水泥散装系统的改造

水泥散装系统的改造（共5篇）

水泥散装系统的改造 篇1

1 存在问题

濮阳同力水泥有限公司隶属于河南省豫鹤同力水泥有限公司, 现有两条水泥粉磨生产线, 一期年产100万吨水泥粉磨生产线2006年4月份投产, 二期年产120万吨水泥粉磨生产线2012年8月份投产。

公司共有8个散装车道, 一、二期生产线各4个。一期采用南通某公司生产的设备, 二期采用唐山某公司生产的设备, 两家生产的散装设备工作原理相同, 外形尺寸不同。

水泥散装车在散装放料时, 散装车前端的放料口冒粉尘较大, 散装车内没有负压, 严重污染了环境, 并造成浪费。

2 原因分析

(1) 散装伸缩袋下部散装头制作结构不合理, 具体形状如图1所示。

当散装放料时, 水泥从下料区出来, 因距离负压进风区较近, 部分水泥直接从负压区进入风道, 增大了收尘器的收灰量, 影响了收尘器的收尘效率, 并且散装车前收面观察口无法形成负压开始冒灰, 如图2、3所示。

(2) 散装伸缩袋收尘风量不足。

散装库上所配收尘器风量10240m3/h, 收库内粉尘风量为5000m3/h, 收散装设备处风量在1900 m3/h左右, 根据现场观察及通过管道直径测算, 散装设备处风量严重不足, 在散装车内无法形成负压。

3 采取措施

(1) 改造散装设备。 (见图4) 将下料区和负压进风区分开, 减少负压进风区的粉尘量, 提高收尘器的收尘效率。

(2) 加大散装设备的收尘风量, 将收尘风管由原来的一根增加到三根, 将库内负压管道加装调节阀, 调整库内收尘风量。

(3) 严格操作程序, 将散装设备放到散装车下料口上, 等车内负压形成后再开始下料。

4 结语

改造后的收尘效果见图5。改造后每天可减少50kg的水泥粉尘排放, 促进了公司的环保工作。

水泥散装系统的改造 篇2

1 工艺布置存在问题

1)供风管路工艺布置及结构不合理

每台空压机出口各有一个2m3的储气罐, 距用风口处有130m远, 而用风口处却没有布置储气罐, 瞬间大量用风得不到缓冲，风压下降快，水泥在管道里容易沉积，易造成管路堵塞。

供风管路弯头太多，阻力大，空压机到用风口处有90°弯头或相当于90°弯头达22个。

2)水泥输送管路结构不合理，有2条管路，在每条管路中部设置1个转向球，转向球前后段管路成90°夹角，见图1。每个转向球都会增加阻力系数1.3倍，影响卸车速度。

2 解决措施

1)将空压机出口储气罐留一个，另两个挪到用风现场，增加现场用风的风量储备。

供风管路的布置尽量取直，将原来的22个弯头减少了10个，减少了供风阻力。

2)水泥输送管路取直，去掉中间转向球，由卸车处直线送往库上。两根管道最长26m，最短22m。由于管路长，自重下垂度较大，管路下面还是丁字马路，无法在路面上安装支腿架，因此利用原来的Φ159mm厚壁无缝输送钢管制作桁架，见图2。该法解决了管路下垂问题，保持了直线输送水泥，减少了转向球造成的阻力和对管道壁的磨损，同时还能增加管路的稳定性，防止输送水泥时由于管路长造成的颤动。

3 效果

水泥散装系统的改造 篇3

常规散装干混站的主要功能可以概括为以下几个方面:对水泥与外加剂进行混拌:存储干混物料、将干混物料输送到固井现场。典型的常规干混站的主要由以下部分组成:压力罐、计量罐、外加剂罐、压风机、湿度控制系统、粉尘回收系统。

1. 压力罐

压力罐依靠压缩空气使散装物料进行气化和实现散装物料的输送。在存放散装物料的罐中, 压缩空气通过进气管线进入到压力罐, 同时使压力罐的通风管线保持打开状态, 罐内物料气化, 一旦混拌物料全部气化, 关闭通风口管线, 压力逐渐增加到工作需要的压力, 典型的工作压力为30-40 psi., 慢慢打开出料管线, 使散装物料流入到存储罐, 此时存储罐内压力为0, 当所有物料都从压力罐输送到存储罐后, 压力开始下降, 此时, 通过打开压力罐的通风管线的阀门, 压力罐中的压力慢慢释放, 最后减少到0。

