超低成本窑况远程监控管理系统

　　现在好了，我们把新型干法窑上广泛采用的集散式控制技术（DCS）应用于机立窑，开发出了超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统，该系统融合了当今世界最先进的工控技术（集散式控制，简称DCS系统）和信息化管理技术（计算机数据库网络管理技术），不仅可以提高机立窑的“战斗力”，还可大幅度降低能耗（一台3米窑一年的节煤效益就在50万元以上），更能提高企业的竞争力，使机立窑向着“现代化立窑”迈进，最终令企业步入良性发展的轨道。

　　机立窑是水泥生产过程的“心脏”。机立窑煅烧状况的优劣，直接关系到产量稳定、质量提高、能耗降低。影响水泥生产全过程的因素是多方面的、综合性的，生料是前提，煅烧是关键。提高看火操作技术水平，稳定机立窑的热工制度，煅烧正常合理，烧出的熟料质量就高，产量就稳定，能耗就低，企业的经济效益就好。如果希望熟料煅烧始终保持在较高的水平上，就必须始终按照“三稳定”来操作——即加料、底火、卸料三者均稳定在合理的范围内。在保证生料和设备的前提下，注重提高操作人员的技术水平和分析判断能力，实现“三稳定”操作，就抓住了问题的关键。采用本系统控制烧成是提高产质量、降低能耗的首选方案。

　　我们开发的适用于水泥机立窑的超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统的构架同新型窑外分解窑采用的DCS系统是一样的，由中央控制室计算机(上位机)、采集站(下位机)、可编程控制器（简称PLC）或智能模块、通讯网络等构成，系统硬件全部选用世界名牌硬件设备，如台湾研华的工控机、智能模块等，系统软件采用美国微软公司的数据库软件编写而成，确保系统的高度可靠。

　　超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统由软、硬件两大部分组成，硬件采用网络型的PLC集散式控制系统构成，可以把各窑的生产数据传送到中央控制室，结构见下图：

　　采集站（下位机）：用于接收PLC、智能模块、仪表、板卡等采集的现场数据并传送至上位机，以及接受上位机的指令并通过采集站对各窑进行控制，采集站上也装有水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统监控软件，可以显示窑况、实时曲线、历史曲线、报警列表、帮助文件等。

　　PLC、智能模块、仪表、板卡：采集现场数据并传送至采集站，接收采集站传送的指令。

　　通讯网络：用于把监控计算机、各采集站和采集模块构成一个监控系统。

　　系统软件采用视窗软件编写而成，含有以下主要功能：

　　窑况显示功能可以把全厂所有窑的每个测控点的参数显示出来，如底火温度（包括8个测控点的单偶温度和8个测控点的平均温度以及8个测控点之间的温度偏差）、烟气温度、熟料温度、当前台时、到当前时刻的本小时、本班组、本月份的累计产量以及成球盘运转率和机立窑运转率等；

　　实时曲线功能可以把各窑底火、烟气、熟料等处的温度以及偏火指数、卸料速度、主要设备的启停状况等用曲线的形式实时显示出来，可以指导窑况的走势；

　　历史曲线功能可以把各窑底火、烟气、熟料等处的温度以及偏火指数等历史数据用曲线的形式显示出来，便于对当前窑况进行分析；

　　查询历史数据功能可以把各窑底火、烟气、熟料等处的温度以及偏火指数等历史数据用表格的形式显示出来；

　　报警信息显示功能可以显示全厂所有窑的每个测控点的上、下限报警信息，包括报警发生时间、报警解除时间、应答报警时间等，也可以用表格的形式查找所需要的历史报警信息；

　　帮助文件收录了看火操作的所有技术细节，可帮助看火工纠正不良的看火习惯，是一本电子版的看火培训教材；

　　看火日志录入功能用于对各窑的看火工进行奖惩考核；

　　窑况统计表可以在瞬间把日、周、月、年、任意区间五个时间段各窑底火、烟气、熟料等处的温度以及偏火指数的最大值、最小值、平均值、偏差值统计出来。区间起止时间可以任意设定，是为了方便除日、周、月、年以外的时间段的统计而设计的，比如百日劳动竞赛；

　　看火排行榜表可以在瞬间把日、周、月、年、任意区间五个时间段各窑每位看火工应得的奖惩统计出来。如果用人工统计，则几乎是统计不过来的。

　　超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统是针对机立窑烧成时影响因素多而且多数不易检测控制的特殊性而开发的，系统由监控和考核两个子系统构成。监控子系统即传统的集散式控制系统，负责采集窑况数据并对窑况进行适当的控制。但由于机立窑烧成时的影响因素太过复杂，单靠监控子系统去完成对这些影响因素的全面控制，现有的科技手段还难以达到（以前曾出现过闭门操作系统，试图对这部分参数进行全面控制，但因不能适应烧成时的实际情况，最终都以失败告终）。比如湿料层厚度、底火位置、液相量和液相黏度等参数，没有好的方法在线自动检测，也就没有办法进行自动控制，目前主要依靠看火工通过插钎试火等手段来判断；再比如风洞、粘边、塌边等窑况，监控子系统既检测不到，也处理不了，而这些不正常窑况又会影响熟料的产质量，如何减少不正常窑况的发生或不发生，控制窑况保持稳定，这个工作就交给考核子系统去完成。

