水泥生产运作教材

《水泥生产运作教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泥生产运作教材（84页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 Cement Production Operating 水泥生产运作水泥生产运作 Presentation Title,DateSlide 1Basic Knowledge of Cement Production水泥的定水泥的定义义水硬性胶凝材料在拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化，统称水硬性胶凝材料在拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化，统称水泥水泥胶凝材料：凡能在物理、化学作用，从浆体变成坚固的胶凝材料：凡能在物理、化学作用，从浆体变成坚固的 石状体，并能胶结其石状体，并能胶结其他物料，且有一定的机械强度的物质，统称为他物料，且有一定的机械强度的物质，统称为胶凝材料胶凝材料，又称胶结

2、料。，又称胶结料。有机胶凝材料：沥青、各种树脂有机胶凝材料：沥青、各种树脂胶凝材料胶凝材料 水硬性胶凝材料（水泥）水硬性胶凝材料（水泥）无机胶凝材料无机胶凝材料 气硬性：石灰、石膏、耐酸胶气硬性：石灰、石膏、耐酸胶 结料结料Presentation Title,DateSlide 22水泥的分类：)按用途和性能：P不掺加混合材硅酸盐水泥-混合材掺量05%P石灰石或矿渣普通硅酸盐水泥（普通水泥）-混合材掺量615%通用水泥矿渣硅酸盐水泥（矿渣水泥）火山灰硅酸盐水泥（火山灰水泥）混合材掺量20%粉煤灰硅酸盐水泥（粉煤灰水泥）复合硅酸盐水泥（复合水泥）专用水泥-油井水泥、大坝水泥、砌筑水泥（专门用于

3、某些工程）特性水泥-快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀铝酸盐水泥 （某种性能较突出的水泥）)按主要水硬性矿物：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 34.各类水泥用途n硅酸盐水泥（P.I、P.II）适用于：配制高强混凝土、先张预应力制品、道路低温施工工程n普通硅酸盐水泥（P.O）：与硅酸盐水泥相似适应性较强，无特殊要求的工程都可以使用n矿渣硅酸盐水泥（P.S）适用于：地面、地下、水中各种混凝土工程、高温车间建筑、大体积工程n火山灰质硅酸盐水泥（P.

4、P）适用于：地下、水下工程、大体积混凝土工程、一般工业与民用建筑。n粉煤灰硅酸盐水泥（P.F）n复合硅酸盐水泥（P.C）n水泥的物理性能密度、容重、细度凝结时间、需水性、泌水性、保水性强度、体积安定性、耐久性、水化热、耐磨性专 用 水 泥硅 酸 盐 水 泥P普 通 水 泥P.O矿 渣 水 泥P.S粉 煤 灰 水 泥P.F火 山 灰 水 泥P.P复 合 水 泥P.C通 用 水 泥特 性 水 泥水 泥Presentation Title,DateSlide 45水泥的生产原料：水泥的生产原料：石灰质原料石灰质原料：石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳 CaCO3 作为水泥原料的石灰石中的CaO的含量应不低于

5、45%48%；泥灰岩是碳酸钙和黏土物质同时沉积所形成的混合均匀的沉积岩-极好的水泥原料粘土质原料粘土质原料：黄土、粘土（红土和黑土）、页岩、泥岩、粉沙岩、河泥（SiO2、Al2O3）另外除天然黏土质原料外，赤泥、煤矸石、粉煤灰等工业废渣也可作为黏土质原料校正原料校正原料：硅质校正原料：硅藻土、硅藻石、易于粉磨的风化砂岩或粉沙岩)铝质校正原料：铁矾土废料或含铝高的黏土)铁质校正原料：黄铁矿渣（硫酸渣）混合材料混合材料：活性混合材-具有火山灰性或潜在水硬性的混合材料（粒化高炉矿渣、火)山灰质混合材料、粉煤灰)非活性混合材-石灰石Basic Knowledge of Cement Productio

6、nPresentation Title,DateSlide 56水泥生产的燃料水泥生产的燃料:固体燃料：煤固体燃料：煤液体燃料：重油、柴油液体燃料：重油、柴油气体燃料：天然气气体燃料：天然气垃圾：垃圾：Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 67水泥配料的三率值水泥配料的三率值)石灰饱和系数：石灰饱和系数：LSF=CaO/（2.8 SiO2+1.18 Al2O3+0.35 F2O3）KH=CaO-（1.65 Al2O3+0.35 F2O3+0.7 SO3）/2.8 SiO2)硅酸率：硅酸率：SM(n)=S

7、iO2/（Al2O3+F2O3）)铝氧率：铝氧率：IM(p)=Al2O3/F2O3Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 7Basic Knowledge of Cement Production8水泥熟料的化学成分、矿物水泥熟料的化学成分、矿物化学成分：化学成分：CaO(667%)、SiO2(224%)、Al2O3(47%)、F2O3（2%)另外还有少量的其他氧化物：另外还有少量的其他氧化物：MgO、SO3、TiO2、P2O5、R2O 矿物：矿物：C3S、C2S、C3A、C4AFC3S C2S C3A

8、C4AF KH 湿法长窑湿法长窑4662 1725 611 1016 0.89090 2.02.4 1.118 干法旋窑干法旋窑4657 1928 611 1118 0.860.89 2.02.75 1.01.6 立窑立窑3353 2241 612 1014 0.80.89 1.92.81.11.8Presentation Title,DateSlide 89.硅酸盐水泥的生产工艺方法硅酸盐水泥的生产工艺方法三个里程碑：1、立窑，立窑，从1824年第一个波特兰水泥专利2、旋窑（回转窑），旋窑（回转窑），1877年英国人取得专利，1895年美国人试验成功，1898年确定了旋窑连续生产工艺；3、预

