均化技术

均化技术1. 物料的均化与预均化通过采用一定的工艺措施，达到降低物料的化学成分波动振幅，使物料的化学成分均匀一致的过程叫均化。

水泥生产过程中各主要环节的均化，是保证熟料质量、产量及降低能耗和各种消耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重要途径。

实质上，水泥生产的整个过程就是一个不断均化的过程，每经过一个过程都会使原料或半成品进一步得到均化。

就生料的制备而言，原料矿山的搭配开采与搭配使用、原料的预均化、原料配合及粉磨过程中的均化、生料的均化，这四个环节相互组成一条与生料制备系统并存的生料均化系统——生料均化链。

四个环节中最重要的为原料的预均化和生料均化，这两个环节担负着生料均化链全部工作量的80%左右。

原料在存贮、取用过程中，通过采用特殊的堆、取料方式及设施，使原料的化学成分波动范围缩小，为入窑前生料成分趋于均匀一致而做的必要准备过程，通常叫做原料的预均化。

简而言之，所谓原料的预均化就是使原料在粉磨之前所进行的均化。

2. 预均化设备2.1 预均化堆场提高原料预均化效果的主要措施就是采用各类预均化堆场或预均化库来提高原料的预均化效果。

预均化堆场是一种机械化、自动化程度较高的预均化设施。

送入预均化堆场中的成分波动较大的原燃材料，通过采用堆料机连续以薄层叠堆，形成多层(200~500层)堆铺料层的具有一定长度比的料堆；而取料机则按垂直于料堆的纵向实行对成分各异的料层同时切取，完成“平铺直取”，实现各层物料的混合，其标准偏差缩小，从而达到均化的目的。

预均化堆场的布置方式有矩形和圆形两种。

矩形预均化堆场矩形预均化堆场中一般设两个料堆，一个在堆料，另一个在取料，相互交替，每个料堆的储量通常可供工厂使用5~7天。

圆形预均化堆场圆形预均化堆场的料堆为圆环状。

原料由胶带输送机送到堆场的中心上方，用回转悬臂胶带堆料机作往返回转堆料，一般用桥式刮板取料机或桥式圆盘取料机取料。

在料堆的开口处，一端在连续堆料，另一端在连续取料。

整个料堆一般可供工厂使用4~7天。

圆形预均化堆场与矩形预均化堆场相比，在相同容量的条件下，占地面积少30%~ 40%，投资低20%～30%；由于圆形预均化堆场的取料只有一个方向运动(顺时针方向或逆时针方向)，而矩形预均化堆场取料机是往复运动，所以圆形预均化堆场不存在矩形预均化堆场中处理料堆端部堆积料的困难，即无“端锥”问题；操作方便，有利于自动控制。

但圆形预均化堆场中的圆环形料堆的物料分布不如矩形堆场中长条形料堆对称而均匀；如果作预配料堆场并预均化时，圆形预均化堆场中总是在堆端堆料，所以难以及时调整；圆形堆场因受房厂房直径的限制，堆存容量不及矩形堆场多，且扩建困难。

