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濮阳同力粉磨站粉煤灰计量系统技改案例
来源:  发布时间:2015-05-21 03:12:32

1、项目概况

    濮阳同力水泥有限公司100万吨/年粉磨站主要生产P.C 42.5水泥和P.C 32.5水泥,用粉煤灰作为混合材,与熟料共同粉磨。根据水泥品种和质量要求,粉煤灰掺加量通常控制在6t/h~54t/h范围内。改造前的粉煤灰计量系统由单管螺旋给料机和环状天平秤组成,由于使用效果不尽人意,公司对原系统进行了技术改造。为使改造收到预期效果,改造前做了充分的市场调研工作,最终选用科氏力秤粉煤灰计量系统,对原系统进行改造更新。科氏力秤粉煤灰计量系统由科氏力秤、水平回转式稳流给料机和控制装置组成。该系统由合肥水泥研究设计院提供,并负责指导安装调试,改造取得令人满意的效果。以下对濮阳同力水泥有限公司粉磨站项目粉煤灰计量系统改造方案,改造前后两种不同计量系统的工艺布置、系统组成、计量原理、技术特点,以及系统改造后运行效果进行简要介绍和分析。

2、改造前的工艺情况

    2.1系统组成及工艺布置

    改造前的粉煤灰计量系统工艺布置如图1所示。系统由单管螺旋给料机和环状天平秤组成,物料通过单管螺旋给料机进入环状天平秤,控制装置根据环状天平秤的瞬时计量值与设定值比较结果反馈调节给料机转速,使计量值跟踪设定值,达到按设定值控制粉煤灰掺量的目的。

    原系统采用单管螺旋给料机作为环状天平秤给料设备,为解决单管给料机结构性原因存在的给料不稳定问题,螺旋叶片采取变节距设计,同时,单管给料机呈一定倾斜角度安装。以上措施应该对克服给料过程出现冲料和跑料现象有积极作用。

    系统采用环状天平秤作为计量设备,环状天平秤以荷重传感器作为测量元件,通过测量秤体内物料量引起的秤体偏重,实现对秤内物料流量的计量。作为粉状物料计量设备,环状天平秤的计量精度可满足粉煤灰计量需要。

    库底出料锥斗部分设有四个充气箱,起助流作用,防止粉煤灰在库底起拱、贴壁造成下料不畅。


                     

                    图1-1  原系统工艺布置                      图1-2  原系统现场实景


    2.2、使用过程中存在的问题及分析

    从常规角度考虑,原系统的工艺布置、设备选型、以及采取的相关措施,理论上讲有合理的一面,但使用效果却不理想,存在给料波动,控制失效等问题,无法满足粉煤灰掺量控制要求,对产品质量和企业经济效益带来负面影响。究其原因,主要是由于给料过程不稳定,计量系统对工艺适应能力差,以及库底充气助流装置的风压、风量选配不合理造成的。

    粉煤灰是一种流动性极好且磨蚀性强的物料,原系统选用单管螺旋给料机作为粉煤灰计量系统的给料装置很难达到稳定给料的效果,这是单管螺旋给料机的工作原理、结构特点、加工及配合精度、耐磨性能等原因所决定的。此外,单管螺旋给料机对工艺的适应能力差,粉煤灰库的料位变化、进料过程料流冲击、物料水分变化等都会影响给料过程的稳定性;原系统库底助流装置的风源,风压、风量等工艺参数选配和使用不尽合理也是导致使用效果差的原因。原系统采用环状天平秤作为计量设备,该计量设备对工艺条件要求比较严格,计量过程易受物料水分变化影响,水分稍高时秤内转子易于沾料,影响计量精度。环状天平秤采用荷重传感器作为检测原件,测量机构位于秤体外部,易受外界振动及人为因素干扰。此外,出于结构上的原因,环状天平秤在大流量粉煤灰计量领域的应用受到限制,

    由于上述原因,原系统难以实现对粉煤灰掺量进行有效控制,化验室测定粉煤灰掺量超标后,只能再通过水泥库的均化过程部分调整水泥成品质量。粉煤灰掺量超标或偏低均使该企业济效益受到影响,公司不得不决定对原系统进行改造。

3、改造方案

    2010年6月份该公司决定利用大修机会对粉煤灰计量系统施实改造,本着尽量减少停产时间的原则,在供货方密切配合下,仅用两天时间即完成原系统拆除、新系统安装和调试工作,设备调试过程仅用两个小时即完成并投入正常使用。

