1、水泥生产线工艺

1.1、工艺说明 

一般来讲，水泥行业生产的是硅酸盐水泥，硅酸盐水泥是一种细致的、通常为灰色的粉末，它由钙（来自石灰石）、硅酸盐、铝酸盐（黏土）以及铁酸盐组成。在一个硅酸盐水泥工厂中，水泥生产工艺的主要过程是原料破碎粉磨后制成生料，然后再把生料送入高温窑炉中用燃料将其煅烧成熟料，最后将熟料与适量石膏混合磨细制成水泥，需要经过矿山开采、原料破碎、黏土烘干、生料粉磨、熟料煅烧、熟料冷却、水泥粉磨及成品包装等多道工序。

总之，其生产过程可概括为“三磨一窑”，可分为四个步骤：

1、 生料制备：即将石灰质原料、黏土质原料与少量校正原料径破碎后按一定比例配合、磨细并调配成合适、量质均匀的生料；

2、 媒粉制备：水泥生料煅烧所需的煤炭，必须制备成媒粉，提供媒粉燃烧所要求的粒度，以便于充分燃烧，得到足够的燃烧反应能力；

3、 熟料煅烧：熟料球形结块的直径必须再0.32-5.0cm范围之内，它们是在原料之间的化学反应中产生的。即将生料放在水泥窑内煅烧至部分熔融以及得到硅酸盐水泥熟料，并储存至熟料料库；

4、水泥粉磨及出厂：即将熟料加入适量石膏、混合材或添加剂共同磨细为水泥，并包装出厂。粉磨过程在封闭系统中进行，该系统配备了一个空气分离机，用来按大小将水泥颗粒分开，没有完全磨细的材料被重新送过该系统。

1.2工艺系统概况 

1.2.1破碎及预均化  

1、破碎  

水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量较大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。

2、原料预均化  

预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。 采用过程控制的方式控制原料预均化，是原料的均化和贮存更加方便，采用AB的FactoryTalk SE 上位机软件通过赫思曼RS20交换机进行数据通信从而实现远程控制，监控。

1.2.2生料制备 

水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括多种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。

1.2.3 生料均化

新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。采用Rockwell的控制器去做PID温度的优化，用FactoryTalk SE 进行数据参数的优化。

1.2.4 预热分解

把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。

1、物料分散  

换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。

2、气固分离  

当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。

3、预分解  

预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。

1.2.5 水泥熟料的烧成

生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的矿物。随着物料温度升高近时，矿物会变成液相，溶解于液相中的 和 进行反应生成大量 （熟料）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料质量。

1.2.6 媒粉制备

1.2.7 熟料调配 

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1.2.8 水泥粉磨

水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电较多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。

在石灰石破碎电气室、石灰石预均化电气室、原料粉磨及废气处理,原料磨电气室、熟料输送,烧成窑头,窑头电气室、煤粉制备及计量输送,煤磨电气室、窑尾电气室。每个电气室的风机、皮带机、板喂机等驱动采用的是罗克韦尔PF753系列的变频器，其中板喂机和皮带机采用重载类型，有双电机主从控制通过赫思曼RS20交换机通讯组成环网，变频器用磁通矢量控制，内置DviesLogix逻辑控制功能，是双电机达到力矩同步功能。提升机采用罗克韦尔SMC-Flex软启动，具有可选突跳起动的软启动，限流起动，双斜坡起动、全压起动、预置低速、突跳起动的线性加速、软停车功能，可选通信网卡，以太网卡采用20COMME。回转窑采用罗克韦尔PowerFlexDC直流传动，电枢励磁一体化。液晶显示面板简单操作，多种网络通信，可和变频器软启动通信卡通用。具有高性能的控制模式，可显示段速运行，690V电压等级的电流可达1500A，双直流传动同步主从控制。每个电气室控制柜采用的霍夫曼MI9机柜，防护等级IP55，在粉尘较多的场合防止粉尘。在并柜的过程中采用并柜组件，使机柜的防护等级不降低。较好的适用于各个电气室的应用。

2.3系统构成 

★对PA总线仪表以及带DP的成套设备，我们采用DA公司的Modbus通讯网关，把这些设备通过以太网接入工业交换机，然后通过OPC方式接入控制系统。一个通讯网关有2路RS485接口，每个接口最多可以带32个站点，通讯传输速率：1200 bit/s~115.2Kbit/s。 

★采用FactoryTalk SE 软件，用server/clinet结构，服务器和通讯均成对配置，二台服务器互为备用，任何一台服务器故障，另一台服务器均无扰地进行切换。

★采用原装进口工业级管理型赫斯曼交换机，支持环网技术，环网故障自复时间小于20ms。。

★采用FactoryTalk 平台的 WEB发布软件，进行网络发布，可以在IE浏览器里面就能够看到上位机画面的内容，满足BS架构。

★采用罗克韦尔工业数据中心IDC建立工业私有云利用当前主流的工业数据中心虚拟化技术，把生产区域中各系统服务器（包括MES服务器，SCADA管理服务器，历史数据库服务器，实时数据库服务器，WEB发布服务器，视频服务器，安防服务器等），操作员站，工程师站的系统集中在集团或者工厂私有的云端服务器上，在传统的系统操作员工位上放置瘦客户机。颠覆传统结构，既较大限度地保持原本的服务器架构，又利用私有云技术强化服务器性能及可靠性，延长系统生命周期，保护了用户的投资。