2. 湿度控制系统

有效地湿度控制系统是常规干混站的主要组成部分之一。通过压缩机的空气温度升高, 并且被压缩为具有一定的压力。这种压缩空气中常常携带一定的水蒸气, 并且这种压缩空气一旦冷却下来, 就会使散装混拌系统内部产生一定的湿度, 从而阻碍物料输送的管道, 或者使阀门打开关闭不灵活。严重者会使整混拌系统部分或全部堵塞, 所以在压缩空气进入压力罐以前, 必须进行通过湿度控制系统进行干燥处理。湿度控制系统对干混压缩空气是非常有效的处理方法。

3. 混拌程序

水泥和其他干混外加剂依次输送到计量罐中, 一旦某一种物料经过计量罐进行计量后, 就要输送到第一个压力罐, 但这时物料没有被气化, 如果第一个压力罐的容积达到80%, 压力罐就要被加压气化, 并且这时混拌物料需要输送到第二个没有加压的压力罐, 第一个罐的压力慢慢释放为0, 第二个压力罐被加压, 再将物料输送到第一个压力罐, 混拌物料在两个压力罐之间往返倒混8-10次, 具体情况应该根据各种混拌物料的密度而确定。并保证混拌物料的均匀性, 易于固井现场进行泵送。通常, 混拌容积为850 ft3的混拌物需要90min的时间。

二、改造散装水泥干混方案

1. 技术思路

改造水泥干混体系的整体思路是实现混拌过程自动化, 并且改造后的水泥干混站的混拌能力是常规干混站干混能力的2倍。改造后的水泥干混站的硬件部分主要由4个加料斗和一个静止混合器组成, 分别用来存放不同种类的干混料和实现对各种干混料的瞬时混和, 并保证各种干混料混合混匀。

2. 静止混和器

静止混和器不包含任何运动部件, 而是由一组挡板组成。这组挡板能够保证各种来自加料斗的混拌物料在进入计量罐以前均匀混合。

4. 粉尘收集器

每一个加料斗安装了一个单独的粉尘收集器, 一个粉尘收集器包括20个聚酯袋, 其过滤体积达到20m3, 这种粉尘收集器不但能够阻止粉尘散发, 而且能够回收粉尘, 并将回收的粉尘再输送到计量罐。通过活动粉尘收集器上的振动器可以使收集的粉尘回到加料斗, 因而消除了频繁使用人力清洁粉尘收集器的作业。

6. 手动模式

手动模式可以分为四个子模式。无论何时, 只要是一种从来没有混拌过的新材料需要混拌, 由于数据库没有这种材料的详细资料, 因而需要使用录入模式。首先将混拌材料自动加载到加料斗, 然后通过安装在加料斗底部的卸料阀卸载。加料斗的重量显示器上重量的减少值决定了加料斗底部出料阀门的打开程度和打开时间, 同时也决定了按比例混拌的关系因子, 这也是每一种混拌材料唯一的规格信息, 这种关系因子储存在数据库中, 同时数据库也存储了其他混拌材料的相关资料, 改造后水泥干混系统使用这些关系因子计算每一种混拌材料的混拌质量比。总之, 录入模式是新材料初次混拌时必须使用的模式。设置模式是操作人员在混拌过程中选择需要使用材料罐对应的控制阀门, 同时也决定了混拌物最终组成成分, 同时还提供了一套共操作人员选择的计量单位。数据库模式是第三种模式, 在这种模式下, 操纵人员可以自由选择每个加料斗的材料, 检查或改变批量混拌材料的密度。第四种模式的维护保养模式, 使用这种模式可以维护干混系统中每一个阀门的工作状态, 同时该模式也是一种日常维护保养的模式。

7. 自动模式

一旦选择了这个模式, 那么2个触摸式屏幕就会显示出来, 如图4, 配方按钮允许操作人员与按照混拌比例加入每种混拌材料, 例如, 如果混拌配方为:混拌物有50%的A。30%的B, 20%的C组成, 操作人员只需对应相应的物料罐输入50%, 30%, , 20%即可。一旦输入了混拌配方, 操作人员就可以输入其它相关信息, 如客户资料, 钻进型号, 混拌批号, 日期等。当按下程序按钮时, 如果加料斗的重量有显示, 水泥干混系统就核实其所显示的情况的准确性, 如果加料斗没有任何材料, 就会发出报警信号, 报警信号提示工作人员进行核实相关操作, 并确保操作正确, 这时可以继续混拌或者停下来进一步核实。一旦核实无误后, 混拌过程就开始了, 计量罐压力要加到3psi, 而且打开进气管线, 使加料斗出料口打开, 并清洁加料斗。当气化每个加料斗中的混拌材料时, 静止混合器充满压缩空气, 以有助于各种材料的混和均匀, 计量罐进料口打开, 加料斗的底部出料阀打开, 混拌开始, 显示屏上显示了各种物料, 以确保混拌物的质量, 与常规系统不同, 常规干混系统需要90min时间混拌850ft, 而新型干混系统只需4min钟的时间混拌250ft, 另外, 新型干混系统混拌的质量较高。混拌报告在混拌过程结束末自动打印出来, 其内容包括:客户资料, 钻机型号, 混拌批号, 和质量控制等等。

