一．   概述

　　物料存儲(chǔ)是水泥工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必須的中間環(huán)節(jié)，隨之我國(guó)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐加快，水泥生產(chǎn)線規(guī)模越來(lái)越大，物料存儲(chǔ)所用的均化堆場(chǎng)、庫(kù)、倉(cāng)的容量也越來(lái)越大，型式也各不同，有長(zhǎng)方形和圓形堆場(chǎng)；有圓庫(kù)和帳篷庫(kù)等，一種圓形庫(kù)在國(guó)外也開(kāi)始在水泥行業(yè)應(yīng)用；這些庫(kù)大部分是混凝土結(jié)構(gòu)，也有鋼結(jié)構(gòu)；另一方面由于水泥干法工藝過(guò)程越來(lái)越趨于成熟，為節(jié)約投資，要求中間環(huán)節(jié)的存儲(chǔ)周期盡量縮短，所用的庫(kù)、倉(cāng)的容量也不應(yīng)無(wú)限的擴(kuò)大，通過(guò)在線分析控制礦山的開(kāi)采面，堆料和取料作業(yè)，原料的預(yù)調(diào)配等，確保生料成分的穩(wěn)定和煅燒的穩(wěn)定，盡量使庫(kù)和倉(cāng)的數(shù)量和容量降低到最小值。 

　　庫(kù)卸料側(cè)和計(jì)量裝置裝在一起，為確保卸料和計(jì)量裝置連續(xù)工作，庫(kù)也必須安裝檢測(cè)裝置。本文將討論各種型式庫(kù)和檢測(cè)計(jì)量裝置如何協(xié)調(diào)并評(píng)估幾種新型計(jì)量裝置。

　　二．水泥生產(chǎn)線的存儲(chǔ)庫(kù) 

　　水泥生產(chǎn)線的存儲(chǔ)庫(kù)有：

　　1．原料存儲(chǔ)庫(kù)：其數(shù)量和規(guī)模取決于規(guī)模、原料品種和原材料的輸送周期，為適應(yīng)原料配料和輸送的要求，原料存儲(chǔ)庫(kù)在工藝設(shè)計(jì)中也作為原料調(diào)配庫(kù)，在庫(kù)底設(shè)置定量給料機(jī)，由生料質(zhì)量控制系統(tǒng)輸出信號(hào)，改變其設(shè)定值，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送到原料磨的流量，這種設(shè)計(jì)方案比早期的磨頭倉(cāng)方案，簡(jiǎn)化了工藝流程和投資。有的廠礦山開(kāi)采方式為民采，為節(jié)省預(yù)均化系統(tǒng)，采用了碎石庫(kù)或其他形式的倉(cāng)或堆場(chǎng)；有的廠為節(jié)約投資，輔助原料儲(chǔ)存還采用聯(lián)合儲(chǔ)庫(kù)。

　　2．均化庫(kù)：均化庫(kù)是干法水泥生產(chǎn)最重要的工藝和中間環(huán)節(jié)，均化庫(kù)將出磨的生料充氣攪拌，使均化后的生料各種性能指標(biāo)，如石灰石飽和系數(shù)等生料的質(zhì)量指標(biāo)能滿足入窯生料的要求。典型的TP型均化庫(kù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：庫(kù)底中心有一個(gè)大圓錐， 庫(kù)壁和圓錐之間的環(huán)形區(qū)劃分為六個(gè)由羅茨風(fēng)機(jī)充氣的充氣區(qū)，由六個(gè)流量控制閥控制卸料量。在同一時(shí)間內(nèi)至少有兩個(gè)卸料口開(kāi)放。每個(gè)卸料口在卸料過(guò)程中都形成漏斗狀料柱，切割料層，產(chǎn)生重力混合均化作用。卸出的生料粉經(jīng)電動(dòng)流量控制閥后由斜槽送入計(jì)量倉(cāng)。計(jì)量倉(cāng)及其卸料裝置也由羅茨風(fēng)機(jī)充氣卸料，生料由卸料裝置卸出后由斜槽送至提升設(shè)備，在提升機(jī)與斜槽之間設(shè)有固體流量計(jì)或其他計(jì)量裝置，用來(lái)控制和計(jì)量生料喂料量。均化庫(kù)要滿足生料均化和卸料的要求，也要滿足計(jì)量倉(cāng)的入料和卸料的要求。目前均化庫(kù)名目繁多，如IBAU庫(kù)、CF庫(kù)等，但均化的效果還不夠理想，有些均化庫(kù)幾乎僅作為存儲(chǔ)只要之用，作者認(rèn)為均化庫(kù)投資大，運(yùn)行成本高，且效益不是很理　　想，在水泥生產(chǎn)線規(guī)模越來(lái)越大的今天，不應(yīng)盲目增大均化庫(kù)庫(kù)容，應(yīng)盡量使出磨的生料率值波動(dòng)降到最低來(lái)做文章，以節(jié)省投資和運(yùn)行成本。