9、分解窑预分解窑+旋窑，旋窑，1972年日本发明，把占热耗很大部分的碳酸钙分解过程，从原来的窑内进行，移到窑外分解炉内进行，该窑型单位容积产量大增。旋窑生产三种方法：1、湿法湿法-热耗高、电耗低、生料易于均化、熟料质量高、粉 尘少,2030年代（启新、华新、大同、峨眉等）2、半干法半干法-3040年代，随着烘干兼粉磨机的出现，均化 技术的发展，收尘设备的改进3、干法干法-5060年代，悬浮预热器的出现Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 9机 立 窑湿 法 回 转 窑 干 法 中 空 窑预 热 器 窑（含

10、 小 分 解 窑）新 型 干 法 窑回 转 窑按 窑 型 分 类立 窑干 法 中 空 窑预 热 窑新 型 干 法 窑干 法湿 法 长 窑湿 磨 干 烧湿 法按 生 料 制 备 方 式Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 10Cement End-Users Processes Overview00 Limestone Quarry and Crushing Plant01 Limestone Stock Pile 04 Raw Mill Building 05 Blending and Storage

11、Silo06 Preheater 07 Gas Conditioning Tower and ESP08 Kiln 09 Cooler 10 Deep Bucket Conveyor11/12 Clinker/Gypsum(CaSO4)Storage12 Gypsum Storage13 Coal Mill Building14 Cement Mill and Bag15 Cement Storage Silo16 Packing and Dispatch17 Central Control RoomPresentation Title,DateSlide 1110.水泥生产过程：水泥生产过程

12、：1.生料制备生料制备(原料破碎、粉磨、配比后制成生料原料破碎、粉磨、配比后制成生料)2.熟料煅烧（生料预热分解送入窑炉，在窑内用燃料将其煅烧成熟料）熟料煅烧（生料预热分解送入窑炉，在窑内用燃料将其煅烧成熟料）3.水泥粉磨（将冷却的熟料与石膏、混合料混合磨细成水泥）水泥粉磨（将冷却的熟料与石膏、混合料混合磨细成水泥）生料粉磨、煤粉制备、水泥粉磨称为三磨，又熟料煅烧过程中所用的窑炉称为一窑，所以简称生料粉磨、煤粉制备、水泥粉磨称为三磨，又熟料煅烧过程中所用的窑炉称为一窑，所以简称“三磨一窑三磨一窑”生料在煅烧过程的物理、化学变化：生料在煅烧过程的物理、化学变化：干燥与脱水干燥与脱水-碳酸钙分解碳

13、酸钙分解-固相反应固相反应-液相的出现和熟料的烧结液相的出现和熟料的烧结1000C6000C 6000C11000C 8000C12000C 12500C-14500C Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 1210.水泥生产过程水泥生产过程 Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 1310.水泥生产过程水泥生产过程 Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation

14、Title,DateSlide 14n石灰石破碎：石灰石从矿山经矿运车运送到厂区，经破碎机破碎后输送入石灰石库储存。石灰石通过皮带机运送到预均化堆场，再经取料机皮带机石灰石二破皮带输送机石灰石配料库n砂岩破碎：砂岩从矿山由自卸汽车运至厂区，卸入砂岩堆场，由装载机喂入破碎机受料仓。料仓内砂岩经波动辊给料机进入砂岩破碎机。破碎后的砂岩经皮带输送机送到砂岩预均化堆场,由侧式旋臂堆料机人字形连续堆料。砂岩经刮板取料机 胶带输送机1胶带输送机2 三通分料阀砂岩输送至原料配料仓顶三通阀卸入砂岩配料仓n铁粉配料：露天堆场的铁粉由喂料转盘1 皮带输送机2 皮带输送机3 皮带输送机4 三通分料阀皮带输送机铁粉配

15、料库n生料调配：生料调配由石灰石配料仓、砂岩配料仓、铁粉配料仓及粉煤灰库组成,料仓均配置有荷重传感器。各种原料按设定的配比，由各自的裙板喂料机、计量皮带称计量后，送至皮带输送机。n预均化堆场：对石灰石均化，使成分稳定n生料粉磨：生料粉磨采用烘干中卸生料磨，根据原料比要求配制的混合料，由喂料设备喂入磨机进料装置，进入烘干仓粗磨仓提升机选粉机，合格的生料输送入库。粗粉中的三分之一由输送设备送回磨机的进料装置，其余粗粉由输送设备送回磨机的回料装置，进入磨机的细磨仓提升机粗粉分离器选粉机细粉分离器，合格生料与选粉机选出的合格生料一起输送入库。Basic Knowledge of Cement Prod

16、uctionPresentation Title,DateSlide 1510.2 煤磨工艺流程煤磨工艺流程n原煤由火车运输进厂卸入露天堆场，通过铲车抓入料仓，经可调速板式喂料机由胶带输送机喂入环锤式破碎机。破碎后的原煤（粒度30mm)经胶带输送机送到60m原煤预均化堆场由回转悬臂堆料机，人字形连续堆料n储存在预均化堆场的碎煤经桥式刮板取料机，采用全断面方式取出，由胶带输送机送入煤粉制备车间的原煤仓。胶带输送机带面上方设有永磁除铁器,用于排除原煤中的金属异物以保护煤磨。当物料中的金属异物未除尽时，设于胶带输送机头部的金属探测仪将报警，同时，与其联锁的气动分料阀动作，物料流向改变，含金属异物的原

17、煤物料被排入废料收集器内。n原煤仓内原煤经给煤机、双翻板阀，喂入煤磨。通过调节给煤机的胶带运行速度，可以定量地控制入磨煤量n用于烘干原煤水分的热源来自窑尾废气，经旋风收尘器、高温风机送入煤磨。旋风收尘器收下的窑灰经螺旋输送机送至生料及窑灰输送系统 n碎煤从磨机的中央落煤管送到磨盘上，借助于旋转磨盘的离心力将原煤运动至磨盘滚道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至三个磨辊上。原煤的碾磨和干燥同时进行，入磨热风通过喷嘴环均匀进入磨盘周围，将碾磨后从磨盘上切向甩出的煤粉混合物烘干并送至磨机上部的选粉机选粉，粗粉被分离