结论

水泥散装系统的改造 篇4

本来可以坐在会议室进行的工作交接仪式, 变成了具有浓浓人情味和蕴含传承精神的互动活动;本来是枯燥的培训文件, 却被编排成“攻略式”的培训资料, 让大家通过生动的形式更好地掌握专业的业务知识, 成都市散装水泥系统为促进工作成效, 花心思、有创意地着力构建独有的文化教育体系。

没有生硬的工作汇报, 没有枯燥的任务传递, 取而代之的是具有浓浓人情味和蕴含传承精神的互动活动。日前, 成都市建委推出了“岁月鎏金看今朝、形散神聚展未来”的主题互动活动, 市建委相关负责人、市散办全体干部、各区 (市) 县散装水泥行政主管部门分管领导及散办负责人、9个将工作移交建设局的发改局分管领导及原散办负责人参加了此次活动。

在活动中, 进行移交的发改局代表表达了对新加入散水工作战线的同志继续努力、再创散装水泥工作佳绩的希望;新加入散水工作的9个区 (市) 县建设局的代表表示将接过散水工作的接力棒, 奋力推动全市散装水泥工作更上一层楼。在活动中, 机构调整的区 (市) 县进行了集中的工作交接仪式, 标志着我市9个区 (市) 县散水管理职责由发改局到建设局的调整顺利完成;还通过“和谐共融, 硕果累累”、“闪亮的日子, 岁月典藏”、“继往开来, 锦绣前程”三个板块, 让我市散装人“形散神聚”散水精神得以传承, 散水系统的凝聚力得以强化, 为此后工作的顺利开展奠定了基础。

水泥散装系统的改造 篇5

目前大部分水泥厂散装水泥出厂, 都采用传统的手动灌装方式。由于传统方式没有计量功能, 操作人员大都凭经验判断灌装情况, 致使无法实现散装水泥一次灌装到位, 需要反复灌装, 工作效率低、成本高;同时由于传统方式不具备料位检测功能, 经常出现散装水泥满溢, 造成水泥严重浪费和环境污染。针对上述现象, 本文提出了基于冲板式流量计的PLC散装水泥自动定量灌装系统, 本系统的应用改善了工人的工作环境, 节省了人力、物力, 提高了工作效率和经济效益。

1 系统构成和功能

1.1 硬件组成

(1) 西门子S7-300 PLC+IO, AI, AO扩展模块;

(2) 哈斯勒FLOW40粉状物料用冲板式流量计+SCM2处理单元;

(3) 研华工控机;

(4) 相应的低压电气。

本系统以西门子S7-300 PLC和哈斯勒FLOW40粉状物料用冲板式流量计作为核心部件。哈斯勒FLOW40粉状物料用冲板式流量计对灌装水泥进行动态计量, 并通过SCM2处理单元将计量数据转换成PLC能接受的RS485信号。西门子S7-300 PLC采用PROFIBUS-DP通讯方式读取SCM2处理单元提供的计量数据, 对动态灌装过程进行监控, 并通过接收上位机的命令来控制现场所有设备的启动、停止等动作。上位机通过以太网与西门子S7-300 PLC通讯。总体配置图如图1所示。

本系统采用简单的硬件和网络配置, 实现了水泥散装系统的全部功能。下面来详细描述。

1.2 粉状物料用冲板式流量计的计量

本系统采用冲板式流量计作为定量计量单元。粉状、颗粒状散装物料的流量测量一直是流量测量中的一个难题, 通常采用皮带秤、核子秤等作为流量测算设备, 但都存在不同程度的缺陷, 如零点漂移, 维护量太大, 影响仪表测量的因素多。目前, 冲板式流量计以其密封性高、可靠性强、适合自动控制、精确度较高、物料流量畅通、小型轻量、价格低的优点, 被广泛应用于水泥、化工、建材、冶金、电力等工业生产过程中的各种散状固体物料的计量和定量控制。

冲板式流量计是一种基于动量原理来测量自由下落的粉粒状介质的流量计, 它把被测介质冲量引起的力和物料在检测板上向下滑动时所产生的力转换成与瞬时重量成正比的标准电信号, 以供仪表或其它设备使用。冲板式流量计是由流量变送器 (一次表) 、稳流装置和专用处理单元 (二次表) 组成。流量变送器 (一次表) 直接输出与流量成比例的4~20mA·DC/0~10V·DC信号;处理单元接受和处理流量变送器的数据信号, 实现累计计量等功能。

