔篦子等喂料卸料設備，采用變頻調速技術，提高設備調速精度，穩定下料量。立窯羅茨風機等大型風機采用變頻調速技術，可以顯著降低設備運行電耗。 對低壓電機采用電子式軟起動器，可以設備起動特性設定起動時間和起動電流倍數，改善電機起動性能，降低沖擊電流，延長設備使用壽命。低壓電機采用電子式電機保護器取代熱繼電器，電子式電機保護器可提供速斷、過流和缺相等多種保護功能，保護動作靈敏準確，并具有較強通訊功能。 對大型繞線電機采用液體變阻器起動和靜止式進相器就補償，對大型鼠籠電機采用熱變電阻起動和高壓電容器就補償，可降低電機起動電流，提高功率因數，降低運行電耗。 3 計量 (1)生料配料各組分計量 水泥生產過程中，生料質量對熟料及水泥質量起著極其重要作用，機立窯煅燒熱工制度穩定以及降低熱耗也有很大影響，而配料計量設備性能對生料質量好壞至為關鍵。采用計量精度高、工作穩定TDG－Ⅴ型調速皮帶秤作為生料配料秤是實現生料質量控制基本保證。該秤集計量與喂料為一體，秤體框架采用折變成型箱形結構，機械結構合理，鋼度大，穩定性好；稱重傳感器采用雙連孔型高精度金屬波紋管密封傳感器，具有抗側向力、抗沖擊、抗振、穩定性好等特點；采取了多種防揚塵和穩定精度技術措施。電控方面采用變頻調速，速度調節精度高，工作可靠。微機控制器采用高可靠性工業級芯片，按工業控制機標準設計，具有完善通訊功能與故障自動檢測報警功能。調速皮帶秤是稱量機構將皮帶上載荷傳遞給稱重傳感器，稱重傳感器輸出荷重信號，皮帶速度是由測速發電機檢測后輸出速度信號，兩種信號送至控制器中，經計算后到實際給料流量。，該秤具有標定容易、可控性好、操作簡單、維護方便、精度高等優點。其動態計量誤差小于1％。 (2)入窯生料量計量 建議采用新型變頻轉子秤作為立窯入窯生料計量與控制。該秤由給料機與轉子秤體兩部分組成，給料機采用回轉型、多分格、帶攪拌、多層式結構，可有效消除倉壓影響，防止沖料；多分格結構保證喂料均勻、受控性好；攪拌裝置可防止物料架橋、堵塞，使物料處于松散狀態，保持一定密度。轉子秤體支撐與進出料口同一軸線上，并與外界柔性連結。轉子將物料由進料口旋轉帶至出料口，物料從進料口到出料口輸送過程中偏離支撐軸線，即對軸線產生一力矩，其力矩被稱重傳感器作為支反力測，其信號與轉子中物料重量成正比。，轉子秤喂料穩定、均勻、密封性好，計量裝置靈敏度高，抗干擾能力強，計量控制范圍大，小流量時仍能達到較高計量精度，系統誤差小于1％。 (3)預加水水量計量 預加水水量計量建議采用電容式渦街流量計或克里奧流量計。渦街流量計是發生體產生旋渦，使檢測元件產生微小偏移，檢測元件上產生相應電容變化，即轉變成電信號。，它不受水質影響，抗干擾能力強，計量液體時精度可達0.5％，無易損件，能惡劣工況下運行�？死飱W流量計是克里奧利力原理制成質量流量計，它計量精度高，抗干擾能力強，對介質工況變化適應能力更強。 (4)熟料計量 熟料溫度較高，宜采用核子秤計量。 (5)水泥配料組分計量 水泥配料組分計量同生料計量，采用TDG－V系列變頻調速皮帶秤。 (6)其他 除上述物料流量計量外，對變電所主要配電回路和大型用電設備供電線路，采用有功與無功數字電度表計量其用電量。
河南華冠環�？萍加邢薰�在國內有50余條大大小小活性石灰生產線立窯、回轉窯生產線業績，處理量有50-1000噸每天產能，回轉窯規格從φ1.6---φ4.8米，長度32米--68米的。在國內安鋼、舞鋼、日照鋼鐵、唐山、邯鄲、成都、有大量成功案例，可技術轉讓，可出售設備，產品。 河南華冠環�？萍加邢薰�專業致力于環保、資源再利用、氧化鈣及氧化鈣深加工、氫氧化鈣、輕質碳酸鈣生產的回轉窯運轉率可提高10%以上，產量提高30%，能耗降低20%左右，產能達到50-1000t/d，更加節能環保。如有需求，可直接咨詢18637113703(微信同號)，華冠環�？萍脊緸槟哒\服務，隨時歡迎前來參觀!
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