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水泥生料质量控制现状分析

2021-02-09 21:19 作者:og真人游戏 点击:

  水泥生产过程中,入窑生料质量的合理与稳定很重要,是保证旋窑热工制度稳定的关键,在很大程度上决定了水泥熟料的产品质量和台时产量,影响企业的经济效益。

  目前,水泥生料质量控制的最大缺陷就是事后调整,这是几十年来一直沿用的传统方法,发现生料粉质量不符合要求时,几百吨不合格的生料粉已经生产出来了,因为检验和调整都是滞后的,只好依赖于后期的生料粉均化,如果入窑生料质量频繁变化,旋窑的热工制度就不会稳定,影响熟料的正常煅烧。

  生料均化库的均化效果受生料粉的库存量以及生料粉的质量等好多因素限制,如果生料粉库存量少,根本就没有均化效果,假如料库里面全部是一些比目标值高或者是比目标值低的生料,根本就没办法均化。好多水泥企业都是大批量进煤,货场装车时进行了一次混合,进厂卸车堆放时又进行了一次混合,煤均化库投放煤炭时再一次进行了混合,后期的煤炭粉磨也具有混合作用,所以入窑煤粉质量肯定是稳定的。水泥熟料通常是取瞬时样检验,有时熟料成分波动比较大,煤粉质量是稳定的,造成熟料成分不稳定的直接原因就是入窑生料粉的质量不稳定。出磨生料的后期均化,只是水泥生料事后调整的补救措施和无奈之举,而且很难保证入窑生料质量的合理与稳定。

  出磨生料三率值不合格,必须调整原料的配比,如何进行调整又是一个问题。水泥生料配料调整控制系统(或类似控制系统)从研发到现在,已有二十多年的历史,目前的水泥生料配料调整控制系统,只是一个简单的配料调整计算,而且实用价值不高,很多企业还是采用手工凭经验进行调整的老方法,并且无法知道当前的原料成分是否又发生了变化,所以出磨生料事后调整法时时被动,无法保证出磨生料三率值的合理与稳定。

  很早以前,出磨生料只有单一的几个控制项目,是靠手工进行化学全分析的,然后计算出生料的三率值,二十四小时进行一次化学全分析,滞后程度很长。现在改为多元素荧光分析仪进行出磨生料检验,同时给出各成分的含量及三率值,一小时检验一次,滞后程度是一小时,虽然滞后程度降低了,还是无法改变事后调整的被动局面。

  石灰石成分变化是影响生料成分变化的主要因素,假如出磨生料的调整周期是一个小时,如果石灰石成分的变化频率小于一小时,就失去了调整的必要。石灰石进行预均化的目的,就是为了延长石灰石成分的变化频率,降低石灰石成分的变化幅度。目前,石灰石预均化方法有圆形石灰石预均化堆场和矩形石灰石预均化堆场两种。对于圆形石灰石预均化堆场来说,由于布料层数少,均化效果比较差。而矩形石灰石预均化堆场,由于颗粒的离析效应,大块石灰石都滚到了料堆的底部,均化堆两头的石灰石成分变化很大,石灰石换堆前后原料配比很难调整,导致生料石灰饱和系数大幅度波动。有时候,矩形石灰石预均化堆场中部的石灰石成分并不稳定,导致生料成分不稳定,这些都是客观存在的问题,而且很难解决。

  水泥生料质量控制的目的,就是为了使水泥熟料三率值满足目标值要求,当熟料中煤灰带入成分发生变化时,必须及时调整生料的目标值。现在水泥生产用煤质量波动很大,特别是煤的灰分和煤灰的化学成分,有时差别很大,当更换生产用煤以及水泥生料与熟料之间的对应关系发生改变时,必须进行生料目标值调整。生料目标值调整离不开计算,由于实验室检验误差的客观存在,如:煤发热量、灰分、煤灰化学成分、水泥生料的检验误差,以及煤粉下料量的计量误差、熟料热耗的估计误差,这些误差的存在,都会导致教科书上介绍的计算公式不实用,由于缺少一种实用有效符合生产中实际对应关系的调整计算方法,管理人员通常凭经验进行调整,具有一定的盲目性,也无法实现计算机控制,还是采用几十年来一直沿用的凭经验进行调整的传统方法。