18、出来返回磨盘重磨，合格的细粉被热风带出选粉机，送入气箱脉冲袋收尘器。袋收尘器收下来的成品煤粉经回转锁风阀、螺旋输送机卸入螺旋泵缓冲仓。通过选择电动两路阀的方向，螺旋泵将煤粉分别送入窑尾煤粉仓或窑头煤粉仓储存 Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 16热源来热源来自：预自：预热器废热器废气气泵泵设备分组控制，系统主要包括：设备分组控制，系统主要包括：n原煤输送原煤输送系统系统n煤粉制备系统煤粉制备系统 n煤粉收尘煤粉收尘系统系统n煤磨电收尘器及回灰煤磨电收尘器及回灰系统系统 等等Basic Knowled

19、ge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 17窑系统主要设备：窑系统主要设备：n空气斜槽空气斜槽：用于将出库生料输送入提升机用于将出库生料输送入提升机 n提升机：将生料由库底提升到库顶提升机：将生料由库底提升到库顶 n袋除尘器袋除尘器 ：用于失重仓、皮带秤及提升机收尘用于失重仓、皮带秤及提升机收尘 n皮带秤皮带秤：生料喂料计量生料喂料计量 n旋风筒预热器：用于生料预热旋风筒预热器：用于生料预热 n空气炮：空气炮：用于预热器用于预热器,分解炉分解炉吹堵吹堵n煤粉转子秤：用于计量输送煤粉至窑尾分解炉煤粉转子秤：用于计量输送煤粉至窑尾分解

20、炉燃烧器燃烧器 n罗茨鼓风机罗茨鼓风机：用于为转子秤提供压缩空气用于为转子秤提供压缩空气 n回转窑回转窑：用于熟料的煅烧用于熟料的煅烧 n轴流风机轴流风机：用于窑筒体冷却用于窑筒体冷却 n窑传动装置窑传动装置：用于回转窑的传动用于回转窑的传动 n燃烧器燃烧器：用于回转窑用于回转窑 n燃油点火装置燃油点火装置：为燃烧器提供火源为燃烧器提供火源 n篦冷机篦冷机：用于冷却出窑熟料用于冷却出窑熟料，包括三，包括三段篦床电段篦床电机机n冷却风机：用于提供冷却风冷却风机：用于提供冷却风 窑系统窑系统工艺流程简介工艺流程简介：n通常情况，生料从第二级旋风筒与第一级旋风筒间的风管处进通常情况，生料从第二级旋风

21、筒与第一级旋风筒间的风管处进入预热器入预热器，自上而下经过第一级旋风筒自上而下经过第一级旋风筒、第二级旋风筒第二级旋风筒、第三第三级旋风筒级旋风筒、第四级旋风筒与热气体悬浮换热升温以后，再通过第四级旋风筒与热气体悬浮换热升温以后，再通过电动分料阀喂入分解炉和窑尾上升烟道进行碳酸盐分解，经第电动分料阀喂入分解炉和窑尾上升烟道进行碳酸盐分解，经第五级旋风筒收集由窑尾烟室喂入回转窑五级旋风筒收集由窑尾烟室喂入回转窑。n回转窑内煤粉燃烧后，生成的高温废气经烟室从分解炉底部入回转窑内煤粉燃烧后，生成的高温废气经烟室从分解炉底部入炉。煤粉、三次风、预热后的物料及回转窑的高温废气，在分炉。煤粉、三次风、预热

22、后的物料及回转窑的高温废气，在分解炉内实现气料充分混合，完成燃烧、分解。分解炉排出的气解炉内实现气料充分混合，完成燃烧、分解。分解炉排出的气料，在第五级旋风筒内气料分离，物料入窑，废气经各级旋风料，在第五级旋风筒内气料分离，物料入窑，废气经各级旋风筒，自下而上与生料悬浮换热降温，最后从第一级旋风筒排出筒，自下而上与生料悬浮换热降温，最后从第一级旋风筒排出，窑尾高温风机将废气送入窑尾废气处理系统。，窑尾高温风机将废气送入窑尾废气处理系统。n入窑物料经回转窑高温煅烧，发生固液相反应，形成高温熟料入窑物料经回转窑高温煅烧，发生固液相反应，形成高温熟料。煅烧后的高温熟料通过窑头罩进入篦冷机冷却。煅烧后

23、的高温熟料通过窑头罩进入篦冷机冷却。n熟料在篦冷机的推动下与鼓入的冷空气进行热交换，排出的高熟料在篦冷机的推动下与鼓入的冷空气进行热交换，排出的高温热空气一部分作为二次风入窑供煤粉燃烧，另一部分作为三温热空气一部分作为二次风入窑供煤粉燃烧，另一部分作为三次风经沉降室沉降处理后入分解炉。排出的篦冷机废气经热交次风经沉降室沉降处理后入分解炉。排出的篦冷机废气经热交换器降温处理、入窑头收尘器收尘净化后，通过排风机排入大换器降温处理、入窑头收尘器收尘净化后，通过排风机排入大气。气。n冷却后的细熟料直接卸入链斗输送机冷却后的细熟料直接卸入链斗输送机，大块熟料经篦冷机末端大块熟料经篦冷机末端破碎机破碎后由

