本文的主要内容是关于水泥厂包装机和供料系统存在的问题和改造方案及效果分析。

水泥厂是一个年产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，水泥厂包装机供料系统存在的主要问题

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,水泥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供料系统。

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表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

改造后的自动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,能完全满足水泥厂生产要求。

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包装供料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。

另外，控制器/仪表的质量对包装设备本身的影响是较大的，一个好的包装秤仪表将会大大减少包装机的磨损与故障发生率，延长其使用寿命，保障生产质量和生产安全。

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