　　3．熟料庫(kù)：熟料庫(kù)在熟料生產(chǎn)線是作為最終產(chǎn)品的儲(chǔ)庫(kù)，在水泥生產(chǎn)線是作為中間產(chǎn)品的儲(chǔ)庫(kù)；在粉磨站是作為原料的儲(chǔ)庫(kù)。熟料庫(kù)大多是圓庫(kù)，在大型水泥生產(chǎn)線現(xiàn)普遍采用帳篷庫(kù)，帳篷庫(kù)類(lèi)似于堆場(chǎng)，從熟料鏈斗輸送機(jī)進(jìn)入中間的小庫(kù)，但能自動(dòng)堆取料，形成一定的休止角，它比圓庫(kù)可節(jié)省較多的土建投資。當(dāng)前使水泥廠家困惑的在淡季生產(chǎn)時(shí)，如何解決庫(kù)容量不足的矛盾。作者認(rèn)為大型水泥廠最好有備用的熟料堆場(chǎng)或者有配套的粉磨站，以緩解此矛盾。

　　4．水泥庫(kù)：水泥庫(kù)除保證出廠水泥有一定的存儲(chǔ)周期外，還起到調(diào)整水泥品種和倒庫(kù)的作用。要根據(jù)市場(chǎng)的需要和可選用的混合材確定水泥品種，如生產(chǎn)規(guī)模大，水泥品種多，要求存儲(chǔ)周期長(zhǎng)，則水泥庫(kù)數(shù)量多和容量相對(duì)要大。散裝庫(kù)是為了汽車(chē)和其他散裝運(yùn)輸工具而設(shè)置的，與其相配套是計(jì)量裝置，目前在江浙一帶，散裝水運(yùn)已較為普遍，但精度高，密封性好的連續(xù)計(jì)量裝置還有待開(kāi)發(fā)。

　　5．原煤倉(cāng)和煤粉倉(cāng)
　　煤粉制備部分有原煤倉(cāng)和煤粉倉(cāng)，煤粉倉(cāng)倉(cāng)重除了和計(jì)量裝置配套，滿足至窯頭和分解爐的喂料量，煤粉倉(cāng)設(shè)計(jì)必須考慮防爆，同時(shí)配套有CO分析和CO2
滅火裝置。

　　三．.庫(kù)和倉(cāng)的物位的測(cè)量

　　1．物位測(cè)量綜述

　　水泥工業(yè)中主要是固體物料的物位測(cè)量，液位測(cè)量則很少。固體物料種類(lèi)繁多，有塊料、顆粒狀、粉料，這些物料的介電常數(shù)、容重、溫度、水分含量也各不相同。接觸式測(cè)量是過(guò)去測(cè)量物位的主要手段，如電容式、重錘式、音叉式、阻旋式等測(cè)量方法，由于測(cè)量時(shí)儀表和物料是接觸的，在使用過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，如電容的掛料；重錘的斷錘、埋錘；音叉的堵料等，且日常的維護(hù)量很大。到20世紀(jì)90年代，水泥工業(yè)開(kāi)始采用非接觸的物位測(cè)量，較早成熟的非接觸的測(cè)量技術(shù)有超聲波技術(shù)和核輻射技術(shù)（γ射線），核輻射技術(shù)因有放射源，在應(yīng)用上受到限制。 

　　超聲波技術(shù)近幾年來(lái)發(fā)展很快，是目前應(yīng)用最廣泛的非接觸式測(cè)量方法，特別在液位測(cè)量。在水泥廠超聲波物位測(cè)量已較普遍應(yīng)用在原料調(diào)配庫(kù)、原煤庫(kù)、熟料庫(kù)等，但超聲波必須借助于媒質(zhì)傳播，如在水泥廠的儲(chǔ)庫(kù)物位測(cè)量通常以空氣作為傳播介質(zhì)，而空氣的溫度、濕度、組分等的變化會(huì)影響超聲波傳播速度，空氣中的粉塵也將衰減超聲波的傳播信號(hào)；當(dāng)前超聲波物位測(cè)量?jī)H用于測(cè)量塊料或顆粒狀的物料，對(duì)粉倉(cāng)料位的測(cè)量，由于粉倉(cāng)料位表面在下料時(shí)非常疏松，對(duì)超聲波信號(hào)有較強(qiáng)的衰減，故至今還沒(méi)有測(cè)粉倉(cāng)料位成功的先例。