24、链斗输送机破碎机破碎后由链斗输送机、盘式输送机输送至熟料库储存。盘式输送机输送至熟料库储存。n为防止堵料，分别在窑尾和篦冷机设置了空气炮吹堵系统。为防止堵料，分别在窑尾和篦冷机设置了空气炮吹堵系统。Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 18预热器预热器:气体由下而上，物料由上而下气体由下而上，物料由上而下一级旋风筒出口气体温度降至一级旋风筒出口气体温度降至345345 废气经窑尾高温风机废气经窑尾高温风机：送入生料磨用以烘干原料送入生料磨用以烘干原料 电收尘收尘后排入大气电收尘收尘后排入大气 送入煤磨用

25、以烘干原煤送入煤磨用以烘干原煤 入窑温度入窑温度:860:860 物料在窑内由倾斜和回转物料在窑内由倾斜和回转自窑尾向窑头移动自窑尾向窑头移动发生物理化学反应，生成熟料发生物理化学反应，生成熟料设备分组控制，系统主要包括：设备分组控制，系统主要包括：n生料喂料生料喂料n窑系统组窑系统组n高高温风机系统温风机系统n分解炉喂煤系统分解炉喂煤系统n窑头喂煤系统窑头喂煤系统n熟料输送系统熟料输送系统n熟料冷却系统熟料冷却系统n熟料篦冷机输送系统熟料篦冷机输送系统n冷却机收尘冷却机收尘系统系统 等等Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Titl

26、e,DateSlide 19n水泥粉磨生产线有水泥磨磨头仓4个，分别储存熟料，石膏，石灰石及矿渣。根据不同水泥品种，设定相应物料配比，经皮带喂料称配好的各种物料混合料由皮带机输送至水泥磨。n水泥磨由一个粗磨仓和一个细磨仓组成。粗磨仓中装有直径较大的钢球，可以对入磨物料进行粉碎和粗粉磨。粗磨后的物料，通过隔仓板进入细磨仓，进行细粉磨。粉磨完的物料，通过磨尾的出料装置排出磨外。n排出磨外的物料经空气输送斜槽、斗式提升机和空气输送斜槽，清渣装置进入选粉机。n排出的粗粉经重锤单翻板阀、空气输送斜槽，由冲击流量计计量后返回磨头，再次粉磨。n含有水泥成品的气体出选粉机后，进入气箱式脉冲袋收尘器。n选粉机和

27、袋收尘器收集下来的水泥成品，经螺旋输送机由皮带机送至水泥库顶，再经空气输送斜槽送进水泥库。通过侧卸料段电动阀，可以控制水泥进入不同的水泥库。n水泥储存存兼均化库。水泥在库内的均化主要通过对水泥进行充气松动、重力均化和搅拌来实现。Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 20包装系统包装系统设备分组控制，系统主要包括：设备分组控制，系统主要包括：n熟料输送系统熟料输送系统 n粉煤灰喂料系统粉煤灰喂料系统n石灰石仓喂料系统石灰石仓喂料系统 n磨头喂料系统磨头喂料系统 n磨机传动系统磨机传动系统n水泥磨水泥输送系

28、统水泥磨水泥输送系统n水泥储库系统水泥储库系统等等Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 2111.水泥的生产设备：水泥的生产设备：粉碎设备：粉碎设备：破碎设备破碎设备 粉磨设备粉磨设备 煅烧设备煅烧设备 输送设备输送设备 计量设备计量设备 收尘设备收尘设备 均化设备均化设备 包装设备包装设备 Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 2211.水泥的生产设备水泥的生产设备-立磨：立磨：Basic Knowledge

29、of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 2311.水泥的生产设备：水泥的生产设备：MPS立磨是利用料床粉碎原理进行粉磨物料的一种研磨机械。现已被广泛应用于水泥、煤炭、电力等行业。MPS立磨是一种全风扫式磨机，入磨物料经过挤压，在离心力的作用下甩下盘边沉落到喷口环处，靠该处的高速风将其吹起、吹散，金属、重矿石将沉降到喷口环下排出。细粉带到立磨上部，经分离器分选，成品随同气体进入收尘器收集起来，粗粉又循环回来。粗粉、粗颗粒被抛起，随着风速的降低，使其失去依托，沉降到盘面上，靠离心力进入压磨轨道进行新一轮的循环。在多次循环中，颗粒与气体之间传

30、热使水分蒸发。因此，MPS立磨集物料的粉磨、输送、选粉、烘干以及分离金属块和重矿石等诸多优点于一身。正常条件下，只要通过短期的工艺调试，立磨都能平稳运转。但是，如何优化工艺参数保证质量、确保安全、提高产量、降低能耗、提高运转率、不断提高经济效益是立磨的管理和操作的中心问题。Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 2412.水泥生产的的控制指标水泥生产的的控制指标化学性质：化合物的成分及含量（水份、化学性质：化合物的成分及含量（水份、f-Ca,O、SO3、MgO物理性质：细度、比面积、凝结时间、强度（物理性

31、质：细度、比面积、凝结时间、强度（3d、28d）Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 2513.水泥的性能水泥的性能 国家规定的指标国家规定的指标 混凝土的和易性混凝土的和易性-指混凝土拌和物易于施工操作（搅拌、运输、浇筑指混凝土拌和物易于施工操作（搅拌、运输、浇筑、捣实），并获得质量均匀、捣实），并获得质量均匀、成型密实的性能。是一项综合的技术性质，包括流成型密实的性能。是一项综合的技术性质，包括流动性、粘聚性、保水性动性、粘聚性、保水性 成本成本Basic Knowledge of Cement P

32、roductionPresentation Title,DateSlide 2614.水泥生产的自动化控制水泥生产的自动化控制数千个开关量，数百个模拟量数千个开关量，数百个模拟量模拟量闭环调节控制回路，开关量顺序控制及连锁控制都很重要模拟量闭环调节控制回路，开关量顺序控制及连锁控制都很重要传动产品传动产品-VSD,ATSERP和和MES专家系统专家系统Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 2715.水泥生产的自动化控制系统组成水泥生产的自动化控制系统组成Basic Knowledge of Cement

