生料轉(zhuǎn)子秤在生料入窯喂料系統(tǒng)中的應(yīng)用

趙小雷（莒縣中聯(lián)水泥有限公司，山東 日照 276528）

0 前言

莒縣中聯(lián)水泥有限公司（以下簡稱我公司）目前擁有一條4000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯規(guī)格Φ4.8m×74m，所生產(chǎn)的熟料具有色澤美觀、堿含量低、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。眾所周知，水泥熟料煅燒的關(guān)鍵是穩(wěn)定合理的熱工制度，它取決于風(fēng)、煤、料的合理匹配，入窯生料喂料的穩(wěn)定性是保證熟料產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。

自然狀態(tài)下，生料粉具有一定的流動(dòng)性和較小休止角，影響其流動(dòng)性的因素有很多，如顆粒尺寸與級配、顆粒形狀和粗糙度、比表面積等，此外水分含量和氣體流場對它的影響也是非常強(qiáng)的。水分含量與其流動(dòng)性成反比，而干燥的粉體生料在伴有氣體流場存在的情況下流動(dòng)性較好。生料粉體本身的性質(zhì)決定了在其輸送的過程中準(zhǔn)確、穩(wěn)定的計(jì)量控制是非常困難的，既要計(jì)量準(zhǔn)確，又要靈活控制，這是對入窯生料計(jì)量控制系統(tǒng)最基本的要求。

1 存在的問題

我公司生料庫采用Φ22.5 m NGF型生料均化庫，標(biāo)準(zhǔn)儲量2萬t，庫底生料計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)倉規(guī)格為Φ 3.715 m×6 m，生料入窯喂料采用流量調(diào)節(jié)閥加沖板流量計(jì)的計(jì)量方式，見圖1，固體流量計(jì)采用DLD6.5型沖板流量計(jì)，在長期的使用過程中具有明顯的缺陷，存在入窯生料給料不穩(wěn)定、計(jì)量不準(zhǔn)現(xiàn)象，從運(yùn)行參數(shù)看，入窯斗提電流波動(dòng)范圍較大（8 A上下）。

圖1 沖板流量計(jì)計(jì)量方式示意圖

對此，我們對秤體進(jìn)行詳細(xì)檢查，對能引起固體流量計(jì)喂料量波動(dòng)的因素進(jìn)行了處理，通過穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)倉料位、優(yōu)化PID控制參數(shù)等方法，喂料量波動(dòng)較大的現(xiàn)象依舊存在。經(jīng)分析我們認(rèn)為固體流量計(jì)的計(jì)量方式主要存在以下問題，首先系統(tǒng)采用的流量調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)與入窯生料粉體的流量之間不存在線性相關(guān)性，更多的是受標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量倉倉重的變化、氣體壓力的變化影響較大；其次，沖板流量計(jì)與流量調(diào)節(jié)閥之間無論是自動(dòng)化控制還是操作員手動(dòng)操作調(diào)節(jié)閥門開度，兩種方式都存在調(diào)節(jié)滯后、計(jì)量反應(yīng)慢的特點(diǎn)，這嚴(yán)重影響了入窯生料喂料的穩(wěn)定性。

熟料燒成系統(tǒng)一直存在頭煤用量較大、預(yù)熱器系統(tǒng)壓力波動(dòng)大、分解爐系統(tǒng)塌料頻繁的現(xiàn)象，這與入窯生料喂料的不穩(wěn)定有著較大的關(guān)系。使用固體流量計(jì)喂料，斗提電流波動(dòng)范圍較大，高點(diǎn)達(dá)到8A左右，來料的不穩(wěn)定引起回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)熱工制度的不穩(wěn)定。窯電流波動(dòng)大，出窯熟料不均勻，結(jié)粒不好，造成一室壓力波動(dòng)較大，篦冷機(jī)料層不穩(wěn)導(dǎo)致入窯二次風(fēng)溫忽高忽低，系統(tǒng)煤耗較高，耐火磚使用壽命降低，最終造成熟料產(chǎn)質(zhì)量的下降。

為了優(yōu)化系統(tǒng)熱工制度、解決分解爐塌料等現(xiàn)象，必須解決入窯生料計(jì)量不穩(wěn)定的問題，現(xiàn)有的沖板流量計(jì)的計(jì)量穩(wěn)定性差、波動(dòng)范圍過大，遠(yuǎn)超出了正常要求范圍。對此我們對比各種入窯生料喂料方式后，決定使用轉(zhuǎn)子秤喂料的方式進(jìn)行改造替換，生料轉(zhuǎn)子秤喂料具有很多的優(yōu)點(diǎn)，給料穩(wěn)定、計(jì)量準(zhǔn)確，對生料粉體的適應(yīng)能力強(qiáng)，便于安裝調(diào)節(jié)、維護(hù)費(fèi)用較低。

