水泥生產(chǎn)中計(jì)量與定量給料技術(shù)

殷新明

摘要:隨著水泥工業(yè)技術(shù)進(jìn)步,原先水泥生產(chǎn)中對計(jì)量與定量給料的應(yīng)用要求和特點(diǎn)也在發(fā)生變化,如以前被普遍垢病的水泥廠高粉塵惡劣環(huán)境已經(jīng)得到很大改善,但同時(shí)出現(xiàn)許多新的應(yīng)用要求和特點(diǎn)。因此,水泥生產(chǎn)中的計(jì)量與定量給料技術(shù)是目前每個(gè)水泥企業(yè)所關(guān)心的問題。

關(guān)鍵詞:水泥;計(jì)量與定量給料;技術(shù)

1 水泥生產(chǎn)過程中計(jì)量與定量給料的應(yīng)用要求與特點(diǎn)

水泥生產(chǎn)工藝具有多樣性,但不管采用何種生產(chǎn)工藝,都離不開物料的計(jì)量與定量給料。生產(chǎn)工藝越先進(jìn)、單線規(guī)模越大,對計(jì)量與定量給料的要求就越高。本文以新型干法水泥生產(chǎn)工藝為對象,重點(diǎn)討論生產(chǎn)用途的計(jì)量與定量給料的關(guān)鍵技術(shù)。

新型干法生產(chǎn)采用的物料基本上為固體物料,有塊狀、顆粒狀和粉狀等不同的物料形態(tài),而且有不同的物理特性,物料的比重、水分、流動性等差異較大。計(jì)量與定量給料裝置必須考慮被測物料不同的物理特性。這就一方面要求裝置有較強(qiáng)的適應(yīng)性,另一方面針對不同特性的物料、不同的工藝特點(diǎn)要采用不同的技術(shù)和裝置。

水泥生產(chǎn)是典型的連續(xù)生產(chǎn)過程,規(guī)模越大,對生產(chǎn)的連續(xù)性要求越高。因此,對生產(chǎn)過程的關(guān)鍵設(shè)備要求更高的可靠性、穩(wěn)定性和更低故障率。如大量大型電動設(shè)備的應(yīng)用對計(jì)量與定量給料裝置電控系統(tǒng)造成威脅,電控系統(tǒng)須通過嚴(yán)格的EMC抗干擾性測試,以克服現(xiàn)場的干擾影響。

對水泥生產(chǎn)提出的越來越強(qiáng)烈的環(huán)境保護(hù)要求同樣適用于計(jì)量與定量給料裝置。計(jì)量與定量給料裝置的設(shè)計(jì)要考慮對揚(yáng)塵的控制,特別是對流動性良好的粉狀物料要求密閉性好,甚至達(dá)到全密閉。

產(chǎn)用途計(jì)量的精度一般要低于商業(yè)用途的計(jì)量精度要求,但隨著生產(chǎn)現(xiàn)代化程度的提高、生產(chǎn)管理也越來越定量化、精細(xì)化,較高的計(jì)量精度成為企業(yè)新的追求。

產(chǎn)規(guī)模的大型化也對計(jì)量與定量給料提出了新的要求。不同物料在大流量時(shí)呈現(xiàn)出一些新的問題,這時(shí),大型化就不是等量放大這么簡單了,大型化對計(jì)量和定量給料技術(shù)和裝備成為一個(gè)新的發(fā)展焦點(diǎn)。

足企業(yè)現(xiàn)代化管理要求。如具有良好的開放性,配備國際標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議等。

2 定量給料與配料

水泥生產(chǎn)中的物料配料是定量給料設(shè)備最初應(yīng)用目標(biāo)之一,一般在原料進(jìn)入磨機(jī)之前,主要包括生料配料和水泥配料,所以同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)磨機(jī)負(fù)荷的控制。