33、 Production通常情况下，按照工艺流程分为通常情况下，按照工艺流程分为8套子控制系统（根据工序设备地套子控制系统（根据工序设备地理位置以及子站规模进行调整为理位置以及子站规模进行调整为410套）套）1.原料破碎站：原料进厂，破碎，原料破碎站：原料进厂，破碎，预均化，堆料预均化，堆料2.原料粉磨站，原料调配，原料粉磨，入库原料粉磨站，原料调配，原料粉磨，入库3.煤粉制备站：原煤破碎，煤粉制备煤粉制备站：原煤破碎，煤粉制备4.窑尾控制站：烧成窑尾，生料入窑，空压机，窑中，废气处理窑尾控制站：烧成窑尾，生料入窑，空压机，窑中，废气处理5.窑头控制站：烧成窑头，冷却，熟料入库窑头控制站：烧成窑

34、头，冷却，熟料入库6.水泥制备站：水泥粉磨，水泥调配，入库，石膏破碎水泥制备站：水泥粉磨，水泥调配，入库，石膏破碎1.7.水泥包装站：水泥储运包装水泥包装站：水泥储运包装2.8.公用系统站：循环水，空压站公用系统站：循环水，空压站Presentation Title,DateSlide 2815.水泥生产的自动化控制系统组成水泥生产的自动化控制系统组成Presentation Title,DateSlide 2916.水泥生产主要控制对象水泥生产主要控制对象 普通电机：大多数电机普通电机：大多数电机 高压电机：高温风机主电机（液力耦合器），磨主高压电机：高温风机主电机（液力耦合器），磨主电机电

35、机(水电阻，频敏）水电阻，频敏）直流电机：窑主电机，篦冷机主电机直流电机：窑主电机，篦冷机主电机 模拟量：温度，压力，料位，流量模拟量：温度，压力，料位，流量 阀门：开关量控制，模拟量控制阀门：开关量控制，模拟量控制Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 3016.水泥生产主要控制对象水泥生产主要控制对象 罗茨风机：恒转矩特性，容积式风机，输送到风量罗茨风机：恒转矩特性，容积式风机，输送到风量与转速成正比。气体缸的吸入口和排风口的连通角与转速成正比。气体缸的吸入口和排风口的连通角度约为度约为240度，吸入

36、侧和排风侧之间形成以转子和气度，吸入侧和排风侧之间形成以转子和气缸体所围成的封闭空间。这个区域充满空气，其压缸体所围成的封闭空间。这个区域充满空气，其压力就成为排风侧和吸入侧之间的压力差。力就成为排风侧和吸入侧之间的压力差。离心风机：平方转矩特性，离心风机：平方转矩特性，Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 3117.水泥生产常用电气信号水泥生产常用电气信号 连锁信号：启动连锁，工艺连锁，安全连锁连锁信号：启动连锁，工艺连锁，安全连锁 备妥，应答，运行备妥，应答，运行 故障故障 主要控制方式主要控制方式

37、 成组启动：工艺关系相近的设备成组启动：工艺关系相近的设备 集中优先：拉法基集中优先：拉法基 就地优先：国内大多采用就地优先：国内大多采用 现场总线：预热器部分的测量点现场总线：预热器部分的测量点Basic Knowledge of Cement ProductionPresentation Title,DateSlide 3218.水泥生产的控制要点及策略水泥生产的控制要点及策略Basic Knowledge of Cement Production 水泥生产工艺设备单机容量大、生产连续性强、对快速性和协调性要水泥生产工艺设备单机容量大、生产连续性强、对快速性和协调性要求高，自动控制的实施至

38、关重要求高，自动控制的实施至关重要。1、石灰石破碎及输送 石灰石破碎及输送系统设备存在工艺联锁关系，采用“逆流程启动,顺流程停车”原则对设备进行顺序控制。控制要点：石灰石破碎机喂料量的自动控制，一般以破碎机功率的变化来自动调节板喂机的速度，使其速度保持在要求的范围内运行，防止由于板喂机速度过高而使石灰石料仓的料卸空，来料直接落在板喂机上，对设备起到一定的保护作用。Presentation Title,DateSlide 3318.水泥生产的控制要点及策略水泥生产的控制要点及策略Basic Knowledge of Cement Production 2、生料制备系统 生料质量控制 由在线钙铁荧

39、光分析仪、DCS/PLC、调速电子皮带秤等组成。智能在线钙铁荧光分析仪可进行自动取样、制样，并进行连续测定，由DCS/PLC进行配料计算，并通过DCS/PLC对电子调速皮带秤下料量进行比例调节和成分控制，使生料三率值保持在目标值附近波动，从而大幅度提高生料成分合格率和质量稳定性。生料粉磨负荷控制 难点在于磨机的负荷控制。当入料水分、硬度发生变化时，系统通过调节入磨物料量来保证磨机处于负荷稳定的最佳粉磨状态，避免堵磨或者空磨发生。调节方法有：a)设置一个入磨量常数，稳态下的选粉机回粉入磨量加新喂料量与之相等；b)以提升机功率或者磨机电耳信号分别作为主控或监控信号适时调节；c)以选粉机回粉、提升功

40、能、电耳等信号进行数学模型分析控制或极值控制。d)立磨大多采用常数控制，球磨则多采用电耳或者提升机功率信号调节。Presentation Title,DateSlide 3418.水泥生产的控制要点及策略水泥生产的控制要点及策略Basic Knowledge of Cement Production 3、生料均化库控制 生料预均化 通过控制均化库底卸料电振机来实现。生料预均化库通常为长条形库，库底卸料电振机共26台分为两组，每组13台，每台均能单独实现时间程序控制，两组电振机按一定时间程序进行卸料控制，从而达到不同时间进的料按一定比例预均化后进磨。生料均化 生料均化是靠具有一定压力的空气对生料

