江 山

淮南舜岳水泥有限责任公司 安徽 淮南 232072

引言

我单位水泥粉磨系统使用smart G8水泥助磨剂，使用人工以间隔定时测算的方式进行喂料，测算时由现场巡检人员利用量筒、秒表，通过在单位时间内测得的液体容积V乘以液体比重Y，再换算成每小时的给料量t/h，根据测算时的台产吨位乘以添加百分比计算出应给料量t/h，二者之间出现误差则人工现场调整给料管道泵的转速，使之尽可能贴近理论需求给料量。此种给料方式的弊端主要是人工计量影响因素、给料装置稳定性、占用人力，其中人工计量影响分为计量准确性、喂料量调整及时性两方面，给料装置稳定性则体现为给料量不能保证恒定，主要原因为泵体结构无法满足计量要求的稳定效果，以及泵体前液体原料储存罐缺少液位监控造成泵体空转，在自动化生产线中水泥助磨剂人工给料凸显出极不协调，不仅耗用人工，而且由于计量不精准，同时造成价值较高的水泥助磨剂添加过多浪费或过少达不到预期效果。根据以上原因，本人结合设备厂家设计选型一套液体给料装置，实现DCS远程自动化给料及准确计量的目标。

1 设计需求

自动控制，定量给料，计量准确。

2 实现手段

（1）自动化喂料配比，喂料量跟随台产同步调整，在我公司中控人机接口IFIX软件配料窗口中，新添加原材料水泥助磨剂给料台产t/h，增加中控员可调整的配比系数输入窗口，根据化验室下达的生产指令人工输入，信息化发展较为先进的企业，也可通过OPC服务器接驳ERP系统、专家系统、能管中心等，由信息化生产制造体系执行调控和统筹；在DCS硬件系统CBM软件中，根据水泥助磨剂厂家提供的比重系数，以及台时产量，再换算为L/h的流量给定值，然后以4-20mA信号形式远传输出至现场自动喂料柜PLC。

（2）在现场输送管道上增加流量计，将实时流量反馈以4-20mA信号形式，远传至自动喂料柜PLC,根据现场电磁干扰情形合理选择单、双层屏蔽线缆。

（3）利用PLC程序中PID调整程序块，对现场检测到的反馈流量与给定流量进行PID调节，及时追踪满足喂料量保持在一定限值范围内，通过PLC输出4-20mA转速信号至变频器，再通过变频调速方式，调节给料泵电机转速，最终控制给料量，同时PLC柜反馈管道实时流量及单位时间内累积量至DCS系统。

（4）增加水泥助磨剂原料储存罐的液位监控，并引入自动给料柜PLC，作为变频器启动条件，保护泵体不因断料造成空转损伤。

（5）通过DCS系统的开关量，远控自动给料柜启停，并设定工艺连锁，确保止料或急停状态下切断液体给料避免产生液体污染、浪费或造成生产工艺粉料物料输送系统结堵。

（6）自动化给料改造流程示意图

自动化给料改造流程图

3 设计选型关注点

（1）在液体给料系统中，有流量计量及重量计量两种，分别对应典型应用流量计及失重称两类。我公司水泥助磨剂加注位置振动较大，峰值超过6mm/s，容易造成失重称计量失真，其次，失重称体积较小，持续喂料需要额外液体供给泵，保证不断料，结构较为复杂，且成本较高，某知名国际品牌单台达到数十万元，相对于物料价值显得并不经济。

（2）流量计选择，一般有涡街流量计及电磁流量计，前者多用于蒸汽、压缩空气等气体大流量计量，后者多用于液体计量，并且为了保证液体充满流量计通过，安装时应选取竖直管道上升段。

（3）泵体选择，由于涉及计量系统稳定给料，需使用计量泵，关注稳态精确度、可重复性、线性度、止回设计等指标，在系统压力变化的情况下，泵出液体流速应接近稳定，降低液体脉动冲击现象，典型应用有电动隔膜泵。

（4）液体化学特性要求，根据我公司现场水泥助磨剂的化学介质特性强碱性（pH10.5±1）及固化物含量（37%±2%），我们参考浆液型防腐蚀电磁流量计及计量泵，保证含有杂质及腐蚀性液体输送。

4 结论

通过设备技改，我公司实现了自动化喂料的目标，降低了人力成本，稳定了工艺控制，通过对生产不同标号水泥成品产量、质量的台时数据与为水泥助磨剂的精细化使用和成本分析管理打下了基础。