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在水泥生產(chǎn)工藝中，煤粉計量對水泥生料燒結(jié)成熟料是至關(guān)重要的，計量穩(wěn)定與否直接關(guān)系到水泥的質(zhì)量，窯爐喂煤量不穩(wěn)定，可造成預(yù)熱器結(jié)皮、堵塞，甚至造成停窯事故，直接影響窯的運轉(zhuǎn)率和窯的產(chǎn)量，進(jìn)而影響工廠的經(jīng)濟(jì)效益。在國內(nèi)目前基本上還是用煤粉，隨著國內(nèi)制造業(yè)的崛起，國產(chǎn)化的煤粉控制與計量技術(shù)也日漸成熟。但目前在國外一些國家，如馬來西亞，由于煤粉的價格持續(xù)上漲，已經(jīng)開始采用廢舊輪胎粉、塑料粉等按小比例添加到煤粉中來作為替代品，在有效節(jié)約企業(yè)成本、提高企業(yè)效益的同時，也實現(xiàn)廢物利用，節(jié)能資源。隨煤資源越用越少，煤粉添加物也許是無奈中的明智選擇，但國內(nèi)煤粉計量秤是否能保證此類混合物的計量的穩(wěn)定，也將是計量設(shè)備的一個發(fā)展方向。

1 熟料工藝與煤粉配置

1. 1 熟料工藝

生料在旋風(fēng)預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后，下一道工序是進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行熟料的燒成。在回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進(jìn)一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應(yīng)，生成水泥熟料中的 C 3 A、C 4 AF、C 2 S 等礦物。隨著物料溫度升高近 1300℃時，C 3 A、C 4 AF、C 2 S 等礦物會變成液相，溶解于液相中的 C 2 S 和 CaO 進(jìn)行反應(yīng)生成大量 C 3 S (熟料)。熟料燒成后，溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機(jī)將回轉(zhuǎn)窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度，同時回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質(zhì)量。

①     總量為產(chǎn)能 0. 53%;

② 窯頭占總產(chǎn)能的 37. 5%;

③ 窯尾占總產(chǎn)能的 62. 5%;

1. 2 煤粉喂料計量系統(tǒng)

(1) 喂料

在實際生產(chǎn)中，煤粉出磨后一般需要貯存在料倉中，由于煤粉物料流動性好，因此設(shè)計一個合適的料倉也很重要。一般選定倉的容量為設(shè)備臺時產(chǎn)量 3 ～5倍，在正常使用時，要求倉內(nèi)最低料位不能低于40%，起穩(wěn)流作用。

經(jīng)過研磨的煤粉流動性好，尤其在充氣的情況下，具有流態(tài)化性能，但若水分含量高或積壓存放時間較長，又可能出現(xiàn)粘結(jié)，因而煤粉不僅會涌料而且會棚倉，十分難于控制。煤粉供料的穩(wěn)定性、計量精度和氣力輸送時鎖風(fēng)已成為影響煤粉設(shè)備喂煤穩(wěn)定性和計量精度的三個主要問題。因此，只有著力解決煤粉供料中穩(wěn)流、控制和鎖風(fēng)問題，煤粉輸送才能做到易于控制。

煤粉若水分含量高或積壓存放時間較長，就可能出現(xiàn)粘結(jié)，在實際生產(chǎn)中也很難控制，會出現(xiàn)間斷下煤或不下煤。

基于粉體的力學(xué)現(xiàn)象及從料倉中卸出的形式的分析，專門設(shè)計的料倉形成了相對穩(wěn)定自成一體的料源，從而不受大料庫的物料架橋結(jié)拱等的影響。