　　九十年代末期，在過(guò)程檢測(cè)領(lǐng)域出現(xiàn)了高性能、低價(jià)格的微波物位計(jì)即雷達(dá)料位計(jì)，所謂微波是電磁波，其頻率范圍為300MHz~300GHz, 微波的傳播速度為3x108 m/s, 如設(shè)頻率為5. 8GHz, 在大氣中波長(zhǎng)約為52μm，其穿透力強(qiáng)，傳播速度不受粉塵、蒸汽及介質(zhì)組分的影響，傳播衰減也很?。粚?duì)被測(cè)固體物料除要求其介電常數(shù)ε>1.8外，物料的溫度、壓力、密度等幾乎不影響對(duì)其準(zhǔn)確的測(cè)量；現(xiàn)有雷達(dá)料位計(jì)在天線設(shè)計(jì)和形狀確保了接受回波的能量；另外現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試也十分簡(jiǎn)單，通過(guò)專(zhuān)用的軟件，能把正確的回波迅速找到，并立即換算為物位值。由于比超聲料位計(jì)有其更卓越的性能，近幾年來(lái)，雷達(dá)料位計(jì)迅速、大量進(jìn)入了過(guò)程檢測(cè)儀表的市場(chǎng)，在各行業(yè)普遍使用。在水泥行業(yè)也幾乎由雷達(dá)料位計(jì)統(tǒng)占物位測(cè)量的領(lǐng)域，據(jù)統(tǒng)計(jì)近幾年來(lái)新設(shè)計(jì)的大型水泥廠和粉磨站的各類(lèi)庫(kù)和倉(cāng)近90%采用了各種類(lèi)型的雷達(dá)料位計(jì)。

　　3．選型參照表   

　　以上為典型2500t/d生產(chǎn)線各種類(lèi)型庫(kù)，其中庫(kù)高為設(shè)定值，庫(kù)高一般為庫(kù)直徑的2.4 倍，選擇量程時(shí)應(yīng)根據(jù)庫(kù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，按實(shí)際物料的堆積高度和休止角決定量程；所選型號(hào)由水泥廠信息反饋根據(jù)天威公司樣本推薦，僅作為參考；為節(jié)省電氣投資，應(yīng)盡可能選用二線制，倉(cāng)裝有荷重傳感器則不需連續(xù)測(cè)量。
四．庫(kù)底出料物料流的計(jì)量 

　　庫(kù)底出料物料流的計(jì)量裝置主要有：用于原料和水泥調(diào)配的定量給料機(jī)（調(diào)速皮帶秤），用于窯尾喂料的沖板流量計(jì)或定量給料機(jī)（也有推薦用轉(zhuǎn)子秤），由于煤粉計(jì)量和輸送是大型干法燒成工藝非常重要環(huán)節(jié)，早期用于煤粉計(jì)量和輸送的沖板流量計(jì)、分格輪和氣力輸送泵等已幾乎不用，近些年來(lái)轉(zhuǎn)子秤，科里奧利秤，粉研秤是煤粉計(jì)量和輸送的首選。

　　1.    科里奧利煤粉計(jì)量秤 

　　科里奧利秤是利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)處于一旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利原理制成的一種直接式的物料流計(jì)量。用科里奧利力計(jì)量質(zhì)量流量，在石化行業(yè)等其他應(yīng)用領(lǐng)域已廣泛使用，德國(guó)申克公司基于“科里奧利’力原理而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出的申克Multicor-K型喂煤計(jì)量系統(tǒng)在水泥行業(yè)已取得較好 的業(yè)績(jī)，如拉發(fā)基都江堰水泥公司3臺(tái)煤粉計(jì)量設(shè)備， 江蘇京陽(yáng)（5500t/d）、安徽巢湖（2000t/d）、冀東磐石（4000t/d）、河北金牛（2000t/d）等均采用了該喂煤計(jì)量系統(tǒng)，并已分別正常運(yùn)行了1~7年。這種計(jì)量秤集計(jì)量和輸送為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，它直接將煤粉送入煤粉氣力輸送管線，輸送距離可達(dá)200米；計(jì)量精度高，正常工作精度<±0.5%；秤測(cè)的是每一個(gè)瞬時(shí)的扭矩，由此測(cè)出為實(shí)際瞬時(shí)流量；計(jì)量穩(wěn)定性極高，由于測(cè)的是軸扭矩，不受任何外力影響，反饋控制速度僅為0.1s；進(jìn)料采用了大直徑(Ø700mm)入料口，內(nèi)置式攪拌器，保證進(jìn)料均勻、通暢不堵料，不受外力或粉塵堆積的影響；系統(tǒng)密封性好，不需配套收塵設(shè)施，不污染環(huán)境，環(huán)保性能好；電氣模塊設(shè)計(jì)：省投資，易安裝、易維護(hù)，沒(méi)有配置電氣控制柜，靠通訊完成所有的設(shè)定和控制功能。目前國(guó)內(nèi)也有些院所開(kāi)發(fā)了科里奧利秤，但由于某些專(zhuān)利技術(shù)還未掌握，運(yùn)行可靠性、連續(xù)性、計(jì)量和控制精度還有待進(jìn)一步提高。

