生料转子秤在生料入窑喂料系统中的应用

赵小雷（莒县中联水泥有限公司，山东 日照 276528）

0 前言

莒县中联水泥有限公司（以下简称我公司）目前拥有一条4000t/d新型干法水泥熟料生产线，回转窑规格Φ4.8m×74m，所生产的熟料具有色泽美观、碱含量低、强度高的特点。众所周知，水泥熟料煅烧的关键是稳定合理的热工制度，它取决于风、煤、料的合理匹配，入窑生料喂料的稳定性是保证熟料产质量的关键因素之一。

自然状态下，生料粉具有一定的流动性和较小休止角，影响其流动性的因素有很多，如颗粒尺寸与级配、颗粒形状和粗糙度、比表面积等，此外水分含量和气体流场对它的影响也是非常强的。水分含量与其流动性成反比，而干燥的粉体生料在伴有气体流场存在的情况下流动性较好。生料粉体本身的性质决定了在其输送的过程中准确、稳定的计量控制是非常困难的，既要计量准确，又要灵活控制，这是对入窑生料计量控制系统最基本的要求。

1 存在的问题

我公司生料库采用Φ22.5 m NGF型生料均化库，标准储量2万t，库底生料计量标准仓规格为Φ 3.715 m×6 m，生料入窑喂料采用流量调节阀加冲板流量计的计量方式，见图1，固体流量计采用DLD6.5型冲板流量计，在长期的使用过程中具有明显的缺陷，存在入窑生料给料不稳定、计量不准现象，从运行参数看，入窑斗提电流波动范围较大（8 A上下）。

图1 冲板流量计计量方式示意图

对此，我们对秤体进行详细检查，对能引起固体流量计喂料量波动的因素进行了处理，通过稳定标准仓料位、优化PID控制参数等方法，喂料量波动较大的现象依旧存在。经分析我们认为固体流量计的计量方式主要存在以下问题，首先系统采用的流量调节阀的开度调节与入窑生料粉体的流量之间不存在线性相关性，更多的是受标准计量仓仓重的变化、气体压力的变化影响较大；其次，冲板流量计与流量调节阀之间无论是自动化控制还是操作员手动操作调节阀门开度，两种方式都存在调节滞后、计量反应慢的特点，这严重影响了入窑生料喂料的稳定性。

熟料烧成系统一直存在头煤用量较大、预热器系统压力波动大、分解炉系统塌料频繁的现象，这与入窑生料喂料的不稳定有着较大的关系。使用固体流量计喂料，斗提电流波动范围较大，高点达到8A左右，来料的不稳定引起回转窑系统热工制度的不稳定。窑电流波动大，出窑熟料不均匀，结粒不好，造成一室压力波动较大，篦冷机料层不稳导致入窑二次风温忽高忽低，系统煤耗较高，耐火砖使用寿命降低，最终造成熟料产质量的下降。

为了优化系统热工制度、解决分解炉塌料等现象，必须解决入窑生料计量不稳定的问题，现有的冲板流量计的计量稳定性差、波动范围过大，远超出了正常要求范围。对此我们对比各种入窑生料喂料方式后，决定使用转子秤喂料的方式进行改造替换，生料转子秤喂料具有很多的优点，给料稳定、计量准确，对生料粉体的适应能力强，便于安装调节、维护费用较低。

2 改造方案

在计量标准仓主下料口的位置，在原有的冲板流量计平台上安装生料转子秤，拆下冲板流量计和流量调节阀安装在备用下料口做备用设备，见图2。在原检修平台处，现场用200H钢制作生料转子秤底架，并将平台和底架加固。将生料转子秤出料口和斜槽上的进料口安装到位，主体设备就基本安装到位，然后安装气动闸板阀和手动闸阀，使之与标准仓主下料口相连；排气管道直接接入标准仓顶部，助流风管接入斜槽风机排风管，以平衡系统内部压力，实现均匀下料。

如图2所示，生料转子秤采用特有的流量控制模式，使生料粉的计量更加精确，流量控制更加稳定，采用气动闸板阀控制进入转子秤的生料量，拆除原有的流量调节阀，降低了连续给料故障率，秤体内填充系数提高，荷重信号真实可靠，在物料容重发生变化时，转子秤能自动调整速度来满足设定的流量要求，从而实现喂料的均匀稳定、计量准确、运行稳定可靠的目的。

图2 冲板流量计和生料转子秤

转子秤喂料过程为：生料粉经气动闸板阀喂入生料转子秤，进入转子秤的粉体由转子从进料口带至出料口并喂入空气输送斜槽。具体运行过程中在转子秤除皮操作时，控制模块记录下秤体整体重量，带料运行后，生料转子秤电机减速机转动产生速度信号传递给控制模块，称重传感器检测秤体重量的变化，由控制模块计算出荷载后转子运行到出料口所需要的线速度，在当成体内生料运送至出料口位置时控制模块输出计算的速度调节信号，以及时、准确的控制转子秤转速来实现生料粉体连续精确的定量给料。生料转子秤主要技术指标见表1。

表1 转子称更主要技术参数

与传统的冲板流量计定量给料相比，生料转子秤采用了准线性定量喂料系统，通过转子秤转速调节改变入窑物料量，优化了水泥熟料生产线入窑生料喂料工艺，使入窑生料喂料量的调节快速、准确，保证料流均匀、稳定，避免了操作员的频繁操作调整，稳定了系统热工制度，为熟料产质量的提高提供了条件，改造前后系统参数见表2。

表2 改造前后系统参数变化

3 结语

通过生料转子秤的使用，入窑生料的稳定性得到了得到了明显的改进，预热器系统塌料情况基本消失，斗提电流波动范围控制在3A左右，窑电流波动范围在150A上下，出窑熟料均匀稳定，窑热工制度得到很大的改善，二次风温稳定在1100℃以上，窑系统产质量都有了很大的提高。