41、进行吹射均化。通常在库底设置了充气装置，采用时间顺序控制策略，依据时序开停库底充气电磁阀，使物料流态化并翻腾搅拌，生料混和达到均化目的。计量仓料量的自动控制 利用计量仓的仓重信号自动调节生料库侧电动流量阀的开度，使称重仓的料量保持稳定，从而保证计量仓下料量的稳定。生料均化库下料控制 将生料量、风机风量与烧成带温度结合起来计算生料下料量的设定值，利用固体流量计的反馈值自动调节计量仓下电动流量阀的开度，使生料稳定在设定值上，从而使得入窑的生料保持稳定，最终保障窑系统的稳定运行。Presentation Title,DateSlide 3518.水泥生产的控制要点及策略水泥生产的控制要点及策略Bas

42、ic Knowledge of Cement Production 4、煤粉制备 出磨气体温度的自动控制 出磨气体温度直接关系到出磨成品水分和系统安全运转问题。为了确保生产出合格的煤粉，同时还要保证系统温度不能过高，设置磨机出口气体温度自动控制回路，通过改变磨机进口冷风阀门开度控制磨机出口气体温度稳定。磨机负荷自动控制 煤粉仓内煤粉量变化过大会影响煤粉喂料部分计量精度，在正常生产中煤粉仓中煤粉量应尽量恒定；同时也要保证磨机的正常安全运转，防止“满磨”。通常由磨机电耳信号自动调节磨头定量给料机喂料量。Presentation Title,DateSlide 3618.水泥生产的控制要点及策略水泥

43、生产的控制要点及策略Basic Knowledge of Cement Production 5、烧成窑尾 分解炉出口温度自动调节 分解炉(或最低一级旋风筒)出口温度是窑系统最为关键的控制参数之一。通过调节分解炉的喂煤量来控制分解炉出口温度。该温度还受喂料情况、三次风温、窑尾温度等变化的影响，同时喂煤量的跟踪、煤粉的输送、煤粉燃烧和测点温度的反应时间等因素的影响，造成该温度变化会有13分钟的滞后时间。预热器出口压力调节 预热器出口压力是反应系统风量平衡的一个主要指标，主要通过调节高温风机阀门开度或者风机变频频率设定来实现预热器出口压力的控制。预热器自动吹扫装置 按一定的时间顺序规律定时接通相应

44、的各级预热器上的电磁阀，轮流打开压缩空气管路，对预热器进行逐级吹扫，以防结皮堵塞影响预热器系统的正常运行，吹扫时间人工设定，一般为5s20s。回转窑的转速控制 采用的策略是在稳定生料量、燃料量的前提下，通过对回转窑转速进行适当调整以维持整个窑系统的均衡稳定生产。Presentation Title,DateSlide 3718.水泥生产的控制要点及策略水泥生产的控制要点及策略Basic Knowledge of Cement Production 6、烧成窑头 窑头负压自动控制 窑头负压表征窑内通风及冷却机入窑二次风之间的平衡。根据窑头负压自动调节电收尘器排风机进口阀门开度，以控制窑头二次风量

45、、窑尾三次风量、窑头废气量三者的平衡，从而取得稳定煅烧和冷却熟料之间的平衡。篦冷机一、二室风量自动调节 二次空气对于窑内燃烧的好坏、工作的稳定性和煅烧过程中的燃料消耗都有很大的影响。控制目的就是通过稳定一、二室风量，从而稳定入窑新鲜空气量，为窑的稳定运行提供条件，采取一室风量调一室风机阀门开度，二室风量调二室风机阀门开度的控制策略。篦冷机料层厚度自动调节 控制篦冷机料层厚度，一则稳定二次风温，以稳定窑的正常运行，二则可使熟料达到最佳冷却。因篦冷机料层厚度难以检测，故在控制策略中采用篦下压力调篦速，以稳定篦冷机料层厚度。对于二段式篦冷机而言，还涉及到一、二段篦速比例调节。Presentation

46、 Title,DateSlide 3818.水泥生产的控制要点及策略水泥生产的控制要点及策略Basic Knowledge of Cement Production 7、水泥粉磨与输送 磨机喂料量控制 喂料量要求均匀、稳定，以磨音信号和出磨提升机的功率来调节入磨喂料量 出磨气体温度的自动控制 通过对磨机通风量的调节来控制出磨气体温度 选粉机的调节与控制 熟料的存储与输送 输送与存储设备之间存在工艺联锁关系，采用“逆流程启动,顺流程停车”原则对设备进行顺序控制。Presentation Title,DateSlide 3919.余热发电余热发电Basic Knowledge of Cement

47、Production 大管道气体流量计在低温余热发电项目中开始应用新型干法水泥工艺气流活跃在整个生产过程中，在窑系统中热风有一次风、二次风、三次风，还有冷却机形成的大量热风，在热风循环过程中一部分热风用于原料和煤粉的烘干，还有一部分气体则作为废气被排放在大气中。在2500t/d、5000t/d等规模的水泥生产线中为实现低温废气综合利用，将其用于余热发电和热力管网。低温余热发电主要利用在窑尾一级筒出口至排风机的管道抽出的废气，同时在冷却机抽出一定流量的废气，进入SP余热锅炉和AQC余热锅炉，余热锅炉出力，各自产生压力约1.25MPa，温度约250300，流量约20t/h的主蒸汽汇总进入汽机，汽机