2.2 堆料机2.2.1 堆料机的结构图1 堆料机结构示意图悬臂输送机悬臂输送机由驱动装置、胶带输送机、胶带输送机支撑框架等组成。

胶带输送机支撑框架是电焊焊接结构，胶带由紧固在支撑框架上的滚子支撑，闭置滚子及驱动装置也紧固在同一个支撑架上。

皮带输送机的驱动装置由SEW齿轮电机驱动。

胶带张紧装置由螺栓-螺母系统实现，悬臂的上下运动由液压升降装置实现。

行走机构行走机构由两个移动梁组成，每个移动梁由SEW齿轮电机驱动，其输出速度可通过变流器调节。

两个移动梁均为焊接结构。

图2 堆料机（悬臂输送机、动力及控制电缆盘、支撑框架、操作室）图3 堆料机（行走机构）液压升降装置液压升降装置由液动力装置及液压缸组成。

液压缸控制悬臂输送机的上下运动。

动力及控制电缆卷盘当堆料机沿料堆长度方向往复运动时，动力及控制电缆分别通过各自的电缆鼓形圆桶实现电缆的收回及回放操作。

支撑框架支撑框架是坚固的电焊焊接结构，堆料机各部件通过此支撑框架联接成一个整体。

操作室操作室固定在支撑框架上，室内装备有PLC系统及电器元件控制柜。

卸料仓入料胶带机输送的物料能过卸料仓实现卸料。

卸料仓通过铰链合页同堆料机支撑框架连接。

卸料仓有残两个从动轮，一个从动轮在卸料仓的末端按压入料胶带。

图4 堆料机（入料胶带输送机）2.2.2 堆料机的使用维护2.2.2.1严禁使用严禁在下述不正确的情况下使用堆料机：分路电保险装置；移走机械防护装置；设备完全停下来之前使设备反向移动；有破损零件出现时使用设备；处理设备限定之外的物料，或者在超出工作限定速率的工况下使用设备润滑系统的工作条件不理想时使用设备2.2.2.2机械操作模式堆料机可以通过操作室内控制面板，或安装在靠近电机的现场控制盒，或自动操作模式下的中控室控制2.2.2.3操作顺序自动或手动操作必须按照下面的顺序来操作：悬臂输送机、行走机构、入料皮带。

停车顺序相反。

2.2.2.4紧急停车除了故障显示器中显示的故障之外，当发生如下异常时也必须停车，然后检查原因，排除故障：⑴减速机异常振动，轴承温度比设定值高；⑵电机轴承温度比设定值高；⑶轴承温度升高，高于设定值；⑷螺栓松动、失效或脱落；⑸堆料机异常噪声；⑹入口皮带处出现异质物料或大量物料拥堵。

2.2.2.5改变料堆堆料操作当需要堆料机去堆另外一堆料时，堆料机的悬臂必须被提升至最高点，同时停止入料皮带输送机。

2.2.2.4周期性维护及预维护周期性维护及预维护见表1。

表1堆料机周期性维护及预维护2.2.3堆料机常见故障分析和排除方法侧式悬臂堆料机常见故障分析和排除方法见表2。

2.3 取料机2.3.1取料机的结构取料机用于连续给料过程。

取料机入口处安装具有刮板的悬臂，通过刮板和悬臂的运动实现从料堆上取料，并将所取之料装载至出料胶带输送机上。

取料机沿料堆的纵向往复运动，刮板悬臂在料堆横向步进向下运动。

取料机由刮板链、行走机构、悬臂俯仰装置、电缆卷盘、平台、操作室、卸料斜槽、装填车、润滑系统等组成，如图5~图8向机构上。

链节通过两侧绞合连接链节侧板而构成链。

电机、减速机及液压联轴器驱动两轴线的运动。

螺栓-螺母系统实现链的张紧，张紧系统中的弹簧垫圈控制张紧力。

行走机构行走机构由两个移动梁组成。

靠近卸料一侧的梁由两个驱动装置驱动，每个驱动装置由SEW电机减速机组成。

行走机构总共有4个导向轮，输出速度可以通过变流器实现调节。

工作速度低，移动速度快。

另一个梁无驱动装置。

臂俯仰装置臂俯仰装置由臂提升装置、滑轮、钢丝绳、支撑架组成。

刮板链通过提升装置实现上升或下降动作，同样也提供工作速度和高速两种速度。

图6取料机刮板链图7取料机悬臂及其俯仰机构动力和控制电缆盘当取料机沿料堆长度方向往复运动时，动力及控制电缆分别通过各自的电缆卷盘实现电缆的收回及回放操作。

图8取料机电缆卷盘平台平台是坚固的焊接结构，取料机的各部件通过平台连接成一个整体。

图9取料机卸料斜槽/装填车操作室操作室固定在支撑框架上，室内安装有PLC系统及电器元件控制柜。

卸料斜槽/装填车卸料斜槽内安装有数个缓冲滚子，可以降低物料对皮带输送机的冲击。

润滑系统润滑系统用于润滑链条。

配重配重用来平衡取料机，防止取料机倾倒。

2.3.2 取料机的使用维护2.3.2.1 严禁使用禁止不正确的使用，如：分路电保险装置；移走机械防护装置；设备完全停下来之前使设备反向移动；有破损零件出现时使用设备；处理设备限定之外的物料，或者在超出工作限定速率的工况下使用设备；润滑系统的工作条件不理想时使用设备；2.3.2.2 机械操作模式取料机可以通过操作室内控制面板，或安装在靠近电机的现场控制盒，或自动操作模式下无级取料时的中控室控制2.3.2.3 操作顺序必须按照下面的顺序进行自动-或手动-操作：出料皮带输送机、刮板链、悬臂俯仰、行走机构。

