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行業能力

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建材行業

建材行業能力


1、水泥生產線工藝

1.1、工藝說明 

一般來講,水泥行業生產的是硅酸鹽水泥,硅酸鹽水泥是一種細致的、通常為灰色的粉末,它由鈣(來自石灰石)、硅酸鹽、鋁酸鹽(黏土)以及鐵酸鹽組成。在一個硅酸鹽水泥工廠中,水泥生產工藝的主要過程是原料破碎粉磨后制成生料,然后再把生料送入高溫窯爐中用燃料將其煅燒成熟料,最后將熟料與適量石膏混合磨細制成水泥,需要經過礦山開采、原料破碎、黏土烘干、生料粉磨、熟料煅燒、熟料冷卻、水泥粉磨及成品包裝等多道工序。

總之,其生產過程可概括為“三磨一窯”,可分為四個步驟:

1、 生料制備:即將石灰質原料、黏土質原料與少量校正原料徑破碎后按一定比例配合、磨細并調配成合適、量質均勻的生料;

2、 媒粉制備:水泥生料煅燒所需的煤炭,必須制備成媒粉,提供媒粉燃燒所要求的粒度,以便于充分燃燒,得到足夠的燃燒反應能力;

3、 熟料煅燒:熟料球形結塊的直徑必須再0.32-5.0cm范圍之內,它們是在原料之間的化學反應中產生的。即將生料放在水泥窯內煅燒至部分熔融以及得到硅酸鹽水泥熟料,并儲存至熟料料庫;

4、水泥粉磨及出廠:即將熟料加入適量石膏、混合材或添加劑共同磨細為水泥,并包裝出廠。粉磨過程在封閉系統中進行,該系統配備了一個空氣分離機,用來按大小將水泥顆粒分開,沒有完全磨細的材料被重新送過該系統。

 

1.2工藝系統概況 

1.2.1破碎及預均化  

1、破碎  

水泥生產過程中,大部分原料要進行破碎,如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產水泥用量最大的原料,開采后的粒度較大,硬度較高,因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。

2、原料預均化  

預均化技術就是在原料的存、取過程中,運用科學的堆取料技術,實現原料的初步均化,使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。 采用過程控制的方式控制原料預均化,是原料的均化和貯存更加方便,采用AB的FactoryTalk SE 上位機軟件通過赫思曼RS20交換機進行數據通信從而實現遠程控制,監控。

1.2.2生料制備 

水泥生產過程中,每生產1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料(包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏),據統計,干法水泥生產線粉磨作業需要消耗的動力約占全廠動力的60%以上,其中生料粉磨占30%以上,煤磨占約3%,水泥粉磨約占40%。因此,合理選擇粉磨設備和工藝流程,優化工藝參數,正確操作,控制作業制度,對保證產品質量、降低能耗具有重大意義。

1.2.3 生料均化

新型干法水泥生產過程中,穩定入窖生料成分是穩定熟料燒成熱工制度的前提,生料均化系統起著穩定入窖生料成分的最后一道把關作用。采用Rockwell的控制器去做PID溫度的優化,用FactoryTalk SE 進行數據參數的優化。

1.2.4 預熱分解

把生料的預熱和部分分解由預熱器來完成,代替回轉窯部分功能,達到縮短回窯長度,同時使窯內以堆積狀態進行氣料換熱過程,移到預熱器內在懸浮狀態下進行,使生料能夠同窯內排出的熾熱氣體充分混合,增大了氣料接觸面積,傳熱速度快,熱交換效率高,達到提高窯系統生產效率、降低熟料燒成熱耗的目的。

1、物料分散  

換熱80%在入口管道內進行的。喂入預熱器管道中的生料,在與高速上升氣流的沖擊下,物料折轉向上隨氣流運動,同時被分散。

2、氣固分離  

當氣流攜帶料粉進入旋風筒后,被迫在旋風筒筒體與內筒(排氣管)之間的環狀空間內做旋轉流動,并且一邊旋轉一邊向下運動,由筒體到錐體,一直可以延伸到錐體的端部,然后轉而向上旋轉上升,由排氣管排出。

