0 引言

优质的水泥取决于成分的均质稳定，这离不开生产过程的均质稳定：原燃料的均化，配料的准确，烧成系统热工制度的稳定，以及水泥制成过程控制的稳定，等等。在水泥的制成中，混合材使用得好，可以降低熟料的使用量，降低水泥的生产成本。但混合材配比控制不准，又会影响水泥的质量和系统的产量。

在混合材中，粉煤灰比较低廉，被广泛选用。但粉煤灰的物理性能，决定了其计量控制存在一定的难度。在河南FBTR水泥粉磨线上，粉煤灰的计量采用叶轮给料+斜槽+科氏秤系统结构，整个系统的计量控制不能满足生产需求。为了实现计量精准控制，选用了连续式失重秤计量系统，效果明显。本文对此改造进行介绍，仅供参考。

1 存在问题

河南FBTR 水泥粉磨线年产70万t水泥，其粉煤灰的计量，采用叶轮给料+斜槽+科氏秤系统结构，整个系统的计量控制存在很多问题。

（1） 计量精度不高，跟踪慢，波动大。叶轮给料机给料，粉煤灰经过斜槽流到科氏秤，中间有一定的距离，计量控制精度维持在2% ～10% 。为了保证水泥质量下限，会增加熟料掺量1% ～3% ，既增加了生产成本，又造成资源的浪费。

（2） 储料库内易结拱，不下料。粉煤灰在受潮的情况下，会在料库出料口上方形成倒锥形的空腔，不下料，造成料流不稳定。需要增加工人劳动强度来破拱。

（3） 窜仓，无法计量控制。一方面，为了防止库内结拱，在料库底部增加充气箱来流化物料，但是叶轮给料机很难锁住流化的物料，即使在叶轮给料机不运转的情况下，物料也会通过间隙流入斜槽，这样一来变频调整叶轮转速基本没有意义，很难控制；另一方面，料库破拱时，会有很大的冲击力，也会造成窜仓。

（4） 设备标定困难，工人劳动强度大。计量设计不可避免会出现设计零点漂移，特别是动态计量设备。此科氏秤采用扭矩传感器，只能通过实物标定，因此标定费工费时。

2 原因分析

粉煤灰容重0. 6～0. 8 t / m3 ，且自流性好，很容易窜仓和扬尘，还易吸潮、结拱，这些都给粉煤灰的准确计量带来很大的不便。

3 改造措施

针对以上问题，在对相关使用粉煤灰作混合材的企业进行调研的基础上，河南FBTR公司决定对粉煤灰计量系统实施改造。

3. 1 改造目标

根据叶轮给料+斜槽+科氏秤系统给粉磨系统带来的问题，河南FBTR公司制定的改造目标为：计量误差控制在0. 5% 以内；防止料库结拱，使物料充分流化；减小窜仓对计量的影响；代替实物标定，降低劳动强度。

3. 2 计量设备的选择

在调研对比中，我们见证了河南丰博公司的连续式失重秤计量系统（图1）在使用粉煤灰作混合材的企业中的运行效果。该系统计量精度≤±0. 4% ，控制精度≤±1% ，操作简单，界面人性化，性能稳定，标定方便，完全能够满足水泥生产过程中对粉煤灰的计量精度要求。

3. 2. 1 结构简介

从图1可知，连续式失重秤的称重仓和支架之间安装3个荷重传感器，用于计量称重仓物料重量，下部安装螺旋送料机，保证均匀出料。称重仓和缓冲仓之间，称重仓与收尘管路之间都采用软连接，以保证称重仓中物料的重量在称重时不受外界干扰。缓冲仓直接固定在支架上。连续式失重秤进料口与料库相连，出料口放置在需配料输送带上方，整体放置在地面上。

3. 2. 2 工作流程

在连续式失重秤计量系统中，物料由料库进入缓冲仓，缓冲仓进料阀、收尘阀、称重仓进气阀打开，缓冲仓进气阀、称重仓进料阀、收尘阀关闭，待物料堆积到达物料开关处，缓冲仓进料阀、除尘阀关闭。螺旋送料机连续均匀向外送料，称重仓物料不断减少，当称重仓物料重量达到下限时，称重仓进料阀、收尘阀、缓冲仓进气阀打开，称重仓进气阀关闭，待缓冲仓物料全部进入秤重仓，秤重仓进料阀、除尘阀、缓冲仓进气阀关闭，称重仓进气阀打开。生产中依次重复上述过程。

3. 2. 3 连续式失重秤计量原理

螺旋送料机不断向外出料，称重仓重量不断减少，输送量等于称重仓的减少量。假设此时重量为X，下一秒重量为Y，则1 s内称重仓的重量减少X－Y，将时间T内的称重仓减少量进行累加，获得重量累加量为M，则流量Q=M/T。

3. 3 具体实施

2010年6月，FBTR 公司购进连续式失重秤，对粉煤灰计量设备进行彻底改造。

（1） 在安装时，三只传感器均布于计量仓下，并支撑计量仓，出料装置采用变频调速，保证计量及控制精度。

（2） 在料库底部增加充气箱、流化棒等流化装置，使物料充分流化，降低料库结拱机率。

（3） 采用双仓式结构：在缓冲仓与计量仓之间增加闸板阀（粉体物料专用孔板阀），彻底解决了窜仓对计量装置的影响。

（4） 计量仓上增加有相应标定装置，只需要将标定砝码挂在标定装置上，可轻松实现标定。

4 实施效果

自2010年6月FB TR 公司使用连续式失重秤以来，效果显著。系统运行稳定，有效地解决了以往粉煤灰窜仓、堵料问题，极大地减少了工人维护工作量；系统计量精度高，计量精度稳定在0.4% 以内。改造前，计量设备计量控制误差为2% ～10% ，化验室为保证水泥质量下限会增加熟料掺量1% ～3% 。该系统的改造，即使按少掺熟料1. 0% 计算，如果熟料为200 元/ t ，这条线年产70万t水泥，则每年可节约高达140万元生产成本。本次改造可以说是投入小、见效快的一个典型案例。

 

作者：袁曙光，陈文成， 刘朝阳，施绍献

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