冲板式流量计具有自动去皮、手动去皮、自动零点跟踪、自动标定功能、实物标定功能。

1.3 S7-300PLC及其与冲板式流量计处理单元通讯

S7-300 PLC在这里起到了中枢神经及大脑的作用, 它并非简单的控制现场设备 (包括:罗茨风机、电动挡板、气动挡板、电磁阀、散装机等) 的启动、停止, 在整个自动定量灌装的动态过程中, 它根据灌装过程的进行程度自动控制现场设备的动作。当现场料位传感器发出信号, S7-300 PLC将立刻停止灌装过程, 从而避免物料溢流的情况发生, 同时S7-300 PLC通过采集到的灌装计量数据, 动态调整电动挡板的开度, 以达到下料稳定、灌装速度快的要求。当灌装值接近预定灌装量时PLC将控制逐步关小电动挡板, 转入慢灌装, 在预定提前关闭量时关闭电动挡板和气动挡板, 用尾流达到预定灌装量。

S7-300 PLC与SCM2处理单元之间采用ProfibusDP方式通讯。

Profibus-DP是一种高速低成本, 用于设备级控制系统与分散式I/O的通信, 其传输技术基于RS-485, 传输速率为96~12kbps, 最大传输距离9.6~187.5kbps时为1000m, 500kbps时为400m, 1500kbps时为200m, 3000~12000kbps时为100m, 可用中继器延长至10km。其传输介质可以是双绞线, 也可以是光缆, 最多可挂接127个站点。

在本系统中, S7-300 PLC作为主站, 冲板式流量计的处理单元作为从站。主站周期读取从站输入信息并周期向从站发送输出信息, 通过Profibus-DP的诊断功能对从站故障进行快速定位。

1.4 上位机通讯及其与西门子S7300 PLC通讯

考虑到工厂企业内部局域网络体系, 以及实现远程监控, 系统采用当今最成熟、应用最广泛TCP IP协议实现上位机和西门子S7300 PLC之间的数据通讯和数据交换。

硬件上, 上位机使用一块普通网卡, 在PLC处使用带PN接口的西门子315-2PN/DP型号CPU。设备通讯连接的设置上非常简单便捷。

软件组成:这里主要包括两个部分, PLC软件和上位机软件。

1.4.1 PLC软件

PLC软件方面首先包括常规设备的控制, 其控制的设备包括罗茨风机、电动挡板、气动挡板、电磁阀、散装机等。需要特别指出的是, 冲板式流量计的计量过程是动态的, 为了满足灌装速度快和设备计量精度高的高效要求, 在电动挡板开度的控制上, 系统采用了保证灌装恒流量的PID控制。

其次还包括读取 (冲板式流量计) 处理单元的数值、通过一定的算法来控制定量灌装数值。读取 (冲板式流量计) 处理单元的数值比较简单, 设置好通讯接口后, S7-300 PLC直接读取 (DP从站) 处理单元的数值。一般的水泥罐车都至少有三个灌装口, 甚至更多, 某些大型车辆在一个灌装口灌装完毕后, 需要调整车位“换口”继续灌装, 为了解决该问题, 系统将罐车“换口”前的累计值进行存储, 罐车调整车位后的灌装计量值将在先前累计值的基础上继续累计, 以保证计量精度的准确性, 同时系统具有数据保存功能, 即使设备停电, 计量数据仍将保存。PLC控制流程图如图2所示。

1.4.2 上位机软件

该环节分为:上位控制界面和OPC通讯。

本系统有现场手动及主控室自动运行两种操作模式。现场手动运行操作模式是在现场控制柜上完成, 主要是用来调试和检修用的, 主控室自动运行是在主控室上位机主控画面上点击相应的启动按钮实现的。主控室监控采用WinCC组态软件设计的监控画面可以实时观察到灌装现场的情况。这样在系统运行正常的情况下, 工人可以不到现场就可以给客户灌装下料, 而且可以保证每次灌装水泥的多少。这不仅节省了人力、物力, 且资源浪费少, 有利于降低水泥生产成本, 也有利于水泥行业的可持续发展, 更重要的是改善了工人的工作环境, 提高了工人的工作效率。

自动定量灌装系统主控界面如图3所示。

通过西门子SIMATIC Net软件建立的OPC接口, 使控制系统进一步走向开放, 实现了与企业MES ERP系统的无缝链接。配置思路如图4所示。

2 总结