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濮陽同力粉磨站粉煤灰計量系統技改案例
來源:  發布時間:2015-05-21 03:12:32

1、項目概況

    濮陽同力水泥有限公司100萬噸/年粉磨站主要生產P.C 42.5水泥和P.C 32.5水泥,用粉煤灰作為混合材,與熟料共同粉磨。根據水泥品種和質量要求,粉煤灰摻加量通??刂圃?t/h~54t/h范圍內。改造前的粉煤灰計量系統由單管螺旋給料機和環狀天平秤組成,由于使用效果不盡人意,公司對原系統進行了技術改造。為使改造收到預期效果,改造前做了充分的市場調研工作,最終選用科氏力秤粉煤灰計量系統,對原系統進行改造更新??剖狹Τ臃勖夯壹屏肯低秤煽剖狹Τ?、水平回轉式穩流給料機和控制裝置組成。該系統由合肥水泥研究設計院提供,并負責指導安裝調試,改造取得令人滿意的效果。以下對濮陽同力水泥有限公司粉磨站項目粉煤灰計量系統改造方案,改造前后兩種不同計量系統的工藝布置、系統組成、計量原理、技術特點,以及系統改造后運行效果進行簡要介紹和分析。

2、改造前的工藝情況

    2.1系統組成及工藝布置

    改造前的粉煤灰計量系統工藝布置如圖1所示。系統由單管螺旋給料機和環狀天平秤組成,物料通過單管螺旋給料機進入環狀天平秤,控制裝置根據環狀天平秤的瞬時計量值與設定值比較結果反饋調節給料機轉速,使計量值跟蹤設定值,達到按設定值控制粉煤灰摻量的目的。

    原系統采用單管螺旋給料機作為環狀天平秤給料設備,為解決單管給料機結構性原因存在的給料不穩定問題,螺旋葉片采取變節距設計,同時,單管給料機呈一定傾斜角度安裝。以上措施應該對克服給料過程出現沖料和跑料現象有積極作用。

    系統采用環狀天平秤作為計量設備,環狀天平秤以荷重傳感器作為測量元件,通過測量秤體內物料量引起的秤體偏重,實現對秤內物料流量的計量。作為粉狀物料計量設備,環狀天平秤的計量精度可滿足粉煤灰計量需要。

    庫底出料錐斗部分設有四個充氣箱,起助流作用,防止粉煤灰在庫底起拱、貼壁造成下料不暢。


                     

                    圖1-1  原系統工藝布置                      圖1-2  原系統現場實景


    2.2、使用過程中存在的問題及分析

    從常規角度考慮,原系統的工藝布置、設備選型、以及采取的相關措施,理論上講有合理的一面,但使用效果卻不理想,存在給料波動,控制失效等問題,無法滿足粉煤灰摻量控制要求,對產品質量和企業經濟效益帶來負面影響。究其原因,主要是由于給料過程不穩定,計量系統對工藝適應能力差,以及庫底充氣助流裝置的風壓、風量選配不合理造成的。

    粉煤灰是一種流動性極好且磨蝕性強的物料,原系統選用單管螺旋給料機作為粉煤灰計量系統的給料裝置很難達到穩定給料的效果,這是單管螺旋給料機的工作原理、結構特點、加工及配合精度、耐磨性能等原因所決定的。此外,單管螺旋給料機對工藝的適應能力差,粉煤灰庫的料位變化、進料過程料流沖擊、物料水分變化等都會影響給料過程的穩定性;原系統庫底助流裝置的風源,風壓、風量等工藝參數選配和使用不盡合理也是導致使用效果差的原因。原系統采用環狀天平秤作為計量設備,該計量設備對工藝條件要求比較嚴格,計量過程易受物料水分變化影響,水分稍高時秤內轉子易于沾料,影響計量精度?;紛刺炱匠硬捎煤芍卮釁髯魑觳庠?,測量機構位于秤體外部,易受外界振動及人為因素干擾。此外,出于結構上的原因,環狀天平秤在大流量粉煤灰計量領域的應用受到限制,

    由于上述原因,原系統難以實現對粉煤灰摻量進行有效控制,化驗室測定粉煤灰摻量超標后,只能再通過水泥庫的均化過程部分調整水泥成品質量。粉煤灰摻量超標或偏低均使該企業濟效益受到影響,公司不得不決定對原系統進行改造。

3、改造方案

    2010年6月份該公司決定利用大修機會對粉煤灰計量系統施實改造,本著盡量減少停產時間的原則,在供貨方密切配合下,僅用兩天時間即完成原系統拆除、新系統安裝和調試工作,設備調試過程僅用兩個小時即完成并投入正常使用。

