我公司2500t/d和5000t/d兩條生產(chǎn)線生料均化庫(kù)底喂料系統(tǒng)采用的都是“充氣中間倉(cāng)+氣動(dòng)流量控制閥+沖擊流量計(jì)”模式。此種喂料控制方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且性能穩(wěn)定，在國(guó)內(nèi)同期的生產(chǎn)線中有廣泛的應(yīng)用，但是由于該種喂料方式主要靠流量閥的開度調(diào)節(jié)，線性度不好，受標(biāo)準(zhǔn)倉(cāng)位和充氣壓力等影響比較大，以至于入窯喂料穩(wěn)定性不足。我公司通過幾年的使用，采取了多項(xiàng)措施對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使得入窯喂料穩(wěn)定性得到了有效的提高。本文以5000t/d生產(chǎn)線為例進(jìn)行介紹。

  1 喂料系統(tǒng)流程及存在的問題

  生料均化庫(kù)庫(kù)底卸料采用對(duì)稱兩區(qū)同時(shí)下料、輪流開啟的方式。出倉(cāng)喂料則是通過“沖擊流量計(jì)+流量控制閥”PID程序回路控制，操作人員給定喂料量目標(biāo)值，沖擊流量計(jì)檢測(cè)出實(shí)際喂料量，PID程序通過對(duì)比反饋與目標(biāo)值大小控制流量閥開度。庫(kù)底設(shè)備的收塵由中間倉(cāng)頂部和均化庫(kù)外側(cè)兩個(gè)脈沖布袋除塵器承擔(dān)，提升機(jī)以及預(yù)熱器頂部斜槽內(nèi)收塵則是通過與C1旋風(fēng)筒連通來(lái)實(shí)現(xiàn)。喂料系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 入窯喂料系統(tǒng)示意

  生產(chǎn)中入窯喂料提升機(jī)功率（額定90kW，正常運(yùn)行63kW左右）波動(dòng)較大，達(dá)到±3kW，甚至±5kW以上，與周圍廠家相比波動(dòng)較大，也使得流量波動(dòng)達(dá)8~10t/h，波動(dòng)范圍超過流量設(shè)定值的3%。

  2 原因分析

  2.1 生料中間倉(cāng)倉(cāng)重不穩(wěn)定影響出料穩(wěn)定性

  中間倉(cāng)卸料與出庫(kù)卸料方式一樣，都是通過在倉(cāng)底吹入一定壓力的空氣，通過在料倉(cāng)底部裝設(shè)充氣箱，使粉體充分流態(tài)化后用流量閘閥的開度來(lái)控制出料量，此類調(diào)節(jié)裝置對(duì)倉(cāng)壓及粉體流動(dòng)性非常敏感，非線性變化嚴(yán)重，甚至可能出現(xiàn)調(diào)節(jié)失控現(xiàn)象。我們經(jīng)過試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，倉(cāng)重相差1t，其他條件不變時(shí)，流量計(jì)的反饋數(shù)值至少波動(dòng)3t/h，倉(cāng)重相差2t時(shí)，反饋值波動(dòng)5~6t/h。而正常生產(chǎn)過程中，中間倉(cāng)的倉(cāng)重波動(dòng)一般在±1.5t左右，也比其他兄弟廠家略高。

  通過觀察總結(jié)，我們認(rèn)為造成中間倉(cāng)重波動(dòng)的因素有：

  1）生料庫(kù)各個(gè)下料區(qū)的下料性能不一致

  生料庫(kù)6個(gè)下料區(qū)內(nèi)都埋有各自的充氣箱，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用后，充氣箱和管道等出現(xiàn)了損壞或堵死情況，造成各個(gè)區(qū)域之間的充氣流態(tài)化能力各有不同。在實(shí)際生產(chǎn)使用中，為了保證均化效果，6個(gè)下料區(qū)兩兩對(duì)稱地分為3個(gè)組，每組輪換下料20min。在輪換過程中由操作人員手動(dòng)調(diào)節(jié)流量閥開度來(lái)保持中間倉(cāng)重，由于各區(qū)的下料能力不同，所以往往會(huì)造成調(diào)節(jié)滯后，進(jìn)而引起中間倉(cāng)重的較大波動(dòng)。

  2）換區(qū)影響了下料穩(wěn)定性

  生料庫(kù)內(nèi)6個(gè)區(qū)域充氣箱的氣源與出料斜槽的氣源是一體的，都來(lái)自庫(kù)底羅茨風(fēng)機(jī)，然后統(tǒng)一通過一組電磁閥來(lái)分配控制。

  換區(qū)時(shí)，一方面由于電磁閥開度影響，系統(tǒng)通風(fēng)阻力會(huì)有驟然增加的現(xiàn)象，以至于每當(dāng)換區(qū)時(shí)羅茨風(fēng)機(jī)的安全閥會(huì)打開放氣。壓力的驟然變化會(huì)造成庫(kù)內(nèi)物料的充氣程度變化，進(jìn)而造成出料速度變化，經(jīng)觀察研究，去除這個(gè)影響需要2~3min時(shí)間。

