水泥库技术存在的问题和现象及破解之道!

作者:陈立明 时间:2019-03-26 13:33:56

一、停产断货看涨

如今,由于国家环保强制性大面积长时间的错峰停产停窑,引发生产成本上升和供需平衡反转,水泥价格不断高升。很明显,谁能大幅提升现有水泥库有效容量,谁就能变现存货高额利润。

时至冬季又一轮清库高峰,严峻的市场形势逼使我们思考:为什么总是存在大量偏库死料?为什么我们总是周期性不断地被动重复进行最危险又低效的清库工作?为什么外面水泥价格高位时我们却库内大量死料堆积断货?为什么?………….

图1.普遍的死料偏库


二、问题里面有机会

认真研究分析,就能发现当前水泥库技术普遍存在以下问题和现象:

1.由于全行业对粉体动力学理论缺乏清晰完整的研究掌握,为了避免全空库的中心漏斗流模式,一般在库底都采用大型减压锥设计,以期理论上通过改变库底罗茨风机多级环形斜槽阵的气动流化作用外扩到库底部外壁,进而实现环库的活化卸放,如图2所示。

图2.采用减压锥的设计目标

然而,人们都忽视了库内粉体分层重力拱产生的料重外扩集肤叠加效应,实际上库内密度分布是外壁硬内空软,偏偏低密度的外加空气必然走软不走硬,因此注定了整个系统处于偏移发散性力学传导模式,如图3所示。

图3.实际密度分布与气料路情况

无论新库还是重新清库后的存储,事实其料路发展都像立鸡蛋易倒一般,极易形成不断自我放大的多点气路偏移聚合作用(中部多股分散漏斗流),如图4所示。最后必然发展形成少数单点料路日益增长发展的对应死料偏库现象,远非人们自以为是气路铺设布局不均,气箱磨损失效,库壁及减压锥面不光滑,人员操作不当等等原因。

 

图4.带病运行的偏库情况

2.一旦偏库运行,库内就易形成30%以上库容的偏移性死料,将实际库型改变成不规则的斜坡形料库,如图4所示。减压锥底部与库底硬料区还存在明显的料路收缩作用,如果再满库高料位运行,库底硬料承重挤压将加强收缩拱的阻塞作用;当收缩拱阻力大于气路流化力时,吹入空气无法渗透物料拱阻层打通料路,全库将彻底陷于阻断状态,如图5所示。运气好的,可以通过人工长钢钎勉强破解;运气差的,放料流量越来越小,时断时续只能全盘清库。

 

图5.彻底堵死的情况

3.清库就是因为死料一步步积累而来,事实上在没有彻底堵死的时候,我们的水泥库都是严重带病运行的。等到必须清库时,无论是人工方式还是机器方式,减压锥的存在反而变成了巨大的料路疏通障碍;因为大量死料多数处于板结硬化状态,清理下来的往往是流动性极差的块粉混合料,其疏通死角有时不得不靠人加以处理,如图5所示,在高位堆积受力极不稳定的库内环境,这正是诱发重大伤亡事故的原因所在。

通过对气动卸料技术的动力学作用的深入分析,不难发现根本问题在于,其料路整体疏通力学设计与库内实际粉料密度分布完全不匹配,形成了头重脚轻的非稳定系统,会自然产生料路发散性偏移。所以,只要找到针对实际粉料密度分布的合理的动力学方案,就有机会根本破解之。


三、破解之道

历经多年的研究与试验,昆明艾克自动化公司发现了重力拱作用会形成库壁高密度硬料聚集层叠加效应,从而确定库壁及底部硬料是死料形成的温床。只有让环库壁及底部硬料均衡优先卸放流动,才可形成整体流,进而彻底消除库壁水分渗漏、凝析凝析引发的严重粘连、板结、固化,同时还应考虑形成料位偏移的自动纠偏作用,在库底则应重点持续破解出口上方因粉料同时向心汇聚而在水平与垂直方向形成的动态收缩拱阻碍。

显然,如果用西方一贯的刚性外科手术思路,无论是外加气动,电动还是液压动方案,在库内成千上万吨料压环境下要达成上述整体流目标根本就是死路一条。

而我们采用东方易经的太极思维,要充分利用库内存料的巨大原重力下压作为推动力,为此我们针对性发明设计了无动力钢结构太极锥;使其在出口上方形成阴阳交错的多层破拱导流作用,可同时破除水平方向和垂直方向的向心收缩拱,并通过由低到高硬中软的分层进料排序设计自然形成环形库壁硬料优先的合理安排。如此这般,便巧妙产生了与库内料密度硬软分布相匹配的动力学设计,一旦库位发生偏移失衡,高出部位产生的料重力差将形成自动正比例的纠偏推力,实现自主收敛性纠偏修正调节,最终可实现环库全料整体流自平衡卸放,如图6所示。

 

图6.粉流掣的动力学设计


四、惊人的实际应用效果

粉流掣在四川某水泥公司一座直径18米空高39米的万吨水泥库中进行了改造,如图7所示。

 

图7.拆除原减压锥改装太极锥

该系统成功应用了近一年,充分经历了用户针对性的各种极端工况测试,彻底证明了粉流掣的理论正确性和强大的自适应实用性,每次彻底放空均能保证太极锥露出锥顶,只余自然堆积的少量可循环尾料,如图8所示。

 

图8.每次满库后可彻底放空至太极锥顶露出

而在5米以上库位,均能实现料面平整的整体流卸放,如图9是20米库位的料面情况照片。

 

                                                  图9.半库位平整的料面与光滑到库壁


粉流掣采用了接入中控的智能闭环系统控制,彻底改变了低级落后的人工开环控制方式,如图10所示。

 

图10.粉流掣的智能闭环控制系统

事实充分证明,粉流掣达到如下实际效果:

1. 由于可形成全库整体流卸放,彻底消除了死料沉积,可比原来多释放30%的死料挤占库容。

2. 由于利用存料重力作为原动力,高位满库运行效果更好,可比原来多释放20%的安全库容。

3. 由于采用智能闭环控制技术,不但彻底杜绝冲料断料等异常工况,还可精确控制卸放流量稳定运行匹配于后续输送与提升接近最大流量,从而大幅提高水泥生产效率。

4. 由于库底采用太极锥技术实现了全库环壁硬料整体流活料卸放,库内不再存在死料沉积板结,可从根本上消除清库的必要,一劳永逸地根治水泥库清库安全问题。

5. 由于粉流掣采用无动力自然料重卸放技术,可彻底摆脱原来大功率罗茨风机带来的高分贝噪声干扰及其电耗,实现静音环保生产。

如今形势下,粉流掣的出现对广大水泥企业正是应运而生,无论是老库改造,还是新库建造,将带来巨大的革命性转变,充分释放全部库容效益。

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