3、預分解  

預分解技術的出現是水泥煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和回轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上升煙道,設燃料噴入裝置,使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程,在分解爐內以懸浮態或流化態下迅速進行,使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在回轉窯內進行的碳酸鹽分解任務,移到分解爐內進行;燃料大部分從分解爐內加入,少部分由窯頭加入,減輕了窯內煅燒帶的熱負荷,延長了襯料壽命,有利于生產大型化;由于燃料與生料混合均勻,燃料燃燒熱及時傳遞給物料,使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優化。因而具有優質、高效、低耗等一系列優良性能及特點。

 

1.2.5 水泥熟料的燒成

生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解后,下一道工序是進入回轉窯中進行熟料的燒成。在回轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解并發生一系列的固相反應,生成水泥熟料中的礦物。隨著物料溫度升高近時,礦物會變成液相,溶解于液相中的 進行反應生成大量 (熟料)。熟料燒成后,溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機將回轉窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度,同時回收高溫熟料的顯熱,提高系統的熱效率和熟料質量。

1.2.6 媒粉制備

1.2.7 熟料調配 

1.2.8 水泥粉磨

水泥粉磨是水泥制造的最后工序,也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料(及膠凝劑、性能調節材料等)粉磨至適宜的粒度(以細度、比表面積等表示),形成一定的顆粒級配,增大其水化面積,加速水化速度,滿足水泥漿體凝結、硬化要求。

在石灰石破碎電氣室、石灰石預均化電氣室、原料粉磨及廢氣處理,原料磨電氣室、熟料輸送,燒成窯頭,窯頭電氣室、煤粉制備及計量輸送,煤磨電氣室、窯尾電氣室。每個電氣室的風機、皮帶、板喂機驅動采用的是羅克韋爾PF753系列的變頻器,其中板喂機和皮帶機采用重載類型,雙電機主從控制通過赫思曼RS20交換機通訊組成環網,變頻器用磁通矢量控制,內置DviesLogix邏輯控制功能,是雙電機達到力矩同步功能。提升機采用羅克韋爾SMC-Flex軟啟動,具有可選突起動的軟啟動,限流起動,雙斜坡起動、全壓起動、預置低速、突跳起動的線性加速、軟停車功能,通信網卡,以太網卡采用20COMME?;?/span>轉窯采用羅克韋爾PowerFlexDC直流傳動,電樞勵磁一體化。液晶顯示面板簡單操作,多種網絡通信,可和變頻器軟啟動通信卡通用。具有性能的控制模式,可顯示段運行,690V電壓等級電流可達1500A,雙直流傳動同步主從控制。每個電氣室控制柜采用的霍夫曼MI9機柜,防護等級IP55,在粉塵較多的場合防止粉塵。并柜的過程采用柜組件,使機柜的防護等級降低。更好適用于各個電氣室的應用。

 

 

2.3系統構成 

 

 

PA總線儀表以及帶DP的成套設備,我們采用DA公司的Modbus通訊網關,把這些設備通過以太網接入工業交換機,然后通過OPC方式接入控制系統。一個通訊網關有2RS485接口,每個接口最多可以帶32個站點,通訊傳輸速率:1200 bit/s~115.2Kbit/s。 

采用FactoryTalk SE 軟件,用server/clinet結構,服務器和通訊均成對配置,二臺服務器互為備用,任何一臺服務器故障,另一臺服務器均無擾地進行切換。

采用原裝進口工業級管理型赫斯曼交換機,支持環網技術,環網故障自復時間小于20ms。。

采用FactoryTalk 平臺的 WEB發布軟件,進行網絡發布,可以在IE瀏覽器里面就能夠看到上位機畫面的內容,滿足BS架構。

采用羅克韋爾工業數據中心IDC建立工業私有云用當前主流的工業數據中心虛擬化技術,把生產區域中各系統服務器(包括MES服務器,SCADA管理服務器,歷史數據庫服務器,實時數據庫服務器,WEB發布服務器,視頻服務器,安防服務器等),操作員站,工程師站的系統集中在集團或者工廠私有的云端服務器上,在傳統的系統操作員工位上放置瘦客戶機。顛覆傳統結構,既最大限度地保持原本的服務器架構,又利用私有云技術強化服務器性能及可靠性,延長系統生命周期,?;ち擻沒У耐蹲?。