停车顺序刚好相反。

注意：如果取料机要去取另外一堆料，其悬臂必须升至最高点。

2.3.2.4 紧急停车除了故障显示器中显示的故障之外，当发生如下异常时也必须停车，然后检查原因，排除故障：⑴减速机异常振动，轴承温度比设定值高；⑵电机轴承温度比设定值高；⑶轴承温度升高，高于设定值；⑷螺栓松动、失效或脱落；⑸堆料机异常噪声；⑹入口皮带处出现异质物料或大量物料拥堵。

当需要取料机去堆另外一堆料时，堆料机的悬臂必须被提升至最高点，同时停止刮板链。

2.3.2.5 周期性维护及预维护周期性维护及预维护见表3.表3 取料机周期性维护及预维护2.3.2.6 刮板取料机常见故障分析和排除方法刮板取料机常见故障分析和排除方法见表4。

表4桥式刮板取料机常见故障分析和排除方法3. 均化设备3.1生料均化方法生料均化分气力均化和机械均化。

气力均化的均化效果好，但投资较高，机械均化是一种简易的均化措施，其投资省、操作简便，但均化效果差，仅用于小型水泥厂。

生料的气力均化分间歇式和连续式均化两种。

3.1.1间歇式均化库间歇式生料均化库，其进料和卸出成品生料是分步间歇进行。

故一般应设不少于三座库，当一座库进料时，另一座库进行搅拌、取样分析，第三座库卸料。

在一座库装满前，另一座已卸空，三座库交替作业。

生料在均化库内堆积到一定的高度(约占库高70%)后，在库底通入一定压力的空气吹射生料，使库内生料呈流态化，并按一定规律改变各区进气压力和流量，使库内粉料产生差速流态化运动和上下对流翻腾的搅拌作用，达到均化生料的目的。

为保证空气搅拌的生料粉能够均匀混合，一般采用分区搅拌的方法。

库底分区方法有扇形、条形和环形等几种。

3.1.2连续式均化库连续式均化库是生料均化过程连续化。

出磨生料通过库顶生料分配器和放射状布置的入库斜槽进入库内形成大致水平料层。

卸料时轮流向环形区一个小范围内充气，使部分生料流入中心室或混合室，并自上而下地切割水平料层，产生重力混合均化。

在混合室内再连续充气搅拌达到均化生料的目的。

生料进料、均化和出料同时进行。

这种均化方法要求原料成分波动小，适用于设有预均化设施或原料成分较稳定的现代化大、中型水泥厂。

连续式生料均化库具有以下优点：⑴工艺流程简单，占地少，布置紧凑；⑵操作控制方便，岗位工人少，并易于实现自动控制；⑶基建投资省，比间歇式空气搅拌库可节省投资20％左右；⑷耗电较少，操作维修费用低。

连续式生料均化库的主要缺点是：当出磨生料成分发生偶然的大幅度波动时，会引起出库生料成分瞬时波动偏大，而且这种情况难以事先进行纠正。

多流式均化库是连续式均化库的一种，是目前使用比较广泛的库型。

其原理是侧重于库内的重力混合作用，而基本不用或减小气力均化作用，以简化设备和节省电力。

下面重点介绍多流式均化库设备。

3.2多流式均化库3.2.1 IBAU型中心室均化库IBAU型中心室均化库由德国制造，其结构形式如图10所示。

1. 物料层；2. 漏斗；3. 充气区；4. 阀门；5. 流量控制阀；6. 空气压缩机；7. 中央斗；8. 收尘器图10 IBAU中央锥拌和库库底中心有一个大圆锥体，通过它将库内生料重量传到库壁上。

圆锥周围的环形空间被分成向库中心倾斜的6～8个区，每区都装有充气箱。