    改造后的粉煤灰計量系統工藝布置如圖1所示。系統由螺旋閘閥、水平回轉式穩流給料機、科氏力計量秤、控制裝置、庫內充氣助流裝置組成。穩流給料機安裝在粉煤灰庫下方,給料機上方設有螺旋閘閥與倉底出料口連接,供維護、檢修用。物料經穩流給料機后進入科氏力計量秤,經計量后進入下部輸送環節。


圖2-1、改造后系統工藝布置


    為保證粉煤灰從庫底順暢卸出并連續、穩定的進入給料機,對原系統的庫底充氣助流部分做了改進。根據現場粉煤灰庫的結構形式、庫容和高徑比、物料流動性和水分變化范圍,以及臺時產量和操作習慣等實際情況,對助流用風的風壓和風量進行了合理調整,氣源由羅茨風機提供。充氣助流裝置由多組噴嘴組成,采用多點間歇式循環噴吹工作方式,噴吹順序、間隔時間等均通過控制裝置設定,并接入用戶DCS系統,方便操作人員在中控室根據實際需要靈活調整。以上改進基本消除了庫底物料起拱、斷料、沾壁現象,為實現庫底穩定、流暢卸料創造了條件。

4、改造后效果

    系統投入運行后,使用效果十分理想,達到了預期目標。改造后實現控制準確度優于±1%,無沖料、跑料現象,并且流程簡單、布置緊湊。同時滿足生產兩種水泥的配比要求,即使在低量程工作,計量與控制效果仍能達到預定指標。實現在生產P.O 42.5水泥(粉煤灰摻加量最小為6t/h)和生產P.C 32.5水泥時(粉煤灰摻加量最大為54t/h)控制準確度皆優于±1%。從表1及圖3可以看出運行效果穩定可靠。

    注:1、粉煤灰摻加量采用耗酸值法測定

         2、取樣時間間隔1小時

    表1給出了生產P.C 32.5水泥時5個批次粉煤灰摻加量控制效果的統計數據。表中磨機喂料量是指含混合材在內的磨機喂料總量;粉煤灰摻量是指按工藝要求的粉煤灰摻量配比范圍(26.00~27.00%)計算后確定的粉煤灰摻加量,計量系統以該摻加量為設定值,計量并控制粉煤灰喂料量;粉煤灰含量化驗室測定值表明,5個批次粉煤灰摻量實際控制比平均值達到26.198%,與工藝要求的配比范圍相符。


                               

               圖3-1 科氏力秤流量反饋畫面(一)            圖3-2科氏力秤流量反饋畫面(二)

                               

               圖3-3科氏力秤運行趨勢曲線畫面(一)        圖3-4 科氏力秤運行趨勢曲線畫面(二)


    圖3給出了濮陽同力水泥有限公司100萬噸/年粉磨站項目科氏力秤粉煤灰計量系統運行趨勢顯示畫面。通過數據和運行效果表明,系統改造收到令人滿意的效果。粉煤灰摻加量始終按設定值連續穩定給料,幾乎沒有了沖料、跑料、斷料、給料波動現象,為合理有效控制粉煤灰摻量提供了技術保障。

5、結束語

    濮陽同力水泥有限公司100萬噸/年粉磨站項目粉煤灰計量系統改造案例表明,要實現粉煤灰摻量準確計量和定量控制,不僅要有理想的技術和裝備,還要有與之相配套的工藝條件和切實可行的工藝解決方案。計量系統要適應粉煤灰流動性好、磨蝕性強的特性,具有給料穩定、計量準確、響應速度快、可靠性高的特點。與此同時,必須充分重視相關工藝條件對計量過程的影響及應對措施,如粉煤灰容重、細度、水分等物理特性對計量系統的影響;粉煤灰進庫/倉時產生的沖擊力對計量系統的影響;實現庫/倉底穩定、流暢卸料的技術措施和具體方案;庫/倉底助流裝置的選配和布置,及與之相關的風源、風壓、風量等技術參數等。此外,科學管理和正確操作也是實現粉煤灰計量系統正常運行的條件。例如:粉煤灰吸濕性強,受潮后流動性變差,易于發生物料壓實起拱或板結貼壁,因此,要求停產檢修前必須將庫內粉煤灰清空用完,儲庫要保持為計量過程提供新鮮物料的狀態;儲庫內物料要保持合理料位;要采取有效的防雨措施,嚴格避免庫內進水等。總之,只有了解工藝、研究工藝、掌握工藝,才能選好、用好適應工藝特點,滿足工藝要求的粉煤灰計量技術與裝備。