整個設(shè)備穩(wěn)流給料機(jī)主要起穩(wěn)定料流作用，設(shè)有緩壓倉、均壓倉、計量倉，采用三層穩(wěn)流、攪拌結(jié)構(gòu)，物料不會在倉內(nèi)結(jié)拱、不會出現(xiàn)涌料現(xiàn)象，同時有效防止由于風(fēng)壓不均引起的上穿現(xiàn)象; 喂料均勻穩(wěn)定可靠; 卸料倉內(nèi)攪拌葉片的轉(zhuǎn)動，使得粉體層能夠整體分割，達(dá)到整體流的效果。攪拌葉片的轉(zhuǎn)動將粉體物料填入緩壓倉中，緩壓倉中的葉輪改變了物料進(jìn)入均壓倉的位置，避免了料倉的壓力對均壓倉的直接影響，為物料均質(zhì)創(chuàng)造了條件。均壓倉中隨著葉片的轉(zhuǎn)動物料在此倉中得到充分疏松，近似自然狀態(tài)，從而抵消容重變化給計量帶來的影響，計量倉為一容積式計量倉，變頻可調(diào)，隨時保證按工藝需求，提供穩(wěn)流均質(zhì)的粉體物料給計量設(shè)備。

設(shè)備能可靠的控制粉體物料的流速，給科里奧利秤提供穩(wěn)定的供料量，從而保證整個系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。

(2) 計量

我公司的科里奧利煤粉計量系統(tǒng)由穩(wěn)流給料裝置、科里奧利粉體流量計及新型螺旋泵及控制系統(tǒng)組成。其核心設(shè)備 FB － MULITION60 科里奧利粉體流量計利用科里奧利 (Coriolis) 力學(xué)原理測量粉體物料的質(zhì)量流量，計量原理獨特，計量準(zhǔn)確。

科里奧利粉體定量給料系統(tǒng)在控制方面，能夠按照設(shè)定的給料率準(zhǔn)確給料，通過調(diào)節(jié)穩(wěn)流給料機(jī)，自動調(diào)節(jié)物料流量，保持已設(shè)定的給料率連續(xù)不斷地輸送物料，并且能自動的累積輸送的物料量; 在操作上，可以通過儀表鍵盤實施操作，也可以通過上位機(jī)或過程管理系統(tǒng) DCS，完成系統(tǒng)的自動控制。

采用進(jìn)口施耐德變頻器調(diào)速，有啟動、變頻器啟動、故障、料倉料位超限等信號指示，可在本地及 DCS 計算機(jī)集中控制控制。

基于 “科里奧利”力原理的機(jī)械秤體經(jīng)過精湛的制造技術(shù)和嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和精度。高精度和高穩(wěn)定性的科里奧利粉體定量給料系統(tǒng)，已成為工業(yè)上粉體物料配料和計量的理想設(shè)備。

該系統(tǒng)是一種原理先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、計量精確、工作可靠又易于維護(hù)的新一代粉體計量系統(tǒng)。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要特點如下: ①秤體內(nèi)所有的軸承均采用進(jìn)口產(chǎn)品，電機(jī)和減速機(jī)采用德國 SEW 公司產(chǎn)品。②穩(wěn)流給料機(jī)主要起穩(wěn)定料流作用，采用三層穩(wěn)流、攪拌結(jié)構(gòu)，物料不會在倉內(nèi)結(jié)拱、不會出現(xiàn)涌料現(xiàn)象，同時有效防止由于風(fēng)壓不均引起的上穿現(xiàn)象;喂料均勻穩(wěn)定可靠。③科里奧利粉體流量計外形精巧美觀，計量精確穩(wěn)定。其設(shè)計和選型均要求最佳，其中所用軸承全為進(jìn)口，減速電機(jī)選用德國 SEW 公司產(chǎn)品。④整套系統(tǒng)運用科里奧利原理進(jìn)行檢測，測量物料的瞬時質(zhì)量流量，在計量原理上完全不同于溜槽式和沖擊式流量計，也不同于失重秤、轉(zhuǎn)子秤及環(huán)狀天平秤，是真正的質(zhì)量流量計; 引進(jìn)德國先進(jìn)技術(shù)，獨特的計量盤設(shè)計，能夠保證精確計量，轉(zhuǎn)子葉片采用特殊耐磨材質(zhì)，使用壽命更長，穩(wěn)定性更高，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，安裝維護(hù)方便，軸承部位采用氣體密封，機(jī)械密封和油封的技術(shù)方案，有效防止秤體內(nèi)部物料泄漏?？刂凭? (a) 稱量精度: ＜ ±0. 5%; (b) 流量控制誤差: ＜ ± 1% ⑤采用變頻調(diào)速方式，控制精度高、響應(yīng)速度快，可實現(xiàn)準(zhǔn)確穩(wěn)定給料。⑥穩(wěn)流給料機(jī)作為預(yù)給料設(shè)備，主要應(yīng)用在具有一定輸送壓力和計量精度要求相對較高的粉體計量系統(tǒng)上 (如水泥廠窯頭窯尾給煤系統(tǒng))。