    改造后的粉煤灰计量系统工艺布置如图1所示。系统由螺旋闸阀、水平回转式稳流给料机、科氏力计量秤、控制装置、库内充气助流装置组成。稳流给料机安装在粉煤灰库下方,给料机上方设有螺旋闸阀与仓底出料口连接,供维护、检修用。物料经稳流给料机后进入科氏力计量秤,经计量后进入下部输送环节。


图2-1、改造后系统工艺布置


    为保证粉煤灰从库底顺畅卸出并连续、稳定的进入给料机,对原系统的库底充气助流部分做了改进。根据现场粉煤灰库的结构形式、库容和高径比、物料流动性和水分变化范围,以及台时产量和操作习惯等实际情况,对助流用风的风压和风量进行了合理调整,气源由罗茨风机提供。充气助流装置由多组喷嘴组成,采用多点间歇式循环喷吹工作方式,喷吹顺序、间隔时间等均通过控制装置设定,并接入用户DCS系统,方便操作人员在中控室根据实际需要灵活调整。以上改进基本消除了库底物料起拱、断料、沾壁现象,为实现库底稳定、流畅卸料创造了条件。

4、改造后效果

    系统投入运行后,使用效果十分理想,达到了预期目标。改造后实现控制准确度优于±1%,无冲料、跑料现象,并且流程简单、布置紧凑。同时满足生产两种水泥的配比要求,即使在低量程工作,计量与控制效果仍能达到预定指标。实现在生产P.O 42.5水泥(粉煤灰掺加量最小为6t/h)和生产P.C 32.5水泥时(粉煤灰掺加量最大为54t/h)控制准确度皆优于±1%。从表1及图3可以看出运行效果稳定可靠。

    注:1、粉煤灰掺加量采用耗酸值法测定

         2、取样时间间隔1小时

    表1给出了生产P.C 32.5水泥时5个批次粉煤灰掺加量控制效果的统计数据。表中磨机喂料量是指含混合材在内的磨机喂料总量;粉煤灰掺量是指按工艺要求的粉煤灰掺量配比范围(26.00~27.00%)计算后确定的粉煤灰掺加量,计量系统以该掺加量为设定值,计量并控制粉煤灰喂料量;粉煤灰含量化验室测定值表明,5个批次粉煤灰掺量实际控制比平均值达到26.198%,与工艺要求的配比范围相符。


                               

               图3-1 科氏力秤流量反馈画面(一)            图3-2科氏力秤流量反馈画面(二)

                               

               图3-3科氏力秤运行趋势曲线画面(一)        图3-4 科氏力秤运行趋势曲线画面(二)


    图3给出了濮阳同力水泥有限公司100万吨/年粉磨站项目科氏力秤粉煤灰计量系统运行趋势显示画面。通过数据和运行效果表明,系统改造收到令人满意的效果。粉煤灰掺加量始终按设定值连续稳定给料,几乎没有了冲料、跑料、断料、给料波动现象,为合理有效控制粉煤灰掺量提供了技术保障。

5、结束语

    濮阳同力水泥有限公司100万吨/年粉磨站项目粉煤灰计量系统改造案例表明,要实现粉煤灰掺量准确计量和定量控制,不仅要有理想的技术和装备,还要有与之相配套的工艺条件和切实可行的工艺解决方案。计量系统要适应粉煤灰流动性好、磨蚀性强的特性,具有给料稳定、计量准确、响应速度快、可靠性高的特点。与此同时,必须充分重视相关工艺条件对计量过程的影响及应对措施,如粉煤灰容重、细度、水分等物理特性对计量系统的影响;粉煤灰进库/仓时产生的冲击力对计量系统的影响;实现库/仓底稳定、流畅卸料的技术措施和具体方案;库/仓底助流装置的选配和布置,及与之相关的风源、风压、风量等技术参数等。此外,科学管理和正确操作也是实现粉煤灰计量系统正常运行的条件。例如:粉煤灰吸湿性强,受潮后流动性变差,易于发生物料压实起拱或板结贴壁,因此,要求停产检修前必须将库内粉煤灰清空用完,储库要保持为计量过程提供新鲜物料的状态;储库内物料要保持合理料位;要采取有效的防雨措施,严格避免库内进水等。总之,只有了解工艺、研究工艺、掌握工艺,才能选好、用好适应工艺特点,满足工艺要求的粉煤灰计量技术与装备。







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