水泥厂物料的计量

２００９年第４期Ｎ０．４２００９

新世纪水泥导报

ＣｅｍｅｎｔＧｕｉｄｅｆｏｒＮｅｗＥｐｏｃｈ季题论述

中图分类号：ＴＱｌ７２；ＴＨ７文献标识码：Ｂ文章编号：１００８－０４７３（２００９）０４－００２１—０３

水泥厂物料的计量

王芯成都建筑材料工业设计研究院有限公司（６１００２１）

摘要在水泥厂的丁艺设计中，一方面我们应针对不同的物料特性和不同的工艺特点选择适合的计量设备，另一方面在设计中还应采用科学的方法保证物料通过计量没备的连续性和稳定性。随着电子技术和称重传感器技术的迅速发展，设备计量的精度一般都能满足设计要求，但物料通过计量设备的连续性、稳定性要求却对设计本身提出了挑战。

关键词计量秤精度稳定性

０引言

物料的计量贯穿于整个水泥生产过程，从各种原、燃料物料的进厂到水泥产品的出厂，无不与计量有关。选择适合的计量没备和物料通过计量设备的稳定性又为水泥产品的高质量、低消耗提供了可靠的保障。

在水泥厂的１二艺设计中，一方面我们要根据不同的物料特性、不同的工艺特点，选择适合的计量设备，另一方面还应采用科学的方法，保证物料通过计量设备的连续性和稳定性。随着电子技术和称重传感器技术的迅速发展，设备计量的精度一般都能满足设计要求，但物料通过计量设备的连续性、稳定性要求却对设计本身提出了挑战。

在水泥生产过程中最主要的计量控制为原料和水泥配料控制、窑尾生料喂料定量控制、回转窑和分解炉煤粉定量喂料控制，这些控制点对水泥Ｔ艺过程的稳定和产品质量的提高起着至关重要的作用。本文就这三方面计量设备的选择以及为保证物料通过该计量设备的连续性和稳定性而在设计中需注意的事宜进行介绍。

１原料、水泥配料控制

块状、颗粒状物料常用的配料计量秤为调速定量皮带给料机，物料通过此计量设备的连续、稳定性，一般受物料的物理特性所决定，如物料的比重、水分、粘性和流动性等。对流动性差的粘性物料，在选择计量设备时，应考虑选择带振动给料料斗的计量设备，此设备的给料料斗上装有振动器、垂直ｍ口及闸ｆＪ；在设计布置时，对湿的颗粒状物料（如粘土、砂岩、页岩、硫酸渣、铁粉、石膏、矿渣等）的配料库下料锥斗的设计，锥角应考虑大于６５０，同时库内加设高分子材料内衬，并设置捅料斗，必要时可加空气炮。物料人计量设备处应尽量开大口，出计量设备的溜子应尽量倾斜或垂直布置，很湿的原料尽量采用垂直布置，特别粘的物料，还需在下料溜子中加设高分子材料内衬（如粘土、砂岩、页岩、硫酸渣等），见图１。对粘湿、散装等难于从料仓卸出的物料，在设计中还可配置筒仓卸料器（如成都维邦公司产品），此装置对流动特性差的粘性物料可实现轻松卸料。其优点是无支撑臂，输送臂深入料柱从下部取料，取料范匍超过库壁内缘，从而避免了积料并防止松散物料粘贴在库壁七。料柱能够以统一有序的方式降落，保持了物料的先进先出及均匀性，避免了物料分离和分流。同时输送臂蟹脚的对数形状设计能够避免松散物

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【３】唐金泉．水泥窑纯低温余热发电技术评价方法的探讨【Ｊ】．中国水泥，２００７，５：５８—６２．

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（收稿日期：２００９－０３－０９）

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料被移送到中央出口过程中受到挤压而结块。另外，这种设计呵以最大减少磨损，且只需较小的驱动力。

图１ＣＤＶ型筒仓卸料器

当流动｜生很好的粉体物料（如粉煤灰等）参与配料时，由于其具有比重轻、流动性大、磨攒陛强等特性，应选择密封ｌ生好、流化气合适的计量设备。目前给料装置选用最多的是螺旋给料机，计量设备采用转子秤较多，更经济的方式是采用计量绞刀，另外还有ＫＸＴ（Ｆ）科氏力秤粉煤灰计量与控制系统等。