48、发出的电能并入工厂中压电网 Presentation Title,DateSlide 4020.余热发电余热发电Basic Knowledge of Cement Production纯低温余热发电单、双压技术纯低温余热发电单、双压技术双压技术：热力系统由窑头AQC双压余热锅炉、窑尾SP单压余热锅炉、补汽凝汽式汽轮机补汽凝汽式汽轮机、发电机、电气综合自动化保护系统电气综合自动化保护系统、DCS控制保护系统及其他附属系统组成。双压系统相对单压系统多了低压补汽低压补汽系统和低压给水系统系统和低压给水系统。系统运行自动化程度、可靠性和稳定性较高。但对余热回收技术和锅炉、汽轮机等主机设备制造技术要求也

49、较高。单压技术：热力系统由窑头AQC单压余热锅炉，窑尾SP单压余热锅炉，凝汽式汽轮机，发电机，常规DCS控制系统及其它附属系统组成。窑头AQC余热锅炉只产生一种参数蒸汽，锅炉、汽轮机等主机设备及系统较双压系统简单，余热回收技术不高。Presentation Title,DateSlide 41Cement Production Operating水泥生产运营水泥生产运营人人物物料料Plant工厂工厂Production产品产品Customer客户客户设设备备Presentation Title,DateSlide 42Presentation Title,DateSlide 43石灰石矿石灰石

50、矿山山Presentation Title,DateSlide 44Presentation Title,DateSlide 45Presentation Title,DateSlide 46石灰石库石灰石库Presentation Title,DateSlide 47页岩页岩预均预均化堆化堆场场Presentation Title,DateSlide 48Presentation Title,DateSlide 49生料配生料配料站料站Presentation Title,DateSlide 50生料生料磨磨煤磨煤磨Presentation Title,DateSlide 51Present

51、ation Title,DateSlide 52Presentation Title,DateSlide 53Presentation Title,DateSlide 54Presentation Title,DateSlide 55Presentation Title,DateSlide 56Presentation Title,DateSlide 57Presentation Title,DateSlide 58水泥生产线工业控制系统需求水泥生产线工业控制系统需求：n 国内：国内：2500t/d 2500t/d 约约 3000 I/O3000 I/O点，点，5000t/d 5000t/d

52、约约 6000 6000 I/O点点n Lafarge Lafarge：5000t/d 5000t/d 约约 10000 10000 I/O点点n 集中监控，分散控制集中监控，分散控制n 监控网络监控网络n 设备通讯总线设备通讯总线竞争对手竞争对手：n ABBABBn Siemens Siemensn AB ABn 浙大中控浙大中控 n 。Presentation Title,DateSlide 59硬件部分硬件部分QuantumQuantum：n冗余服务器：一对冗余服务器：一对n操作员站：操作员站：4台台8台台n工程师站：工程师站：1台台nPLC系统：系统：4套套10套套n双层网络：双层网络

53、：PLC服务器，光纤冗余环网服务器，光纤冗余环网 服务器服务器操作员站，以太网操作员站，以太网n现场总线：现场总线：Modbus Plus、RIO、DIOn IO模块：模块：Quantum、Advantys、MomentumPresentation Title,DateSlide 60n远程远程 I/O(RIO)o非集中式的输入非集中式的输入/输出结构输出结构o基于基于S908技术技术o最多最多 31 个分站个分站o主站：主站：140 CRP 931(932)00o从站：从站：140 CRA 931(932)00o光纤中继：光纤中继：490 NRP 954 00n分布式分布式 I/O(DIO)

54、o分布式输入分布式输入/输出的解决方案输出的解决方案o基于基于 Modbus Plus 技术技术o主站：主站：CPU、NOMo从站：从站：140 CRA 211 10o在在500m内可以配置内可以配置32 分站分站Presentation Title,DateSlide 61Ref No.Ref No.Qty.STBNMP2212Modbus Plus网络接口模块4STBXBA2100PDM 经济型电源基板11STBCPS211124 VDC 入/5.25 VDC出的辅助电源 11STBXBA2200PDM 基板15STBPDT310024VDC电源分配模块（PDM）15STBXTS11302

55、点 PDM 螺钉连接器，10个/组2STBXBA2000I/O 基板 尺寸232STBXBA3000I/O 基板 尺寸348STBDDI372524VDC 数字量输入 16点 漏型 基本型 2线或3线34STBDDO370524VDC 数字量输出 16点 源型 基本型 0.5A14STBACI0320模拟量4通道输入，16Bit22STBACO0220模拟电流输出，2通道，0-20mA/4-20mA，单端，16位精度10STBXTS118018 点 I/O 螺钉型连接器 2个/套48STBXTS11006点 I/O 螺钉连接器，20个/组4990NAD21110MB+分站电缆,2.4M5990

56、NAD23000MB+TAP接头5n典型典型PLC的的IO配置配置uAI：90uAO：20uDI：544uDO：224Presentation Title,DateSlide 62Ref No.Ref No.Qty.170PNT11020Momentum MB+adapter,IEC34170ADI35000Momentum IO base，DI，32 point，24VDC17170ADO35000Momentum IO base，DO 32 point,24VDC7170AAI14000Momentum IO base，AI，16 ch，4-20mA5170AAO92100Momentum

57、 IO base，AO，4ch，4-20mA5170XTS00100TIO terminal，screw type34AS-MBKT-085MB+LINE connector33AS-MBKT-185MB+terminal connector4NW-RR85-001Modbus Plus Repeater1490NRP25300MB+fiber/electric repeater1n典型典型PLC的的IO配置配置uAI：90uAO：20uDI：544uDO：224Presentation Title,DateSlide 63nModbus Plus 网络点对点光纤中继器网络点对点光纤中继器 (

58、490NRP25300)nMB+/MB多路转换器多路转换器(4302-MBP-MCM4)nModbus Plus网络通讯模块网络通讯模块 (140 NOM 252 00)Presentation Title,DateSlide 64Presentation Title,DateSlide 65Presentation Title,DateSlide 66Presentation Title,DateSlide 67 Redundancy Fiber Ring(TCP/IP)OS1IndustrailIT System OverviewOS2OS3OS4OS5PRINTPRINTPRINTPRI