　　2．環(huán)狀天平計(jì)量秤和轉(zhuǎn)子秤

　　近幾年來(lái)， 新建投產(chǎn)的大中型水泥廠在喂煤系統(tǒng)中，使用這兩種秤占有一定比例，其機(jī)理都是采用天平式計(jì)量原理；在結(jié)構(gòu)上也全是集供料、計(jì)量、輸送和鎖風(fēng)為一體，密封性好；在控制上采用微機(jī)控制，可連續(xù)計(jì)量和改變?cè)O(shè)定值，它們和煤粉倉(cāng)、羅茨風(fēng)機(jī)組成喂煤系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子秤在我國(guó)已有三百多臺(tái)在運(yùn)行，基本運(yùn)行情況良好，但價(jià)格較貴，另由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維護(hù)也是一個(gè)問(wèn)題。環(huán)狀天平計(jì)量秤價(jià)格較低，但鎖風(fēng)和控制精度還不理想。目前國(guó)內(nèi)有些院所也有環(huán)狀天平計(jì)量秤產(chǎn)品。

　　3．庫(kù)卸料流量控制

　　庫(kù)卸料流量控制在穩(wěn)定生料和熟料質(zhì)量起到非常重要的環(huán)節(jié)，目前在水泥廠通常采用設(shè)定點(diǎn)控制，有手動(dòng)和自動(dòng)方式。流量控制閥大多是電動(dòng)控制，由電動(dòng)執(zhí)行器控制流量閥?，F(xiàn)在BMH 有一種新型的由氣電控制的調(diào)節(jié)閥，它由氣電定位器和一個(gè)執(zhí)行器組成一個(gè)閉環(huán)控制回路, 氣電定位器的功能是作為一個(gè)預(yù)先設(shè)定的五步控制器，執(zhí)行器的所在位置經(jīng)由伺服電位計(jì)采集，并作為當(dāng)前值X返回，設(shè)定值W由一個(gè)電流值加到氣電定位器, 它輸出值為±Δý，用以操作集成控制閥。這些定位信號(hào)使執(zhí)行器殼體內(nèi)的壓力差值變化，因而去調(diào)整執(zhí)行器，直到系統(tǒng)的偏差為零。這種氣電控制的調(diào)節(jié)閥有更強(qiáng)的監(jiān)視和報(bào)警功能，電路簡(jiǎn)單，沒(méi)有電氣控制箱，設(shè)定和反饋信號(hào)采用了二線制接線，特別適用于在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)視和操作。

　　五．結(jié)論

　　1．  為降低大規(guī)模的水泥生產(chǎn)線基建投資，要求中間環(huán)節(jié)的存儲(chǔ)周期盡量縮短， 占有較高投資比例的庫(kù)和倉(cāng)的投資就可減少，通過(guò)應(yīng)用在線分析儀控制礦山的開(kāi)采面，堆料和取料作業(yè)，原料的預(yù)調(diào)配等，確保生料成分的穩(wěn)定和煅燒的穩(wěn)定，是當(dāng)今大規(guī)模的水泥生產(chǎn)線建設(shè)時(shí)必須要面臨的問(wèn)題。

　　2．  庫(kù)的檢測(cè)，卸料的計(jì)量和流量控制在保證生料穩(wěn)定，節(jié)約能耗，提高熟料的質(zhì)量起很重要作用，為此選擇性能價(jià)格比高的檢測(cè)、計(jì)量和流量控制裝置至關(guān)重要。

　　3．  均化庫(kù)的投資大，均化效果不夠理想，不應(yīng)再盲目增大均化庫(kù)庫(kù)容，應(yīng)盡量使出磨的生料率值波動(dòng)降到最低來(lái)做文章。