粉煤灰的计量大都遇到计量不稳的问题，主要是受粉煤灰设备锁风不好、流化效果不佳所造成的影响。出现跑、冒料或堵料现象，造成计量的物料大幅度波动，影响工艺配料。因此在系统设计中，必须要考虑粉煤灰物料的稳定性问题。在计量过程中，粉煤灰储库（仓）的料位也会影响粉煤灰的计量稳定性。因此最好保持稳定的料位，使粉煤灰下料均匀而又稳定，才能确保计量的准确和稳定性。２窑尾生料定量喂料系统

当前在水泥行业使用的生料入窑计量设备主要有冲板流量计、涮速皮带秤、ＫＸＴ（Ｓ）入窑生料定量给料与计量系统和ＣＦ库喂料自动化控制系统四大类计量设备。

冲板流量计具有计量精度低、设备简单、投资低、可在线或旁路标定等特点，但生料喂料的稳定性完全依赖于给料装置，流量计只起计量作用，流量计设备完全为被动操作。电动流量控制阀配流量计控制系统，效果并不十分理想，当喂料称重仓的料位或流态化充气发生变化时，流量阀就难以控制生料流速的快慢，从而造成通过流量计生料的波动，导致系统喂料控制不稳定。同时还有滞后现象的发生，当流量计的参数偏离喂料生料量时，再人为调节流量阀，此时错误的生料量已喂入窑内。

皮带秤计量精度高，但设备投资较大，管理相对复杂。但正确运用调速皮带给料秤就可以较好地克服上述流量计系统的两个缺陷。设计合理的皮带长度和低速可以缓解生料粉的涌动，从而保证生料喂料系统的稳定性。调速皮带给料秤本身就有喂料调节功能，如果喂料设定值直接给调速皮带给料秤，则系统能在流量检测的同时，及时调节皮带速度，改变给料量，从而消除上述流量计系统的滞后现象。同时根据皮带给料机的称重信号，调节流量控制阀阀门的开度以控制物料的通过量。这样流量控制阀就成为一个预给料装置，从而加强了对窑尾生料定量喂料的控制，提升了控制系统的精度和动态响应的能力。但双回路控制系统本身对设计、调试的水平要求较高，如果控制回路配合不当，可能造成系统振荡。

在设计中还需注意的是，基于调速皮带定量给料机的密闭性较差的特点，客观卜存在着生料外溢的町能性，特别在启动初期，更易发生冲料现象，所以在设计时应充分考虑。

ＫＸＴ（Ｓ）人窑生料定量给料与计量系统，具有给料稳定、计量准确、调节速度快、零点自校、在线自动标定等特点，该系统计量过程流程简单、布置紧凑、投资省、维护方便。该系统由称重标定仓、稳流给料装置、ＫＬ（Ｓ）科氏力粉体流量计构成闭环控制系统。稳流给料装置的设置，保证粉状物料均匀稳定输送，不会发生冲料、跑料现象。ＫＬ（Ｓ）科氏力粉体流量计计量原理独特，不受系统压力、振动等外界因素的影响，粘料积灰等不会引起零点的变化，达到计量的准确性。

ＣＦ库自动化控制系统主要特点是：可随着喂料仓中料位的变化，快速调整喂料仓出口流量控制阀的开度，以达到窑尾喂料量的要求值；窑尾喂料计量依赖于喂料仓的称重信号和出喂料仓流量阀的开度来实现，不再设置计量设备，工艺流程简单；计量精度的修正可通过程序自动进行，在线自身修正系统参数，不需再设置旁路标定，减少了校正工作量。但编程的技术含量高。

在生料计量设备前设置喂料仓，以稳定生料给料量，还能用于下级窑尾生料定量喂料系统的标定。影响出喂料仓生料稳定性的主要因素有：首先是喂料仓中的生料水分，当人仓生料水分大于１．Ｏ％时，生料颗粒问的粘附力相应增强，流动性变差，充气箱透气材料堵塞，从而使生料在喂料仓内的流

动性变差，所以在生产中必须严格控制入均化库生万方数据

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料的水分，确保生料水分低于ｌ％；其次是供风压力和风量，风量和风压不足时，生料在仓内的流动性会变差；其三是喂料仓内生料的料位。经过稳流处理的生料喂人生料定量喂料系统中，将能保证通过计量设备的物料具有一定的稳定性，使计量更加精确。为了更好地提高生产的可靠性和系统的稳定性，对本系统的重要参数应尽可能地采用自动控制，以减少人为的误操作，从而提高效益。