59、NTEWS Room I/O:5 SetsPS1DPQuality control RoomKiln ScannerTrawmixCentral Control Room I/O:4 SetsPS2DPR-I/O:6 Sets I/O:4 SetsPS3DP I/O:5 SetsPS5DPR-I/O:2 SetsR-I/O:2 Sets I/O:5 SetsPS4DPR-I/O:4 SetsR-I/O:2 SetsPresentation Title,DateSlide 68OS Server(Redundant)ESPCS Server1PCS Server2100M Bit circle

60、optical Industry EthernetLCS03Clay SandstoneCrushingClinker CoolerClinkerStorageLCS02Kilon Feed SystemPreheaterCoal MillCoal StorageLCS01Raw MillRawMaterialPreparationLCS042#CementMillCement SilotsTruck Bulk LoadingLCS053#Cement MillGypsum and Additive CrushingOS1OS2OS3OS4OS5Kiln Scanner kitsServerT

61、RAWMIXQuality Control RoomCentral Control RoomEWS RoomPresentation Title,DateSlide 69硬件部分硬件部分QuantumQuantum：nCPUCPU：:最高主频最高主频266266MHZMHZnLCDLCD显示屏和薄膜按键，提供对显示屏和薄膜按键，提供对PLCPLC状态、诊断信状态、诊断信息和设置菜单的访问息和设置菜单的访问nCPUCPU内置内置MB+MB+、MBMB（SLAVE)SLAVE)通讯端口、通讯端口、12 12M/SM/S的的USBUSB编程端口、编程端口、Ethernet TCP/IPEtherne

62、t TCP/IP端口端口n多种总线模块：多种总线模块：RIORIO、DIODIO、MomentumMomentum、AdvantysAdvantys等等nRIORIO通讯距离可达几公里；确定的同步扫描处理时通讯距离可达几公里；确定的同步扫描处理时间，间，1.5441.544MB/SMB/S；支持支持3131个子站。个子站。nDIODIO通讯通讯1.81.8KMKM，无中继无中继457457M M；支持支持6363个子站；个子站；1M1M高速令牌网络，可预计的循环时间，站点增加及通高速令牌网络，可预计的循环时间，站点增加及通讯距离变化对讯距离变化对I/OI/O网络性能影响不大。网络性能影响不大。

63、n支持多总线：支持多总线：Modbus PlusModbus Plus、Profibus-DPProfibus-DP、InterbusInterbus、AS-IAS-I、ModbusModbus、ASCIIASCII、TCPIPTCPIP等等n系统支持热备，适用于不同成本要求客户的需要系统支持热备，适用于不同成本要求客户的需要，无以伦比的可靠性无以伦比的可靠性n支持多冗余电源；双缆通讯结构支持多冗余电源；双缆通讯结构软件部分软件部分Unity ProUnity Pro：n编程界面友好，能够自由的配置整个工作编程界面友好，能够自由的配置整个工作区域区域n项目结构设置简单，条理，一目了然项目结构设

64、置简单，条理，一目了然n支持非定位变量，用户可根据实际需要自支持非定位变量，用户可根据实际需要自定义导出功能块定义导出功能块(DFB)DFB)和自定义结构化数据类和自定义结构化数据类型型(DDT)DDT)，直接存储于类库中，还具有强大的直接存储于类库中，还具有强大的导入到处功能，代码具有高度重用性导入到处功能，代码具有高度重用性n对所有的编程语言都具有单步执行功能，对所有的编程语言都具有单步执行功能，可设置断点和观察点，极大的方便调试可设置断点和观察点，极大的方便调试l集成操作屏功能，在集成操作屏功能，在PCPC机上仿真机上仿真PLCPLC，无需无需硬件即可调试应用程序硬件即可调试应用程序n支

65、持支持XMLXML源文件格式，程序具有高度开放性源文件格式，程序具有高度开放性n所有功能所有功能(仿真软件、仿真软件、IECIEC五种标准编程语五种标准编程语言）都集成在标准软件中，无需另行购买言）都集成在标准软件中，无需另行购买n上载功能强大：程序、注释等上载功能强大：程序、注释等n变量初始值，支持从当前运行程序赋值，变量初始值，支持从当前运行程序赋值，重新下载后即可应用重新下载后即可应用Presentation Title,DateSlide 70水泥生产线水泥生产线 变频器变频器/软起软起 需求需求：n 一般传动控制需求，无特殊需求一般传动控制需求，无特殊需求n 380V 380V 三相

66、，三相，690V690V三相，中压三相，中压n 支持通讯总线支持通讯总线竞争对手竞争对手：n ABBABBn Siemens Siemensn AB ABn 利得华褔（中压）利得华褔（中压）n 。Presentation Title,DateSlide 71主要应用场合：主要应用场合：1.回转窑电机回转窑电机 对回转窑这种大惯性负载生产设备，采用交流变频器控制，一对回转窑这种大惯性负载生产设备，采用交流变频器控制，一旦变频器驱动电机克服了这种大惯性负载起动起来以后，其维持正旦变频器驱动电机克服了这种大惯性负载起动起来以后，其维持正常运转所需要的驱动能量就会变得很小。解决起动和正常运行的合常运转所需要的驱动能量就会变得很小。解决起动和正常运行的合理分配将是回转窑变频控制的关键。理分配将是回转窑变频控制的关键。可选变频器：可选变频器：ATV61;ATV71Presentation Title,DateSlide 72主要应用场合：主要应用场合：2.冷却机（蓖式冷却机）冷却机（蓖式冷却机）推动蓖式冷却机的是曲柄连杆机构，在周期运转过程中，驱动电机周期性出现推动蓖式冷却机的是曲柄连杆机构，在周