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水泥企業(yè)生料配料，應用微機控制比較普遍，大部分企業(yè)選用的計量設備有簡易皮帶秤、懸臂秤和調速電子秤。這幾種計量設備不論秤體如何變化，均沒有脫離荷重傳感器。實踐證明，荷重傳感器在靜態(tài)標定時線性很理想，但在工業(yè)現(xiàn)場動態(tài)標定時零點有一定偏差，并且存在零點漂移。另外由于水泥企業(yè)粉塵大，電子秤落塵后也會引起計量誤差。設備本身和附近設備振動都會引起荷重傳感器輸出錯誤信號，造成控制失調，影響生料出磨合格率。
通過考查論證，我廠決定在生料擴建工程中選用核子秤，在北京華海新技術開發(fā)公司的協(xié)助下，研制完成了“調速皮帶—核子秤生料配料自控系統(tǒng)”，并在φ2.4×13米生料磨配料工藝中安裝使用，七個月來生料出磨合格率明顯提高，經濟效益明顯，克服了電子秤的缺點，適應于工業(yè)現(xiàn)場的計量和控制。該設備于1990年3月通過了省級技術鑒定。

1 生料配料預均化

生料配料的最終目的是實現(xiàn)各有關化學成分的合理搭配，以生產出優(yōu)質熟料。理想的配料方法應該是：在各種物料入倉前取樣化驗，根據(jù)物料成分調整磨頭配料，但入倉前各種物料均屬于塊狀，取樣化驗周期較長，暫時還無法實現(xiàn)；另一種方法是從磨尾取樣在線或離線進行分析，但由于滯后時間長，測到的物料成分已不是當時的配比，所以這種方法很被動，達不到隨機調整配料的目的，起不到事前控制的作用。為了解決這個問題我們把注意力集中在物料預均化和計量設備的精度上。 
首先我廠建了兩個石灰石儲庫和一個倒庫，兩個儲庫搭配下料后灌入倒庫，起到了石灰石預均化的目的。對于進廠煤、粘土、鐵粉和螢石分別建了簡易儲備倉，進廠后先在地面用機械均化，然后存入儲備倉，用時入庫。由于采取了這些措施，物料成分基本穩(wěn)定，為下一步應用核子秤配料打下了良好的基礎。

2 調速微機核子秤的組成

2.1 放射源和鉛罐
放射源為同位素Cs—137，產生能量為0.66兆電子伏特γ射線，半衰期為80年，放射性同位素被封裝在φ8×9毫米的不銹鋼小圓柱內，裝放射源的鉛罐厚度大于7厘米，放射源用螺母固定在鉛罐的旋轉塞上，當旋轉塞處于“開”的位置時，γ射線徑直射出，處于“關”的位置時，γ射線幾乎全部被鉛罐吸收。

2.2 γ探測器
核子秤所用的γ探測器是專門為核子秤研制的，它具有高氣壓高靈敏度大體積電離室，還具有高增益、高輸入阻抗、低噪聲的前置放大，它將電離室輸出的弱電流信號轉換為電壓信號，供微機采樣，為消除溫度變化的影響并防止潮濕引起的漏電，前置放大中設有恒溫控制器，保證了較好的溫度穩(wěn)定性。

2.3 調速皮帶和測速裝置
我們自已設計制造的調速皮帶機與外購的調速電子秤有所不同，去掉了荷重傳感器和十字彈簧，而且對皮帶的測速信號裝置也做了改進。外購的調速電子秤的皮帶測速信號是在皮帶下面安裝一臺恒磁式測速發(fā)電機，發(fā)電機的從動輪隨皮帶旋轉，取發(fā)電信號為測速信號，這種方法受皮帶張力、振動、機械故障的影響，易出現(xiàn)不同步信號。在研制過程中我們去掉了這個裝置，因為調速皮帶機配用的動力是交流調速電機，它本身就具有恒磁式測速發(fā)電機，我們直接采集它整流后的信號，作為皮帶機的測速信號，克服了調速電子秤的弱點，使信號更加同步準確。在設計調速皮帶過程中，我們還設計安裝了防皮帶跑偏滑輪和皮帶松緊調整機構，并在機架上設計了安裝γ探測器的機構。這種專門為核子秤設計的調速皮帶，保證了核子秤的計量精度和可靠性，減少了投資。

2.4 微機配料系統(tǒng)和電源
電離室電源主要由600伏直流穩(wěn)壓電源、±15伏和+24伏直流穩(wěn)壓電源組成，它與主機裝在一起。主機中央處理單元是8088，并采用了STD工業(yè)控制總線，適應工業(yè)現(xiàn)場。

3 生料配料系統(tǒng)控制原理
調速微機核子秤是一種新型計量和控制設備，它是根據(jù)γ射線與物質互相作用的原理研制的，放射源發(fā)射出的γ射線穿透輸送機上的物料之后再射到γ探測器上，輸送機上的物料吸收γ射線越多，探測器接受到的γ射線就越少，探測器輸出的信號就越小。這個信號經前置放大

附：新型生料助燒配料工藝

新型生料助燒配料技術是長沙湘鴻綠色技術開發(fā)有限公司公司、中南大學等有關專家在總結多年水泥工業(yè)技術領域的成功經驗，尤其是在大直徑立窯生料配料技術的基礎上，為配合節(jié)能型立窯生料成型技術，實現(xiàn)節(jié)能速燒及環(huán)保目的，聯(lián)合研制開發(fā)的節(jié)能減排實用技術之一。能有效改善生料成型特性、提高成型料強度、降低燒成煤耗和電耗、提高熟料燒成產質量，并能有效降低CO、SO2、NOX污染物排放。

　　配料技術特點 
⑴、根據(jù)當?shù)卦疾牧咸攸c，輔以助燒劑核心料，因地制宜調整生料配料。 
⑵、復配的催化助燃和含氧助燃組份一方面可促使預熱分解段缺氧狀態(tài)下CO及VOC在約300℃即開始催化氧化燃燒，促使揮發(fā)份等可燃物質加快化學反應燃燒放熱，強化了對流傳熱，另一方面可有效地促進生料塊內部產生無焰燃燒，促使生料塊里外一起燃燒，燃燒速率大幅度提高，熱量集中，有利于提升窯溫。 
⑶、復配的塑化組份可有效地改善生料成型特性，提高成型料強度，有效防止爆裂粉化，改善窯內通風。 
⑷、核心料中所含的La、Ce、Y、Sm、Nd、Mn、P、Ba、Sr等元素降低了液相出現(xiàn)溫度，增加液相量，有利于熟料燒成，并促進熟料配料中A礦的形成和穩(wěn)定，提高熟料質量。 
⑸、核心料中所含的部分金屬離子催化高溫燃燒中產生的NOx和燃料NOx在富燃氣氛下還原成N2，強化SO2反應沉淀下來而固硫。

　　因地制宜優(yōu)化的生料助燒配料工藝方案可有效地達到提高熟料產、質量及“節(jié)能降污”的目的。
 

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