2 改造方案

在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)倉主下料口的位置，在原有的沖板流量計(jì)平臺上安裝生料轉(zhuǎn)子秤，拆下沖板流量計(jì)和流量調(diào)節(jié)閥安裝在備用下料口做備用設(shè)備，見圖2。在原檢修平臺處，現(xiàn)場用200H鋼制作生料轉(zhuǎn)子秤底架，并將平臺和底架加固。將生料轉(zhuǎn)子秤出料口和斜槽上的進(jìn)料口安裝到位，主體設(shè)備就基本安裝到位，然后安裝氣動(dòng)閘板閥和手動(dòng)閘閥，使之與標(biāo)準(zhǔn)倉主下料口相連；排氣管道直接接入標(biāo)準(zhǔn)倉頂部，助流風(fēng)管接入斜槽風(fēng)機(jī)排風(fēng)管，以平衡系統(tǒng)內(nèi)部壓力，實(shí)現(xiàn)均勻下料。

如圖2所示，生料轉(zhuǎn)子秤采用特有的流量控制模式，使生料粉的計(jì)量更加精確，流量控制更加穩(wěn)定，采用氣動(dòng)閘板閥控制進(jìn)入轉(zhuǎn)子秤的生料量，拆除原有的流量調(diào)節(jié)閥，降低了連續(xù)給料故障率，秤體內(nèi)填充系數(shù)提高，荷重信號真實(shí)可靠，在物料容重發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)子秤能自動(dòng)調(diào)整速度來滿足設(shè)定的流量要求，從而實(shí)現(xiàn)喂料的均勻穩(wěn)定、計(jì)量準(zhǔn)確、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的目的。

圖2 沖板流量計(jì)和生料轉(zhuǎn)子秤

轉(zhuǎn)子秤喂料過程為：生料粉經(jīng)氣動(dòng)閘板閥喂入生料轉(zhuǎn)子秤，進(jìn)入轉(zhuǎn)子秤的粉體由轉(zhuǎn)子從進(jìn)料口帶至出料口并喂入空氣輸送斜槽。具體運(yùn)行過程中在轉(zhuǎn)子秤除皮操作時(shí)，控制模塊記錄下秤體整體重量，帶料運(yùn)行后，生料轉(zhuǎn)子秤電機(jī)減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生速度信號傳遞給控制模塊，稱重傳感器檢測秤體重量的變化，由控制模塊計(jì)算出荷載后轉(zhuǎn)子運(yùn)行到出料口所需要的線速度，在當(dāng)成體內(nèi)生料運(yùn)送至出料口位置時(shí)控制模塊輸出計(jì)算的速度調(diào)節(jié)信號，以及時(shí)、準(zhǔn)確的控制轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)生料粉體連續(xù)精確的定量給料。生料轉(zhuǎn)子秤主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 轉(zhuǎn)子稱更主要技術(shù)參數(shù)

與傳統(tǒng)的沖板流量計(jì)定量給料相比，生料轉(zhuǎn)子秤采用了準(zhǔn)線性定量喂料系統(tǒng)，通過轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)改變?nèi)敫G物料量，優(yōu)化了水泥熟料生產(chǎn)線入窯生料喂料工藝，使入窯生料喂料量的調(diào)節(jié)快速、準(zhǔn)確，保證料流均勻、穩(wěn)定，避免了操作員的頻繁操作調(diào)整，穩(wěn)定了系統(tǒng)熱工制度，為熟料產(chǎn)質(zhì)量的提高提供了條件，改造前后系統(tǒng)參數(shù)見表2。

表2 改造前后系統(tǒng)參數(shù)變化

3 結(jié)語

通過生料轉(zhuǎn)子秤的使用，入窯生料的穩(wěn)定性得到了得到了明顯的改進(jìn)，預(yù)熱器系統(tǒng)塌料情況基本消失，斗提電流波動(dòng)范圍控制在3A左右，窯電流波動(dòng)范圍在150A上下，出窯熟料均勻穩(wěn)定，窯熱工制度得到很大的改善，二次風(fēng)溫穩(wěn)定在1100℃以上，窯系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量都有了很大的提高。