  另一方面，換區(qū)后由于前一區(qū)內(nèi)仍然存在較多高充氣率和高流態(tài)化的生料，很難被截?cái)?，所以在氣?dòng)流量閥關(guān)閉后的一段時(shí)間內(nèi)，在閥門縫隙中仍然存在出料情況，而且這個(gè)出料會(huì)因?yàn)楦鱾€(gè)區(qū)生料充氣流動(dòng)性和閥門縫隙的不同而不同，進(jìn)而造成了倉(cāng)重的波動(dòng)。

  2.2 喂料系統(tǒng)內(nèi)壓力波動(dòng)影響了喂料控制回路

  中間倉(cāng)出料系統(tǒng)是通過PID程序調(diào)節(jié)流量閥進(jìn)行控制的，沖擊流量計(jì)檢測(cè)出倉(cāng)物料增加出料流量與設(shè)定流量的偏差，然后通過PID算法來(lái)調(diào)整氣動(dòng)流量控制閥控制下料量。流動(dòng)的氣體會(huì)對(duì)流量計(jì)測(cè)板產(chǎn)生較大的力，從而引起反饋數(shù)值的變化。為了驗(yàn)證，我們?cè)诔隽闲辈凵戏皆黾恿素?fù)壓表，發(fā)現(xiàn)喂料系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)壓變化巨大且與沖擊流量計(jì)的反饋波動(dòng)存在明顯的相關(guān)性。

  根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)流程來(lái)看，造成喂料系統(tǒng)內(nèi)壓力變化的原因主要有兩個(gè)方面，一是為喂料系統(tǒng)收塵的兩個(gè)袋式除塵器脈沖反吹時(shí)收塵風(fēng)量變化大；另一個(gè)是C2-C1管道內(nèi)的壓力存在波動(dòng)，通過收塵管道影響了喂料系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。

  3 解決措施

  3.1 增加中間倉(cāng)料位PID控制回路

  增加了中間倉(cāng)料位PID控制回路，通過倉(cāng)重傳感器檢測(cè)倉(cāng)重，比較倉(cāng)重變化量與設(shè)定流量的偏差，通過PID算法來(lái)調(diào)整流量閥，控制下料量，提高了控制精度。

  3.2 出料控制思路進(jìn)行改動(dòng)

  將“助流空氣截止后流量閥自動(dòng)關(guān)閉”的做法改變?yōu)椤爸骺諝怅P(guān)閉后流量閥關(guān)閉到20%”，這樣可以使后續(xù)余料平緩流出，減少流量閥關(guān)閉后因縫隙不同造成的出料波動(dòng)；將換區(qū)時(shí)“前一區(qū)助流空氣截止，后一區(qū)同時(shí)開啟充氣”的做法，改變?yōu)椤扒耙粎^(qū)三個(gè)電磁閥陸續(xù)截止助流空氣，后一區(qū)同時(shí)陸續(xù)開啟充氣”，這樣減少了助流空氣的壓力波動(dòng)，避免了系統(tǒng)換區(qū)時(shí)羅茨風(fēng)機(jī)安全閥放氣現(xiàn)象的出現(xiàn)。

  3.3 吹庫(kù)風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速

  將吹庫(kù)的羅茨風(fēng)機(jī)改為變頻控制，有利于入庫(kù)助流空氣壓力的穩(wěn)定，同時(shí)在羅茨風(fēng)機(jī)管道上增加遠(yuǎn)傳壓力表，然后使壓力反饋與庫(kù)底羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速形成控制回路，中控操作人員給定吹庫(kù)壓力，由程序自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，這樣可以使入庫(kù)風(fēng)壓進(jìn)一步得到穩(wěn)定。

  3.4 采取措施使出料系統(tǒng)內(nèi)的氣壓穩(wěn)定

  在出料斜槽上方的收塵管上增加截止閥，阻斷倉(cāng)頂除塵器與出料斜槽的連通，避免了倉(cāng)頂除塵器脈沖反吹對(duì)出料系統(tǒng)內(nèi)壓力的影響。出料系統(tǒng)收塵負(fù)壓則完全靠與C1-C2管道連接的收塵管保持，并在靠近沖擊流量計(jì)的斜槽上方增加了一個(gè)排空管與外界大氣連通（見圖2），引入外界空氣作為補(bǔ)充，使得流量計(jì)上方始終保持穩(wěn)定的微負(fù)壓環(huán)境。

圖2 斜槽上方增加排空管

  4 整改后的效果

  改造后生料下料穩(wěn)定性明顯提高，喂料秤反饋數(shù)值波動(dòng)變小，窯系統(tǒng)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

  表1 改造前后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比