现代水泥企业物料自动计量与定量给料技术应用现状初析

　　在新型干法水泥生产中应用自动计量与定量给料技术已经有二十余年的历史，这种技术可以说基本是从国外引进的。这本是符合新型干法水泥均质稳定生产的基本要求，但由于广大管理者对其重要性认识不够，使其运转效果并不好，严重影响了生产线运转水平的进一步提高。所以，我们有必要以新型干法水泥生产的特点及我国当前应用自动化的现状与症结为题，讨论自动计量与定量给料技术应用中存在的问题及改善方向。

　　一、物料自动计量与定量给料技术在新型干法水泥生产中的重要程度
　　众所周知，现在水泥市场的竞争已经到了白热化的程度，即便是先进的新型干法工艺，也难免会遭淘汰。如何能占领市场的关键之一是质量优胜，之二是成本降低。这两者都需要物料计量的准确，而计量准确的前提，正是定量给料技术的先进可靠。因为现在的熟料与水泥利润都很低，每吨能有二十元的利润就算不错了；又因为现在的能源价格一涨再涨，已经为生产成本的60%以上。如果说在每吨产品利润有上百元时，多耗些煤与电，只是影响利润多少的问题；那么，现在则是严重威胁企业生死攸关的大问题。我们的企业领导如果仍停留在紧抓产量不放，不重视消耗的降低，就要导致企业入不敷出的局面。

　　尽管降低消耗的措施很多，但是，稳定并准确喂料喂煤量是很重要的条件，这决不是为此文章而有意强调之。我国预分解窑中不少企业的运行正是以不顾这方面的可靠条件为前提，其结果是熟料热耗很少有达到720kcal/kgcl以内者，甚至高达800kcal/kgcl以上者已见怪不怪了，要知道国际上先进标准已在700kcal/kgcl以内了。

　　首先，计量的准确时刻以控制生影响着配料成分的稳定，从而影响着的半成品质量及消耗。

　　其次，预分解窑生产的最大特点就是要求稳定生产，而稳定就需要喂入的生料量及煤粉量高度稳定，自动化程度越高，规模越大，稳定化程度越好，熟料在高产优质的前提下消耗就会越低。这种要求在对标管理的措施中是被忽略的重要内容。

　　由此可知，凡不重视仪表自动化的投入与维护使用的人，实在是对均质稳定是新型干法生产获得效益的前提缺乏认识。

　　二、我国新型干法水泥生产线应用自动化的现状
　　尽管有些企业，尤其大集团对信息管理，自动化程度有所重视，并取得一定进步，但我国水泥行业自动化的总体水平不高，迫切性不够。已经有逐渐成为影响企业提高运转水平的“瓶颈”。

　　1、仪表的准确率、完好率不高，配备不齐
　　在不少企业可以随意找到不准确的温度、压力等参数显示不符的仪表，甚至有些位置的热电偶消耗快而被取消，这种仪表的不准确或缺失所造成的损失已经远远高于购置仪表的付出（窑尾热电偶造成堵塞的例子）；有些企业根本就不配备先进的检测仪表，如窑尾高温废气分析仪、在线γ射线分析仪、窑头光电比色高温计等，使操作员的判断失误增多；生产线上使用自动控制回路越来越少，参数选择更多取决于操作员的水平及责任心；使用FUZZY模拟控制系统操作磨机的生产线寥寥无几，取得的效果也不明显，至于用它操作窑烧成系统更是绝无仅有。

　　2、当前已经使用的自动化仪表并未充分发挥作用
　　即便自动化装置配备不多，但在不少生产线上都能见到各种闲置的仪表（如生料冲板流量计、选型不当的料位开关、料位计等），这与设计人员照猫画虎的套用标准设计有关，造成实际使用效果不佳。有些昂贵的自动化设备没有得到充分应用，比如，DCS系统虽然普遍使用，但它的实用价值并未发挥，只代替了人工操作设备的连锁开停，以及操作参数的集中显示与调节，有的系统未有显示参数趋势图的功能就交付使用，更不要说自动控制回路的设计与设置。又如，X-荧光分析仪的作用不仅是做生料成分，更重要是要使它能完成配料比例的自动调整，而且还应能进行其它成分的分析功能。