近二十幾年來,水泥生產(chǎn)配料的定量給料裝置在各種形式的嘗試中變化和發(fā)展。斗式秤(簡易斗式秤、減量法斗式秤)、圓盤秤、懸臂秤(懸臂式恒速皮帶秤、雙懸臂秤)、螺旋絞刀秤、核子皮帶秤、調(diào)速皮帶定量給料秤(機(jī))等各種形式的定量給料裝置在實(shí)踐中檢驗(yàn)、發(fā)展。在新型干法水泥生產(chǎn)工藝不斷成熟的過程中,調(diào)速皮帶定量給料秤(機(jī))在這場應(yīng)用競賽中脫穎而出,以其系統(tǒng)精度高、運(yùn)行穩(wěn)定、占用空間小、使用維護(hù)簡便、物料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),成為水泥生產(chǎn)配料系統(tǒng)的理想選擇。特別對于新型干法工藝生料配料,調(diào)速皮帶定量給料秤(機(jī))目前在國內(nèi)幾乎是唯一的選擇。

但是,要用好調(diào)速皮帶定量給料秤也需要分析各種因素和條件,進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。如進(jìn)料斗的選擇、主滾筒直徑及秤體長寬設(shè)計(jì)等等。對于流動性較差的粘黏性物料或大流量物料,有時(shí)要考慮設(shè)置鏈板給料機(jī)或圓盤給料機(jī)等預(yù)給料裝置。對于流動性很好的粉體物料則經(jīng)常采用電動流量閥、回轉(zhuǎn)葉輪給料機(jī)或螺旋給料機(jī)等作為預(yù)給料裝置。具體選用時(shí)應(yīng)根據(jù)物料特性和生產(chǎn)工藝條件作出適當(dāng)選擇。

盡管在選用調(diào)速皮帶定量給料秤時(shí)已經(jīng)有了謹(jǐn)慎的考慮,但隨著新型干法水泥生產(chǎn)線規(guī)模的增大,新的問題還是會出現(xiàn),如超大流量的石灰石會導(dǎo)致皮帶嚴(yán)重磨損、打滑,倉壓過大還會影響皮帶定量給料機(jī)的精度;較大流量的粘土等粘濕性硅質(zhì)原料或大塊原料出倉時(shí)下料不暢,皮帶無法把其從倉中直接拉出來;大流量定量給料機(jī)要配用較寬的皮帶,導(dǎo)致皮帶上的負(fù)荷分布不均,從而引起較大的測量誤差等等。原來直接應(yīng)用普通的皮帶定量給料機(jī)進(jìn)行配料控制的方法已經(jīng)難以滿足要求。對此,國內(nèi)大型新型干法水泥生產(chǎn)線的配料定量給料系統(tǒng)也在不斷的改善、發(fā)、改造原料倉及下料斗的結(jié)構(gòu),改善原料下料不暢問題。

改變定量給料秤主滾筒設(shè)計(jì):加大滾筒直徑,提高皮帶與滾筒的接觸面,從而提高摩擦力。為進(jìn)一步防止皮帶打滑,對主滾筒進(jìn)行包膠處理。采用雙側(cè)壓力傳感器的測壓系統(tǒng)。采用以上措施后,調(diào)速皮帶定量給料機(jī)基本能滿足2500t/d規(guī)模生產(chǎn)線的要求。

對于5000t/d及以上生產(chǎn)線生料配料中的石灰石和粘土的定量給料,國內(nèi)多采用在料倉與皮帶定量給料秤之間加一臺板式喂料機(jī),以解決直接使用皮帶定量給料秤時(shí)出現(xiàn)的皮帶打滑、倉壓過大、皮帶無法把粘濕性硅質(zhì)原料或大塊原料從倉中拉出等問題。實(shí)際使用效果普遍不太理想。國外設(shè)計(jì)較多直接采用裙板式定量給料機(jī),這是板式喂料機(jī)和皮帶定量給料機(jī)的結(jié)合,但絕不是國內(nèi)原有的鏈板秤。裙板式定量給料機(jī)(Apron Weigh Feeder)動態(tài)精度為1%,能夠滿足大型水泥生產(chǎn)線配料要求。國內(nèi)尚未見使用和生產(chǎn)的報(bào)道。

