我公司是一个年产80万t水泥的粉磨站,有2条水泥粉磨工艺线和2条包装工艺线;有6个6000t的水泥成品圆库,1、3、5号形成一条包装工艺线,2、4、6形成另一条。其工艺流程如下:水泥圆库内底部是充气箱(平底),利用库底罗茨风机和分配器分风分区将水泥流化,通过气动转子阀门来控制水泥出灰。水泥经过斜槽进入胶带提升机,通过振动筛进入包装机的中间仓(约30t)。每条包装线配置一台8嘴回转式包装机,每台的包装能力为100t/h,中间仓下部有一台给料机和包装机连锁。

2存在的主要问题

1)库底下料量大时,造成胶带提升机跳停,且机井内溢灰很多,包装现场脏、乱,粉尘污染大。

2)中间仓内料量不易控制,包装机经常发生断料现象,造成一包水泥在包装机回转一圈后因袋重不够不落袋,形成一包水泥多次灌装,袋重不稳定(超重较多),且降低了产能。

3)设计中,中控岗位只定一个人,要监控原料进厂系统、库底配料系统、2套磨机系统、2套包装系统的供料以及所有在线设备的运行状况,包装系统事故频发分散了中控操作员80%的精力。

3原因分析

1)水泥库的流化下料很不稳定。当库内水泥没流化时下灰量很小,流化后有时流量会很大,尽管可通过控制罗茨风机的风量和调节闸门的大小来调节下灰量,但费时费力,又与包装机需要量不能同步,效果不佳。此时会造成提升机的电流急剧上升,而且当水泥在提升机下部机壳内急剧增多,超过料位控制线后就会造成提升机的跳停,但输送线上的水泥还在继续进入提升机,撑开提升机下部机壳上皮带的跑偏装置,轻则导致提升机井内积灰严重,经常达5

6t,最高时超过10t;重则造成提升机内料斗损坏、掉斗等。提升机井有4m深,只能靠人工一桶一桶地往上提,浪费大量的人力物力,污染环境,严重制约了生产。

2)中间仓料量控制方法不完善

①中间仓上原设计有电容料位控制仪,底部装有3个称重传感器。实际生产中是将电容料位控制仪的信号作为主控制信号使用,而称重传感器的信号仅作为显示信号。电容料位控制仪受外界环境的影响大,精度差,控制范围有限,而且因仓内粉尘过大易误报和失灵,造成中间仓料量的失控。有时中间仓料空,供料系统也不工作;有时中间仓料满,而供料系统还在工作,使水泥从振动筛上的排渣口溢出。称重传感器精度高、稳定可靠、控制范围大的优势没有被利用上。

②设备控制连锁关系不合理。电容料位控制仪的信号只和库底气动转子阀门连锁。这样,尽管气动转子阀门关闭,但库底罗茨风机和分配器还处于工作状态,由于转子阀门密封性能不好,流化后的水泥会从阀门空隙中流出,如果有结块的水泥卡住阀门,则漏灰更加严重。在包装机临时处理小故障待机时间较长时,漏灰导致中间仓料满后水泥从振动筛排渣口溢出,污染环境且又造成电力浪费。

3)中控室仅有胶带提升机的电流显示,其料量的检测和控制没有有效进入自动控制系统。

4改造方案

1)改变中间仓料位控制方案。将称重传感器信号由仅作为显示信号改为主控制信号,设定上下限来控制库底下料。将电容式料位控制仪由主控制信号改为高高报警信号,并去连锁电磁阀和罗茨风机的关停。它安装在称重中间仓的顶部,向内伸进1m,只控制中间仓的上限。实际生产中,由于称重信号很稳定,所以,该料位仪基本没起作用。

中间仓装满水泥时,约为30t,对应电流信号为20mA;空仓为0t,对应电流信号为4.0mA。理论上,中间仓内水泥上限控制在24t左右(容量的60%

80%)较为经济,可以减少空气分配器和罗茨风机的启动频次。但因为生产过程中控制有滞后、输送距离长,风送斜槽和胶带提升机等输送环节中余灰较多,而且考虑到水泥可能发生的结块卡住气动阀门,使阀门关不到位,中间仓料满后水泥从振动筛的出渣口溢出的情况(在运行过程中曾发生过上述情况),所以经过生产实践,我们将中间仓的下限位确定为5t,上限位定为10t,实际生产中,由于输送环节中余灰的存在,仓重常达12t。

2)变更设备间的连锁关系,使之更合理。提升机因要处理包装机漏灰、除尘器的集灰和栈房破包,必须常开;空气输送斜槽为防止机壳内积灰不好清理,也设定在常开状态。将库底气动阀门、罗茨风机和分配器连锁在一起同开同停,杜绝了气动阀门因密封不严漏灰情况的发生。

3)增加提升机料量的检测和控制功能。将提升机电流分三级,并结合称重仓仓重信号进行联合控制。

①包装机正常开始供料的工作情况:中间仓水泥量低于5t,提升机电动机电流在15～18A时(约是提升机的空载电流),启动水泥库底空气分配器、罗茨风机和气动阀门,开始供料。

②当中间仓水泥量低于5t,提升机电流为25～35A时,表明提升机内的物料较多,但在它的输送能力范围内,此时空气分配器、罗茨风机和气动阀门处于工作状态。但当提升机电流达到35A时,表明提升机内的物料太多,此时空气分配器、罗茨风机跳停,气动阀门关闭。为了保证包装机的正常供料,我们设定当提升机电流降至25A时再次启动空气分配器、罗茨风机和气动阀门,继续供料。

③当中间仓水泥量大于5t时,即使提升机电流从35A降至25A,空气分配器、罗茨风机和气动阀门还是关停状态。

在正常包装情况下,空气分配器、罗茨风机和气动阀门的一个工作周期约为10～30min(中间仓物料从5t以下升至10t以上)。

5改造效果

改造后的包装系统实现了供料自动控制,达到了预期目标。两年来的运行表明可靠性和安全性都非常高。实践中,我们认识到有些参数不一定很合理,还需优化,但比较实用,能完全满足我公司生产要求。

1)中间仓料量控制稳定可靠。提高了包装机的台产,减少了因断料造成的多次灌装的袋重误差,稳定了水泥袋重。

2)进入提升机料量的控制方法是有效的。杜绝了提升机因料多超负荷跳停和溢灰情况的发生,中间仓溢灰现象也杜绝了。

3)包装现场环境卫生状况很好,80万t包装系统现场每班只有一人值班,效率高。

4)中控操作员将主要精力集中在磨机系统上,包装系统只负责选定仓号和设备的第一次开机、最后的停机等。

6结束语

利用称重中间仓仓重信号和提升机电流信号,通过同中控计算机软件程序相结合,综合控制水泥库底空气分配器、罗茨风机和气动阀门的启停,实现了包装机水泥供料的自动控制。现在,中控人员只需按化验室给定的仓号选定出灰的水泥仓,只需负责设备的第一次开机和最后的停机,其余的交给包装当班值班人负责现场调度就可以了。