　　3、生产中不能为仪表自动化投入创造条件
　　任何计量仪表的准确使用都是有条件的，企业的管理者与生产者对其维护要求并未充分生重视。

　　⑴ 被计量的物料不符合要求
　　在如何保证喂料量、喂煤量稳定的问题中，不仅有秤自身的精度问题，还有原燃料的某些物理特性所要求，如粒度、含水量、黏性、混入异物等各方面的影响因素。过大的物料易卡住，过黏的物料易粘结，过湿的物料易堵塞，金属异物会损坏计量仪表。

　　⑵ 破坏计量环境的现象屡见不鲜
　　对荷重计量不重视软连接的作用，电焊使传感器短路，变频对电路的干扰等情况，在很多企业都可能发生。

　　⑶ 系统无法稳定运行，自动化无法投入
　　采用上述的分解炉温度自动控制回路控制的生产线越来越少，一种可能是已经稳定，不需要控制，这种可能很少；另一可能则是太不稳定，超出其自动的控制范围，无法用自动控制回路控制。

　　4、缺乏自动化仪表维护力量
　　在购置自动化仪表的同时，必须配备有相当水平的人员认真维护，然而，这却是不少企业的软肋。直接原因是不愿意为这类人员付出较高报酬，认为他们的作用远不及其它专业更为迫切和重要，而这类人员并非水泥企业所需，使能力高者流失更快。再加之自动化工作的推进需要工艺、设备、电气专业人员的配合，总工程师缺乏协调能力时，此项工作很难开展。

　　影响自动化仪表维护人员素质提高的另一个原因是，由于该工种在企业内算是最为体面的岗位，它便成了照顾关系的热点，使得这个岗位虽然人数不少，但能干者不多。

　　5、最为不能忍受的就是，很多领导认为没有这些条件，生产照样进行。或是认为产量就是第一位，或是认为没有办法弄好，或是不想再继续投资。决不会将它们与窑磨等主机的损坏同样重视。实际上，这种不讲效益的运行是导致企业不能翻身的重要因素。

　　三、我国新型干法水泥企业提高自动化程度的症结
　　任何工作的开展都来自于认识上的差异，不少水泥同行认为信息化与自动化于当前国情尚不成熟：或认为市场自动化产品质量尚未过关，白花钱；或认为效益不明显，可有可无；或企业资金不足，可以放缓；或认为国人劳动力充足，人工成本偏低，很多工作可以用人代替（如库位测量工作）。所有这些认识都会导致成为自动化的漠视。

　　认识来自于实践，当前有哪些症结影响了自动化的开展呢？

　　一方面从国内的自动化发展的水平看企业外部症结；

　　我国自动化的发展基础相对薄弱，在新型干法水泥工艺形成的早期有些自动化项目的效果确实不能令人满意，使得原来的热心者也“一朝被蛇咬，十年怕井绳”。（有国家重点项目的结果为例）

　　不同行业之间的信息化自动化技术可以借用，但不可照搬。原因是行业之间的特点不尽相同，复杂程度不一，而且自动化必须与工艺要求相结合，才能取得成果。珠海某公司的仿真技术在国内可算是首屈一指，在电厂中应用效果较为成功，但搬用到珠江水泥厂后并无效果就是明证。

　　让水泥行业感觉的总体水平是：很多自动化项目的投资高，收益低，可靠性差。

　　对给料装置的基本要求就是：不仅喂入到计量设备上的物料稳定，而且要锁住上方小仓中的松动风量，不让其随物料进入到计量设备内，影响计量准确。面对这种高标准要求，有两种不同的指导思想处理喂料稳定：

　　一种想法是强调对计量设备前的喂料仓内物料要求易流性好且稳定，其中主要因素有：喂入粉料仓中的粉料水分必须小于1%；料仓所用的松动风量和风压足够；仓内料位稳定；并尽可能对这些参数实现自动控制。这种要求虽然是合理的，只是同样并不容易实现，但决不应该放松对给料装置的高标准要求。