整個系統(tǒng)控制功能特點: ①采用 FB － DACS5000控制系統(tǒng)即 PLC + 觸摸屏的控制結(jié)構(gòu)或智能儀表的控制結(jié)構(gòu); ②可實現(xiàn)連續(xù)供料計量; ③結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)簡便，運行可靠; ④自動測量系統(tǒng)零點，自動計算標(biāo)定系數(shù); ⑤友好的觸摸屏操作界面，使操作簡單，控制流程和系統(tǒng)狀態(tài)均可在線顯示; ⑥設(shè)有專門的參數(shù)表，使系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)，可在屏上實現(xiàn)集中和本地的切換; ⑦具有班累計、日累計、總累計顯示功能; ⑧扭矩檢測采用荷重傳感器; ⑨具有系統(tǒng)自診斷功能且可接入 DCS 系統(tǒng)。

(3) 鎖風(fēng)輸送裝置

在科里奧利煤粉計量系統(tǒng)中，經(jīng)科里奧利粉體流量計后的煤粉進(jìn)入螺旋輸送泵，螺旋輸送泵在系統(tǒng)中起到輸送和鎖風(fēng)的作用，在克服輸煤管道系統(tǒng)一定的壓力條件下，經(jīng)科里奧利粉體流量計計量后的煤粉快速均勻快速送入煤粉輸送管道中，管道內(nèi)的壓力變化和輸送風(fēng)壓變化時，螺旋泵必須有效阻斷輸送風(fēng)返竄并正常輸送煤粉，才能為計量設(shè)備提供正常的工作條件。

我公司的鎖風(fēng)裝置采用特殊螺旋泵，是為輸送粉狀物料而設(shè)計的，屬于重載荷型氣力輸送泵。

螺旋泵主要由螺旋軸、進(jìn)料箱、套筒、混合箱、卸料箱、軸承座、止回閥、底座等組成。需要輸送的物料進(jìn)入進(jìn)料箱后，螺旋軸將物料通過套筒推至混合箱中，混合箱噴出的壓縮氣流使物料流態(tài)化并沿管道輸送到卸料點。

該輸送泵采用變螺距設(shè)計，應(yīng)用噴射原理使螺旋泵出料端基本保持負(fù)壓狀態(tài)，有效地阻斷了系統(tǒng)風(fēng)壓變化對泵體出料的影響。

在軸承密封方面，采用氣封和油封機(jī)械密封結(jié)合的技術(shù)，有優(yōu)越的技術(shù)性能，螺旋葉片采用特殊耐磨材料，正常使用壽命可達(dá)三年左右，螺旋輸送泵結(jié)構(gòu)合理可靠，維護(hù)簡單，性能穩(wěn)定，完全能夠滿足科里奧利粉體計量系統(tǒng)的使用要求。

2 總結(jié)

目前國內(nèi)的煤粉計量系統(tǒng)多采用轉(zhuǎn)子秤，國內(nèi)許多水泥廠采用轉(zhuǎn)子秤，國內(nèi)煤粉計量系統(tǒng)多用科氏力煤粉計量系統(tǒng)，打破了我國新型干法水泥熟料生產(chǎn)線煤粉計量控制長期被國外產(chǎn)品壟斷的局面，對水泥生產(chǎn)計量與控制設(shè)備的國產(chǎn)化起到了積極作用。我公司通過努力，克服難關(guān)，研制出了自己的科里奧利煤粉流量計，將廣泛應(yīng)用與水泥熟料生產(chǎn)線。

 

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