1、水泥生産線工藝

1.1、工藝說明 

一般來講，水泥行業生産的是矽酸鹽水泥，矽酸鹽水泥是一種細緻的、通常爲灰色的粉末，它由鈣（來自石灰石）、矽酸鹽、鋁酸鹽（黏土）以及鐵酸鹽組成。在一個矽酸鹽水泥工廠中，水泥生産工藝的主要過程是原料破碎粉磨後制成生料，然後再把生料送入高溫窯爐中用燃料将其煅燒成熟料，最後将熟料與适量石膏混合磨細制成水泥，需要經過礦山開采、原料破碎、黏土烘幹、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，其生産過程可概括爲“三磨一窯”，可分爲四個步驟：

1、 生料制備：即将石灰質原料、黏土質原料與少量校正原料徑破碎後按一定比例配合、磨細并調配成合适、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範圍之内，它們是在原料之間的化學反應中産生的。即将生料放在水泥窯内煅燒至部分熔融以及得到矽酸鹽水泥熟料，并儲存至熟料料庫；

4、水泥粉磨及出廠：即将熟料加入适量石膏、混合材或添加劑共同磨細爲水泥，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，用來按大小将水泥顆粒分開，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  

水泥生産過程中，大部分原料要進行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生産水泥用量較大的原料，開采後的粒度較大，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 

水泥生産過程中，每生産1噸矽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，幹法水泥生産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，正确操作，控制作業制度，對保證産品質量、降低能耗具有重大意義。

1.2.3 生料均化

新型幹法水泥生産過程中，穩定入窖生料成分是穩定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統起着穩定入窖生料成分的最後一道把關作用。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，同時使窯内以堆積狀态進行氣料換熱過程，移到預熱器内在懸浮狀态下進行，使生料能夠同窯内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，達到提高窯系統生産效率、降低熟料燒成熱耗的目的。

1、物料分散  

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

2、氣固分離  

當氣流攜帶料粉進入旋風筒後，被迫在旋風筒筒體與内筒（排氣管）之間的環狀空間内做旋轉流動，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，然後轉而向上旋轉上升，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，在分解爐内以懸浮态或流化态下迅速進行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。将原來在回轉窯内進行的碳酸鹽分解任務，移到分解爐内進行；燃料大部分從分解爐内加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯内煅燒帶的熱負荷，延長了襯料壽命，有利于生産大型化；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後，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。随着物料溫度升高近時，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）。熟料燒成後，溫度開始降低。最後由水泥熟料冷卻機将回轉窯卸出的高溫熟料冷卻到下遊輸送、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後工序，也是耗電較多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及膠凝劑、性能調節材料等）粉磨至适宜的粒度（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、闆喂機等驅動采用的是羅克韋爾PF753系列的變頻器，其中闆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，内置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軟啓動，具有可選突跳起動的軟啓動，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。回轉窯采用羅克韋爾PowerFlexDC直流傳動，電樞勵磁一體化。液晶顯示面闆簡單操作，多種網絡通信，可和變頻器軟啓動通信卡通用。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。每個電氣室控制櫃采用的霍夫曼MI9機櫃，防護等級IP55，在粉塵較多的場合防止粉塵。在并櫃的過程中采用并櫃組件，使機櫃的防護等級不降低。較好的适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，然後通過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，二台服務器互爲備用，任何一台服務器故障，另一台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，環網故障自複時間小于20ms。。

★采用FactoryTalk 平台的 WEB發布軟件，進行網絡發布，可以在IE浏覽器裏面就能夠看到上位機畫面的内容，滿足BS架構。

★采用羅克韋爾工業數據中心IDC建立工業私有雲利用當前主流的工業數據中心虛拟化技術，把生産區域中各系統服務器（包括MES服務器，SCADA管理服務器，曆史數據庫服務器，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雲端服務器上，在傳統的系統操作員工位上放置瘦客戶機。颠覆傳統結構，既較大限度地保持原本的服務器架構，又利用私有雲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。