　　另一种指导思想是，对物料从料仓到计量设施前要采取强制性下料措施，这是按照满足给料装置锁料、锁风的基本条件，保证计量稳定的正确思想，如选用回转式给料阀或圆盘式给料阀等，而不能采用自由式下料的闪动阀、弧形阀、三道阀等给料机械。实践证明，这种指导思想更为可靠，所有进口的菲斯特秤、申克秤，都是采用这种设计思想。

　　对于细粉中含有一定量的微小颗粒物料，比如干电石渣、矿渣粉等，一般的强制给料装置就容易卡住。面对这个难点，某公司研发出的防卡堵弹性锁料叶轮成功地解决了这个矛盾。

　　防卡堵弹性锁料叶轮有如下特点：
　　⑴ 有相当可靠的耐磨性能。由于叶片与两端轮面都镶砌上了特殊软质的耐磨材料，不仅叶片与内筒之间无间隙；而且内筒壁是光滑的硬质材料，摩擦系数很小；再加之设计的内筒转速很低，有利于减小磨损。

　　⑵ 该叶轮锁风装置遇到物料中含有尺寸不超过10mm的小杂物时，可以顺利通过。为此，在叶轮上的叶片由两部分组成，一部分钢板，另一部分为弹簧钢板，是为适应含有小颗粒杂物排除而设计的。用户为了鉴别该装置是否具备真实性能，可以在进料端处观察到此种结构。

　　另一方面从我国水泥新型干法生产的管理与操作水平看企业内部症结：
　　当前国内新型干法水泥生产的发展形势是，更多企业在争规模、抢速度，使新建的生产线起点过低，不少企业基建阶段将仪表的配置当作可以降低投资的内容（如取消X-荧光分析仪）；在生产阶段，则更是能省就省。之所以造成这种状态，不排除确实有些仪表质量不过关的原因，但更不能排除的是，企业有意低价采购劣质仪表，或使用维护不当，或使用条件不具备的原因。

　　如果把这两方面症结结合在一起，更应该有这样一个教训值得吸取，那就是不问自动化技术是否成熟，也不问企业基础管理条件是否具备，只是一味推广，急于求成，得到的只能是一无所获的怨声载道。     

　　当前，国家工业信息部在推行工业与信息化工作，这是好事，水泥行业理应积极响应，但千万不要走形式化的老路，那种建立在非真数字基础上的所谓“信息一把手”原则，并不能为企业获得实际效益，也无法坚持下去。

　　四、破除症结提高水泥企业自动化程度
　　1、自动化产品的供应商应当努力的方向：
　　⑴ 有能力的供货商一定要为水泥用户提供真正有效益的产品（一般两年内取得的效益不低于一次性投资，才会有吸引力），而不是只为自身企业盈利，要为用户建立使用样板，给用户以使用信心和效益。对于新型的仪表及控制方式，要有实际的业绩证明你的产品能为企业带来实在效益，就更成为推开市场的关键（如推广在线粒径分析仪）。

　　⑵ 重视用户自身的基础工作是否具备开展自动化应用的条件，对于基础工作管理薄弱的企业，不能将仪表、数据来源的真实性当作基础工作去抓的企业，卖方不要降低自动化应用的基本条件，所谓“因陋就简”，急于向他们推销自动化产品。

　　⑶ 优秀计量仪表制造商在与不规范的企业竞争时，千万不能采取降低质量拼价格的办法，尤其在当前议标采购制度盛行时；也不能只靠众多的广告宣传，而是要勇于武装用户具备识别真假自动化装置的水平，明确告诉用户使用这类仪表后企业能获得的效益，很多制造商缺乏对这种效益的计算手段，但这正是推广这类产品的致命环节，因为任何用户在投资之前，都要计算预计产出的效果。对此，最好的计算办法就是拿到实践中进行使用前后的对比，当然，这其中需要工艺、机械等相关专业工程师的配合。同时，还要告诉用户自己生产的产品标准及保证值、保证手段。所有这些都是只有正规企业才能在竞争中出手的措施。就以窑尾高温废气分析仪为例，制造商就应该下功夫调查使用者，投入使用后与投入使用前熟料的热耗有多大差异（或投入使用与未投入使用的熟料热耗差异）；还可以有这样一个例子，一个制造商开发了设备状态检测仪，它可以将设备巡检过程中的隐患按照标准发现并记录下来，提高靠人工巡检的可靠性，同样应该用实践证明使用该仪器后设备故障率降低多少来说明它的效益。