总之，精度高、操作简便、性能稳定可靠、调整速度快、环保性能好以及便于实现自动化控制等的喂料计量设备是窑尾喂料计量发展的方向。

３煤粉定量喂料控制系统

煤粉定量喂料系统有四个关键环节：稳流系统、给料装置、计量设备和输送锁风装置。稳流系统为相对独立的系统，其余三部分根据其不同的功能组合，可以分为以下三种喂料类型：

给料装置、计量设备和输送锁风装置三个环节分别设计，组合成定量喂煤控制系统。其中给料装置常采用叶轮给料机、螺旋给料机等；煤粉计量常用科立奥利流量计、冲板流量计等；锁风装置采用螺旋泵、分格轮等形式。这种形式组成的系统各部分功能明确，但是各个环节相互影响，特别是有些形式的给料装置和流量计对正压气流十分敏感。为消除气流影响，整个系统组成比较复杂，特别是对锁风和排气的处理。目前应用的典型代表就是科立奥利流量计系统。

给料装置、计量设备合成一个环节。煤粉计量过程中可以同时调节喂煤量，如采用调速的双管螺旋绞刀秤、环状天平转子秤等。这种结构形式使给料和计量同步实施，避免了给料调节滞后，同时提高了计量精度。但是，对于气力输送过程中的正压气流对给料和计量的影响问题，仍然需要单独考虑处理复杂的锁风环节。目前应用的典型代表就是环状天平转子秤系统。

给料装置、计量设备和输送锁风装置三个环节一体化。喂煤、计量和锁风输送二三个环节集成在一台装置上，这样大大减少系统的复杂程度和相互之间的影响，从而提高了控制精度，但对于一体化的煤粉定量喂料系统本身的技术要求较高。风、煤的平衡，转子秤的核心部分一转子和耐磨板都是采

用特殊合金制造的，寿命可达几十年。其特点为：不需设独立的喂料、锁风和螺旋泵设备；不需设收尘设备，不污染环境；通过平稳的测量操作，精度可小于±０．５％，而不受输送系统压力的影响。优点为：占地小，结构紧凑、简单，计量准确，自动调整均匀给料，自动锁风集煤粉输送于一体。但价格较高，对安装及维护要求较高。目前应用的典型代表就是菲斯特转子秤系统。

为了保证喂煤的稳定，无论采用哪种计量系统，在设计时都配有称重喂料仓，并稳定仓内的料位，来保证稳定的仓压，以保证出仓物料的稳定性，提高计量精度，并且称重喂料仓还可实现在线对计量装置进行实物标定。煤粉的水分也是影响喂料计苗设备准确性的重要因素，在生产中要严格控制原煤的水分，才能保证喂煤系统运转正常。在设计中喂煤仓下锥体应采用不锈钢材料，锥体角度应大于７０。，仓外锥体应设置有环状风管，定时吹入压缩空气，可提高煤粉的流动性，避免仓内煤粉粘挂在内壁上，形成结皮并且长期滞留，引起自燃结焦及仓内着火，也可避免出煤的不稳定问题。

煤粉的比重轻，流态化更好，受气流的影响也大。特别是气力输送的正压气流对喂煤计量有较大影响，所以锁风系统是个关键环节。对此，主要采用两项措施，一是选用螺旋锁风泵，二是设计均压仓和排风装置。螺旋锁风泵目前较好的型号为Ｆ—Ｋ型富乐泵，它是靠螺旋将煤粉喂入输送风管，其结构决定它既能喂煤又能锁风。但系统中会出现部分较难解决的返风现象，为了消除返风，我们在锁风泵顶设计均压仓和排风管道，从而及时消除了这股有害风，同时还应保持排风管和均压仓内压力处于微负压状态，以保证喂煤计量的精度。

在水泥生产过程中，煤粉计量与控制对稳定窑的热工制度，提高熟料的产、质量，降低能耗，并使烧成带耐火砖的使用寿命提高起到极其重要的作用。窑系统喂煤量波动失控，会导致煤粉不完全燃烧，不仅造成能源浪费，同时使ＣＯ超标，给安全运行带来隐患。因此，设计中必须选用计量准确、喂煤量稳定，且对煤粉特性（如煤种、细度、水分等）适应能力强的计量设备与控制系统，以达到高产稳产、节约能源、降低成本的目标。

４结束语

综上所述，在设计中选择好适合物料的计量设备，避免一切不利于物料通过计量设备的因素，才能保证计量的精确和稳定，从而为全厂生产连续、稳定、高质量的熟料和水泥提供保障。

（收稿日期：２００９－０３—２０）

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