3 節(jié)能減排、資源綜合利用中的計(jì)量與定料給料

水泥工業(yè)是能源、資源消耗性行業(yè),是我國節(jié)能減排的重點(diǎn)行業(yè)。同時(shí)水泥生產(chǎn)工藝在節(jié)能減排、資源綜合利用方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢,這就給計(jì)量與定料給料提出了新的要求,同時(shí)也是新的發(fā)展機(jī)遇。

節(jié)能減排、資源綜合利用中可利用資源的情況比較復(fù)雜,種類多、不同物料的物理特性差異大。即便同一類物料也會在一些物理特征上呈現(xiàn)很大的差別,如水分、細(xì)度、流動性等,這給計(jì)量與定料給料提出了一些新的難題。以下是綜合利用資源的簡單分類和特點(diǎn):

低品位資源的綜合利用,如低熱值煤、煤矸石、低品位礦石等。它們的物理特性與正常品位資源的基本一致,可以直接利用、或稍加修改就可利用現(xiàn)有計(jì)量與定量給料的單機(jī)與系統(tǒng)技術(shù)。

與現(xiàn)有物料的物理特征基本相似的廢料的綜合利用,如鋼渣、硫酸渣、鍋爐爐渣等工業(yè)爐渣。經(jīng)過簡單處理后,它們與水泥工業(yè)常用物料有相似的物理特性,計(jì)量與定量給料易于實(shí)現(xiàn)。

自身有較復(fù)雜物理特征的物料的綜合利用,如粉煤灰、干電石渣粉等。

粉煤灰是目前水泥企業(yè)綜合利用較普遍的資源,它的成分具有火山灰質(zhì)特性,在生料配料中常作為硅質(zhì)原料或鋁質(zhì)校正原料使用,以替代日益緊張的粘土資源;也廣泛用作混合材料加入水泥粉磨系統(tǒng),因其具有較大的活性而受到用戶歡迎。粉煤灰具有比重低、流動性大、磨損性強(qiáng)等特點(diǎn),但具體參數(shù)差距較大,如水份、細(xì)度等各廠都不同,所以同樣的計(jì)量與定量給料系統(tǒng)在不同的廠可能會產(chǎn)生完成不同的結(jié)果?？傮w而言,粉煤灰的物理特性接近煤粉,但流動性比煤粉更好,粉煤灰的計(jì)量與定量給料系統(tǒng)組成與煤粉相類似,考慮到經(jīng)濟(jì)性,對大多數(shù)粉煤灰應(yīng)用的計(jì)量與定量給料系統(tǒng)比煤粉簡單。目前給料裝置應(yīng)用最多的是螺旋給料機(jī);計(jì)量設(shè)備采用轉(zhuǎn)子秤較多,更經(jīng)濟(jì)的方式是采用計(jì)量絞刀,皮帶定量給料機(jī)存在粉塵污染問題,而沖板流量計(jì)并不適合用于粉煤灰。前尚未廣泛采用的廢物綜合利用,如工業(yè)廢物、生活垃圾等。工業(yè)廢物種類繁多,只能視具體情況設(shè)計(jì)相應(yīng)的計(jì)量與定量給料系統(tǒng)。生活垃圾在其他的垃圾處理場所,如垃圾發(fā)電廠等,其計(jì)量與定量給料大多采用皮帶定量給料機(jī),但實(shí)際使用中還是有不少問題,如污染問題等。目前國內(nèi)尚未見水泥生產(chǎn)線處理生活垃圾的信息,因此相關(guān)問題有待在實(shí)際需要時(shí)解決。

4 結(jié)束語

隨著水泥工業(yè)的不斷發(fā)展,企業(yè)對生產(chǎn)過程中的物料計(jì)量與定量給料要求越來越高。要解決技術(shù)與應(yīng)用的“供需”矛盾,我們要從兩方面著手,一是要全面、系統(tǒng)性地考慮物料計(jì)量與定量給料的問題,它不僅僅是機(jī)械、計(jì)量與自動化專業(yè)的技術(shù)問題,同時(shí)也是工藝、材料等其他專業(yè)的技術(shù)問題。二是要積極探索應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料,有創(chuàng)新才能有發(fā)展,才能滿足現(xiàn)代水泥生產(chǎn)的迫切需要,才能走出國門、走向世界。