　　2、新型干法水泥企业作为用户要从以下方面努力
　　⑴ 应该在抓规模的同时要注重建设质量及管理水平的提高。必须加强基础工作，走精细管理之路。未来水泥市场竞争的获胜者，不会只是规模大者，而应该是运转水平高者。领导的重视，人员素质的提高，生产线的稳定，仪表的可靠都是生产线自动化的必要条件，在这些条件不具备的情况下，拔苗助长十之八九是不会成功的。可以预言，自动化必然是在企业管理较为先进的企业中获得发展与成功；反过来，自动化水平的提高也必将更大幅度提高企业的管理水平及效益。自动化水平与企业管理水平两者互为促进与制约。

　　⑵ 重视仪表自动化的新技术与发展。企业的领导及技术人员应该充分认识到自动化技术的发展日新月异，要比其它领域的进步更快，随时可能带来难以估量的潜在效益，不能以传统观念、经验主义对待自动化技术。要重视自动化仪表设备的特殊性，它与一般设备的不同点在于：它的质量优劣不仅仅影响使用效益，而是关系到能否有用的问题；它不是会像窑、磨等主机一样是生产所必须的设备，其损坏一般不会造成停产。因此，对待这类设备的采购既要慎重，又不能过于保守。为此，这里不仅推荐使用完好运转率的概念代替运转率的考核，有利于对现有仪表的维护工作提出要求和加强；更要鼓励技术人员对新仪表技术的发展信息有较高的捕捉能力，不断提高企业仪表自动化的水平。

　　⑶ 要配备合格的仪表自动化技术人员，努力提高他们的工作动力。仪表自动化专业工程师的水平直接决定企业仪表自动化装备的使用效果，对他们的工作要有具体的要求与考核办法。比如：在熟料煅烧中最有用的仪表是窑尾高温废气分析仪，最初的预分解窑不惜花费上百万元配备这类仪表，但能有效使用的生产线很少，导致后来建设的生产线只好将此仪表省略。其失效的原因，除了早期的高温废气分析仪要求维护水平较高外，也与企业自身缺乏维护力量不无关系。

　　企业要有一套能留住仪表专业工程师的措施，因为该专业尽管在水泥企业中不是主导专业，但他们选择企业的范围却很宽，不一定要为水泥企业服务；对他们不仅要关注待遇，还要加强自动化与各专业之间的配合与协调，才能充分发挥他们的作用，并从不断提高他们的工作能力中找到自身价值。比如，很多仪表工程师并不知道二次风温的测试有什么作用，因此，当该热电偶易损坏时，就丧失了对其维护的积极性。又如设备的振动参数对提前发现设备隐患是非常有用的参数，但仪表人员不了解这种要求，他们就不可能有这种工作动力。因此，设法加强他们对工艺及设备要求的理解，他们的努力自觉性就会大大提高，并在取得进步中获得自信。

　　同时，企业在财力等各方面应该给予必要的支持，对能为企业带来明显效益的仪表，必须购置合乎质量要求的备配件。

　　⑷ 努力抓好生产线的稳定生产。前面已经提到生产的相对稳定是投入自动控制的前提条件，而对于国内大多数企业而言，这方面恰恰是弱项，很多领导将工作重点都投入在窑、磨的主机管理上，很少有对原燃料进厂的稳定付出必要的措施，这种本末倒置已经使我国的新型干法生产效益打了折扣。在提高仪表自动化控制水平上，它更是拦路虎。

　　⑸ 充分重视仪表系统的完整配套及计量精确

　　千万不要搞花架子，一定要做有效益的计算衡量仪表自动化的投入合理性。