  用多元素荧光仪检验出磨生料时,由于矿物效应及其它因素影响,有时仪器检验数据与手工化学分析数据对比误差很大,需要调整仪器的化学偏差,按要求此时应同时调整出磨生料的目标值,好多企业在这方面是失控的,造成水泥生料与熟料之间的对应关系发生改变,熟料三率值满足不了目标值要求。另一方面,手工化学分析数据的检验误差是客观存在的,操作员之间的水平有时差别很大,而管理人员大多没有从事过化学分析,无法判断相关检验数据的置信程度,依据手工化学分析结果频繁调整仪器的化学偏差,错误的检验数据将起误导作用,目前在水泥生料质量控制方面,缺少一种水泥生料手工化学分析数据置信程度的判断方法,应该利用数据统计规律,实现计算机智能化管理,防止检验数据的误导作用。

  熟料三率值是我们的控制目标,生料三率值只是一个过程控制目标,让熟料三率值满足目标值要求才是我们的目的。前两年出现了一个“先检验后配用”的终极思路,采用每一种物料配置一台在线分析仪的措施,并将其集合成一个智能的配料系统。我们知道,每一种原料都有检验误差,生料检验以及原料计量都有误差存在,在实际生产控制中,熟料化学成分与生料化学成分之间,生料化学成分与原料配比、原料成分之间,都有一种符合生产实际情况的特定的对应关系,这种对应关系,每个企业都不相同,书本上理论性的东西往往不符合生产中的实际情况,要用生产中的对应关系去解决生产中的实际问题,所以这种控制思路很难成功。

  去年十月份,国家重点研发计划“水泥生产智能化控制关键技术及应用”已经启动,上述存在问题必须解决,否则谈不上智能化控制。水泥生料质量控制是一个复杂的过程,它包含了辅助原料的合理选择、石灰石的合理搭配和控制、待用石灰石原料配比的预测、检验数据置信程度的判断、原料配比的事先调整以及生料目标值的自动化调整等多方面内容,应该将这些过程融入一起,实现计算机智能化控制。未来的水泥生料质量控制,不能依赖于石灰石的预先均化和出磨生料的后期均化,应该走在事情的前面,对待用石灰石进行提前检验,采用科学有效的调整计算方法,充分利用在用石灰石分析成分和生产成分的对应关系,根据待用石灰石的预计使用时间,事先调整原料的配比,利用生产中的对应关系,解决生产中的实际问题,彻底走出出磨生料事后调整的老路,如果设计合理,前期的石灰石预均化已经没有必要,可以减少占地面积和投资,节省石灰石堆料和取料过程中的用电消耗,避免石灰石均化过程中的粉尘污染,减少了石灰石堆料机与取料机操作上的人工开资,及节能环保又增加经济效益。

  目前,水泥生产控制中的自动化和智能化发展很快,而质量控制中自动化和智能化发展却很慢。今年十一月份水泥碳交易将全面展开,降低二氧化碳排放,控制温室效应,势在必行,水泥企业压力巨大,竞争会更加激烈。加强质量管理和能源管理,提高产品质量,降低能源消耗,这是水泥企业的首要任务,水泥生料质量控制技术更需要改革和更新,为保证出磨生料质量的合理与稳定打好基础,进一步提高熟料的产品质量和台时产量,达到降低能源消耗增加经济效益的目的。(作者:烟台宝桥锦宏水泥有限公司 王中豪)

  我是86年开始从事水泥化学分析工作的,之后开始接触和从事质量管理,2010年从事新型干法水泥生产,然后接触到了“配料控制系统”这些类似的东西,根据多年的工作经验,从界面上就看出了存在问题,没有实用价值,从此开始了水泥生料质量控制方面的研究,也遇到了越来越多的实际问题,一直研究下去,共花了六年多的时间。

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