国内外水泥生产自动化及测控技术介绍_王俊杰

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2014

2015.No.10

国内外水泥生产自动化及测控技术介绍

王俊杰1，田桂萍2，汪

（1.中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室，北京

中图分类号：TQ172.1；TH7

文献标识码

：

澜1

100024）

100024；2.建筑材料工业技术情报研究所，北京

文章编号：1002-9877（2015）10-0052-05

DOI:10.13739/j.cnki.cn11-1899/tq.2015.10.023

促进包括水泥行业在内的原材料工业两化融合与智能化发展，应用互联网、云计算、大数据、物联网与现代制造业有机结合，推动传统行业结构优化与产业转型，由自动化向智能化发展，是我国工业发展的重要方向。自动化及测控技术是实现智能化的基础，为此，本文对国内外水泥行业生产自动化及测控技术运行的现状进行介绍，以期为我国水泥工业智能化发展提供一定的参考。

作为典型的流程工业，水泥行业生产过程主要包括生料粉磨、熟料煅烧和水泥粉磨等环节。为此，本文以水泥生产工艺流程为主线来介绍。

图1

安装于斜槽（左）和皮带（右）上的

SpectraFlow在线分析仪

1.1

生料粉磨

生料自动配料

自动配料的前提是实时掌握生料化学成分的变

化，并及时反馈给配料系统，调整皮带秤速度。因此，生料化学成分的在线检测是实现自动配料的关键。

近红外线光谱（NIR）分析和伽马中子活化是目前在线检测生料成分较为流行的方法。NIR分析方法的原理是吸光度与目标成分的含量呈线性关系，而总吸光度是各成分吸光度的线性组合，因此非常适合对生料成分进行在线检测。伽马中子活化分析是利用热中子辐射俘获产生的伽马射线对物质进行成分分析，根据伽马能谱特征峰的能量和强度便能够确定元素的种类和含量。

文献[1]介绍了ABBSOLBAS

图2阿曼莱苏特水泥厂的SpectraFlow分析仪

国内有部分水泥企业采用了伽马中子活化分析技术，应用最早的是华新水泥厂。文献[3]介绍了华新水泥厂在2000年就使用在线中子活化分析仪实现水泥生产质量前馈控制的技术应用和效果。该技术具有较好的准确度和精确度，同时由于是实时分析，可及时调整生料配比，增强均化库的均化效果。据介绍[3]，应用该技术后，生料化学成分的均匀性大大提高，出磨生料三率值的标准偏差达到SKH=0.01，SSM=0.07，

技术，其是NIR方

法用于矿物分析的一种延伸，其扫描速度非常快，波数测量范围是4000cm-1至12000cm-1，可提供准确连续的测量值。基于该方法的SpectraFlow在线分析仪可安装于空气输送斜槽或皮带上方，扫描的光谱传输到工业计算机进行数据处理，即进行生料化学成分分析，而无需在取样站取样及在化验室分析。分析仪主要包括一个基于ABBFTIR的光谱仪和相关操作装置，无需对空气输送斜槽或皮带进行改造（如图1所示）。为了稳定生料的化学成分，阿曼莱苏特水泥厂在生料输运皮带上安装了SpectraFlow在线分析仪[2]（如图2所示）。据介绍，SpectraFlow分析仪投入运行后已实现了节约能耗5%~10%、产量提高3%的目标。

SAM=0.04，为稳定生产提供了原料保障。与此同时，德

国水泥协会（VDZ）“第五届水泥制造工艺技术国际大会”也表示，“结合有效的开采控制，借助于在线中子测试分析仪可使堆场原料化学成分均匀”，从而使得“生料均化库更多地是作为预防生料磨停机的缓冲储存，而非为入窑前生料均化而建立的”。

目前，伽马中子活化技术已被国内外诸多水泥企业用于在线监测石灰石等原料的成分。根据监测结果，由在线监测系统实时调整生料配比，使出磨生料成分波动水平达到入窑生料控制水平，减小对生料均