水泥助磨劑（液體）自動(dòng)化給料

江 山

淮南舜岳水泥有限責(zé)任公司 安徽 淮南 232072

引言

我單位水泥粉磨系統(tǒng)使用smart G8水泥助磨劑，使用人工以間隔定時(shí)測(cè)算的方式進(jìn)行喂料，測(cè)算時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員利用量筒、秒表，通過在單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得的液體容積V乘以液體比重Y，再換算成每小時(shí)的給料量t/h，根據(jù)測(cè)算時(shí)的臺(tái)產(chǎn)噸位乘以添加百分比計(jì)算出應(yīng)給料量t/h，二者之間出現(xiàn)誤差則人工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整給料管道泵的轉(zhuǎn)速，使之盡可能貼近理論需求給料量。此種給料方式的弊端主要是人工計(jì)量影響因素、給料裝置穩(wěn)定性、占用人力，其中人工計(jì)量影響分為計(jì)量準(zhǔn)確性、喂料量調(diào)整及時(shí)性兩方面，給料裝置穩(wěn)定性則體現(xiàn)為給料量不能保證恒定，主要原因?yàn)楸皿w結(jié)構(gòu)無法滿足計(jì)量要求的穩(wěn)定效果，以及泵體前液體原料儲(chǔ)存罐缺少液位監(jiān)控造成泵體空轉(zhuǎn)，在自動(dòng)化生產(chǎn)線中水泥助磨劑人工給料凸顯出極不協(xié)調(diào)，不僅耗用人工，而且由于計(jì)量不精準(zhǔn)，同時(shí)造成價(jià)值較高的水泥助磨劑添加過多浪費(fèi)或過少達(dá)不到預(yù)期效果。根據(jù)以上原因，本人結(jié)合設(shè)備廠家設(shè)計(jì)選型一套液體給料裝置，實(shí)現(xiàn)DCS遠(yuǎn)程自動(dòng)化給料及準(zhǔn)確計(jì)量的目標(biāo)。

1 設(shè)計(jì)需求

自動(dòng)控制，定量給料，計(jì)量準(zhǔn)確。

2 實(shí)現(xiàn)手段

（1）自動(dòng)化喂料配比，喂料量跟隨臺(tái)產(chǎn)同步調(diào)整，在我公司中控人機(jī)接口IFIX軟件配料窗口中，新添加原材料水泥助磨劑給料臺(tái)產(chǎn)t/h，增加中控員可調(diào)整的配比系數(shù)輸入窗口，根據(jù)化驗(yàn)室下達(dá)的生產(chǎn)指令人工輸入，信息化發(fā)展較為先進(jìn)的企業(yè)，也可通過OPC服務(wù)器接駁ERP系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、能管中心等，由信息化生產(chǎn)制造體系執(zhí)行調(diào)控和統(tǒng)籌；在DCS硬件系統(tǒng)CBM軟件中，根據(jù)水泥助磨劑廠家提供的比重系數(shù)，以及臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，再換算為L(zhǎng)/h的流量給定值，然后以4-20mA信號(hào)形式遠(yuǎn)傳輸出至現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)喂料柜PLC。

（2）在現(xiàn)場(chǎng)輸送管道上增加流量計(jì)，將實(shí)時(shí)流量反饋以4-20mA信號(hào)形式，遠(yuǎn)傳至自動(dòng)喂料柜PLC,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾情形合理選擇單、雙層屏蔽線纜。

（3）利用PLC程序中PID調(diào)整程序塊，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的反饋流量與給定流量進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，及時(shí)追蹤滿足喂料量保持在一定限值范圍內(nèi)，通過PLC輸出4-20mA轉(zhuǎn)速信號(hào)至變頻器，再通過變頻調(diào)速方式，調(diào)節(jié)給料泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，最終控制給料量，同時(shí)PLC柜反饋管道實(shí)時(shí)流量及單位時(shí)間內(nèi)累積量至DCS系統(tǒng)。

（4）增加水泥助磨劑原料儲(chǔ)存罐的液位監(jiān)控，并引入自動(dòng)給料柜PLC，作為變頻器啟動(dòng)條件，保護(hù)泵體不因斷料造成空轉(zhuǎn)損傷。

（5）通過DCS系統(tǒng)的開關(guān)量，遠(yuǎn)控自動(dòng)給料柜啟停，并設(shè)定工藝連鎖，確保止料或急停狀態(tài)下切斷液體給料避免產(chǎn)生液體污染、浪費(fèi)或造成生產(chǎn)工藝粉料物料輸送系統(tǒng)結(jié)堵。

（6）自動(dòng)化給料改造流程示意圖

自動(dòng)化給料改造流程圖

3 設(shè)計(jì)選型關(guān)注點(diǎn)

（1）在液體給料系統(tǒng)中，有流量計(jì)量及重量計(jì)量?jī)煞N，分別對(duì)應(yīng)典型應(yīng)用流量計(jì)及失重稱兩類。我公司水泥助磨劑加注位置振動(dòng)較大，峰值超過6mm/s，容易造成失重稱計(jì)量失真，其次，失重稱體積較小，持續(xù)喂料需要額外液體供給泵，保證不斷料，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且成本較高，某知名國(guó)際品牌單臺(tái)達(dá)到數(shù)十萬(wàn)元，相對(duì)于物料價(jià)值顯得并不經(jīng)濟(jì)。

（2）流量計(jì)選擇，一般有渦街流量計(jì)及電磁流量計(jì)，前者多用于蒸汽、壓縮空氣等氣體大流量計(jì)量，后者多用于液體計(jì)量，并且為了保證液體充滿流量計(jì)通過，安裝時(shí)應(yīng)選取豎直管道上升段。

（3）泵體選擇，由于涉及計(jì)量系統(tǒng)穩(wěn)定給料，需使用計(jì)量泵，關(guān)注穩(wěn)態(tài)精確度、可重復(fù)性、線性度、止回設(shè)計(jì)等指標(biāo)，在系統(tǒng)壓力變化的情況下，泵出液體流速應(yīng)接近穩(wěn)定，降低液體脈動(dòng)沖擊現(xiàn)象，典型應(yīng)用有電動(dòng)隔膜泵。

（4）液體化學(xué)特性要求，根據(jù)我公司現(xiàn)場(chǎng)水泥助磨劑的化學(xué)介質(zhì)特性強(qiáng)堿性（pH10.5±1）及固化物含量（37%±2%），我們參考漿液型防腐蝕電磁流量計(jì)及計(jì)量泵，保證含有雜質(zhì)及腐蝕性液體輸送。

4 結(jié)論

通過設(shè)備技改，我公司實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化喂料的目標(biāo)，降低了人力成本，穩(wěn)定了工藝控制，通過對(duì)生產(chǎn)不同標(biāo)號(hào)水泥成品產(chǎn)量、質(zhì)量的臺(tái)時(shí)數(shù)據(jù)與為水泥助磨劑的精細(xì)化使用和成本分析管理打下了基礎(chǔ)。