　　我们知道，看火工的职责就是稳定窑的热工制度，他们随时都在观察着窑况的变化。正如出磨生料设有CaO、Fe2O3、细度等考核指标一样，窑况也是可以设有考核指标的，比如考核烟气温度、底火温度、偏火指数、熟料温度等，实际是考核看火工的加料操作、用风操作和选择的卸料速度是否合理，通过监控子系统把这些数据记录下来，与看火工的操作挂钩，根据窑况的好坏把看火工应得的奖惩自动统计出来，窑况好就奖，窑况差就罚，奖勤罚懒，把看火工的劳动积极性调动起来，督促看火工按照“一稳、二固定、三平衡、四勤、四注视”的科学操作方法去操作，勤观察勤处理，自觉调整不正常窑况，把不正常窑况消灭在萌芽状态，窑况就能始终保持在较高的水平上。提高熟料产质量，降低能耗就有保证。可以说考核子系统是“三稳定”远程监控管理系统的灵魂，这种设计方案更符合机立窑烧成时的实际情况，使用效果要明显好于单纯的DCS系统。而且由于减少了电动蝶阀、变频调速器等执行单元，一是可以大幅度降低系统成本；二是减少了执行机构就相应提高了系统的可靠性，可连续运行3年以上不发生任何故障，真正的省心、放心产品。

　　超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统是高科技与生产实践的完美结合，它不仅具有“自动调偏火系统”的调偏火功能，还能监控底火位置、湿料层厚度、卸料速度等，强制看火工始终按照“三平衡”去操作，同时还能显示立窑台时、小时产量、班产量、月产量、立窑运转率以及成球盘、风机等主要设备的起停状态，而且窑面和远程办公室（距离500米不在话下）保持同步显示、控制，功能相当强大，但却价格低廉。它具有技术先进、适应性强、模块化设计、功能强大、投资回收期短（1个月）、可靠性高、易于安装（只需要停风2小时，不动窑体结构，基本不影响生产）、易于维护、节煤效果显著、产质量提高明显的特点，构思巧妙，特别适宜于熟料热耗大于900大卡/公斤或已经购买发热量测定仪，希望通过管理和高科技手段进一步挖掘潜力，用较少的投入使煤耗再低一点，产质量再拔一块，企业层次得到提高的大多数立窑企业。

　　超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统的作用：

　　超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统有着明显节能降耗、提高产质量的作用。我们知道在原、燃材料以及三率值基本不变的情况下，配煤多，窑温高，底火火层厚，烧成时间长，抵抗窑况波动的能力强，出现一些不很严重的不正常窑况，熟料也能烧熟，不会对熟料质量产生太大影响；配煤少，窑温低，底火火层薄，烧成时间短，抵抗窑况波动的能力差，出现小的不正常窑况都有可能导致熟料质量下降，配煤越少，通风越好，上火越快，产量越高。配煤多少直接反映了一个企业的生产和管理水平，每个企业都想通过减少配煤降低成本，增加效益，问题在于没有一个强有力的手段稳定窑况，企业大多不敢降煤，否则就有可能生烧、欠烧而严重影响熟料质量。采用超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统以后，由于对加料速度、卸料速度和底火位置进行了“三稳定”考核，从而极大地减少了窑况的波动，因此配煤量就可大幅下调，经实际测算，一只φ3×11M窑一天因减少配煤而节省的煤钱就可达千元以上（以熟料热耗1000大卡/公斤为基准，280元/吨煤，配煤减少10%， 烧500吨生料/窑·天），一个月下来就是4万余元，一年下来就是50万元。在生料成分合理的前提下，配煤减少了以后，窑内通风明显改善，风机电流降低10安培以上，上火快，立窑台时明显提高，熟料中的死烧块、还原料和粉化料很少见到，熟料外观也比原来有较大改观，强度和易磨性都有所提高。

　　超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统还可以提高企业的管理水平和管理时效性。企业管理者不必亲自到窑上去，通过自己办公桌上的电脑随时能够了解每只窑的窑况，对于烧成中存在的问题可以早发现早解决。超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统可以说是一位“不拿工资”的高级管理者，忠实地监控着窑况的变化，而且要比管理者在窑上盯着时的效果要好，因为对于底火深浅、偏火程度、湿料层厚度、加卸料速度等操作时应注意的问题，单凭肉眼判断容易造成判断不准，判断不准就容易破坏“三平衡”，而超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统可以把这些参数准确直观地显示在电脑上，再利用考核系统来促使看火工精心操作，因此，机立窑就能始终保持在最佳窑况上。

结语

　　超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统是适应机立窑烧成特点的高科技产品，通过对看火工进行“三稳定”考核来起到节能降耗、提高产质量的作用，但并不因为超低成本而降低系统软、硬件的品质。

　　采用超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统以后，因配煤减少，上火速度加快，刚开始会给看火工一种盖不住火的感觉，他们可能感到不适应，这是因为他们长期养成的操作习惯被打乱了，但经过几天的适应过程以后，他们就能体会到“三稳定”操作给他们带来的好处，不仅是能耗降低、产质量提高，而且他们的操作也变得轻松了，这是因为窑况稳定以后，不正常窑况很少出现，由原来的拼体力到现在的用脑子烧窑，他们的操作习惯将发生较大的改变。经过长期使用“三稳定”系统后，他们驾驭窑况的操作技能将会逐渐提高，成为真正的看火高手，到那时，您企业的经济效益就有了根本保证。

　　总之，超低成本水泥机立窑“三稳定”远程监控管理系统是高科技与生产实践的完美结合，它不仅可以提高企业的生产、管理水平和管理时效性，更重要的是可以起到提高立窑运转率，降低能耗，提高产品产质量的作用，经济效益显著，可以在很短的时间内收回投资。