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較大的原料，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（包括多種原料、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 和 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 

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1.2.8 水泥粉磨

水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電較多的工序。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、皮帶機、板喂機等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，有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，具有可選突跳起動的軟啟動，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，可選通信網卡，以太網卡采用20COMME?；剞D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。具有高性能的控制模式，可顯示段速運行，690V電壓等級的電流可達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。在并柜的過程中采用并柜組件，使機柜的防護等級不降低。較好的適用于各個電氣室的應用。

2.3系統構成 

★對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2路RS485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建立工業私有云利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，既較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，保護了用戶的投資。