NGF型生料均化库

　　在水泥干法生产工艺中，生料均化是生产均化链中最为重要的工艺环节，其对提高水泥熟料产量，确保水泥质量的稳定有着举足轻重的作用。因而，生料均化库设计的优劣，直接关系到均化效果的好坏，能否保证入窑生料成分的高度均匀，而最终完成整个生料均化链的全部任务。尤其是在石灰石预均化堆场建设不到位的生产线上，则显得更为重要。
　　南京院在调研分析进行优化改进开发了新型NGF型系列的连续重力充气搅拌式均化库。该库已成功应用于国内外数个2500～10000 t/d水泥熟料生产线上。运行结果表明，该生料均化库即使在库内料位较低的情况下，仍能给窑系统提供化学成分稳定的生料，均化效果均超过保证指标，为窑系统的安全高产稳定运行提供了必备基础条件。该库设备制造和进出料等工艺控制系统均为国内配套解决，阀体也为国内精密加工，但其系统内主要关键部件--荷重传感器、电控气动流量阀及气动开关阀的气控元件全部采用原装进口件，精度高，调控能力强，同等规格下输送能力大，信号反馈及时准确，误差值小，安全运行可靠，使用寿命长。这样两者的配合，使装备总造价、运行费用及电耗均低。此外，该库的所有充气系统配置合理，用料精良，透气率高，阻力低；设备耐久性大幅度提高，检修维护灵活方便。
　　1.NGF型生料均化库均化工作原理
　　从提升机送入库顶的生料，经库顶多点下料分配器分配后，进入按一定规律分布的深型斜槽，经其输送后喂入库中。库底板上有一锥形中心混合室(也称减压锥)，锥体底部与库底板连续的四周有许多孔洞；库底板上布满充气箱，依要求将库底充气箱分成若干个充气区；锥体与库壁形成的区域称为外环区，中心混合室内称为内环区。库卸料时，根据混合室内压力的高低，罗茨风机分别向库底内外环区分区轮流循环充气，使生料从外环区进入中心混合室的内环区，再由中心室卸入库底卸料装置。在整个过程中，生料从分配器进入库内后，首先均匀地以层的形式平铺在库内。在向中心混合室轮流循环充气进料时。在外环区锥体孔洞上方依次出现多个漏斗凹陷，漏斗沿径向排成一列，随充气的变换而旋转角度，这样不仅产生重力混合，而且也因漏斗卸料速度不同，使库底生料产生径向混合。生料进入中心混合室内，在减压锥的减压作用下，被混合室内充气气流强烈搅拌，使得在外环区混合均化后的生料又进行了一次充分的气力混合。因此，库外环区的充气是为了活化物料形成漏斗流并向锥内混合室输送物料；锥体内环充气则是为使物料充分均化混合并卸料出库。经过均化的生料，正常运行时，由库底溢流管卸出，从而完成了生料的均化全过程。出库生料由库底气动开关阀和电控气动流量阀根据充气计量仓的荷重传感器显示出的料重来调节控制进入的料量，出计量仓生料量可根据入窑喂料量大小，由计量仓仓底气动开关阀、电控气动流量阀和冲板流量计形成的闭环系统实现自动调节控制，为此完成生料从库顶进入至仓底卸出的均化计量全过程。
　　2.NGF型均化库结构组成
　　NGF型均化库从库顶进料到库底出料，库内外充气系统到库外计量设备及卸料系统的全部成套装备均由我院集成供货。其主要结构组成由库顶分配器、库内充气箱、库底卸料装置、充气计量仓、荷重传感器、手动闸板阀、气动开关阀、电控气动流量阀、输送斜槽和库内外充气管路系统及配件组成，见图1。

　　3.NGF型均化库主要结构特点
　　3．1生料分配器
　　生料分配器系统工作时，生料从分配器顶部进料口进入分配罐；同时风机的供风则从分配器下面的空气进口并通过透气层进入分配罐。通过调节阀可调整进入分配罐的风压和风量，使粉状物料在分配罐中呈流化状态，从而均匀分流进入按一定规律性分布的多点进料斜槽中。在每个斜槽的底部进气口也安装有调节阀，可调整供风的压力和风量。流进斜槽中的生料在空气的作用下继续呈流化状态，并向斜槽较低方向流动，最后经斜槽下料口进入生料库中。库顶多点进料斜槽的设置避免进料产生离析现象，为库内物料均化做好准备。斜槽采用输送能力大且料流均匀的深型斜槽，斜槽可在斜槽支架上自由滑动；斜槽卸料口与均化库顶采用软连接，以吸收斜槽热膨胀；斜槽和斜槽之间的连接采用定制的新型发泡橡胶材料，在露天条件下，既防水又防漏气，确保了进料的稳定畅通。
　　3．2均化库库内、外充气系统
　　均化库内充气系统共分n个充气区，除中心区外相对轮流充气。多流股物料的重力混合，当按一定控制方式轮流向各区送入低压空气时，被布置在与库底水平面成l0°斜坡上的充气箱上的生料呈流态化。生料从外环区进入中心区。每个充气区充气箱采用相同规律布置，减少了设备规格，便于制作、安装及维修。充气箱所用透气层材料透气阻力低，透气性能好，且充气箱内采用聚酯织物的软管可防止透气层破损后物料倒流到管道中。每个充气分区及均化库库外充气系统采用了质量上乘、信号反馈及时准确、误差值小和可快速切断的气动阀；另将所设定的标准控制程序装入了PLC自动控制系统，可直接进入中控DCS系统进行控制，通过改变内外环充气区的充气时间，可以改变物料的均化效果，从而保证均化指标。
　　3．3库底卸料装置及充气计量仓
　　生料到达库底后，经均化库中心区进入库底卸料装置；再通过气动开关阀和电控气动流量阀调节料量后进入充气计量仓。库底卸料装置及充气计量仓的仓底部均设有类似于均化库库内结构的充气箱，带传感器的充气计量仓可根据入窑喂料量大小实现自动控制。仓内物料由于仓底充气箱作用呈流态化，保持物料有良好的流动性能。充气箱所需压缩空气由罗茨风机通过仓底外部管道供给。
　　3．4电控气动流量阀和气动开关阀
　　电控气动流量阀和气动开关阀是均化库实现自动控制的核心设备，它运行的正常与否直接关系到均化效果的好坏。为此南京院与天津德申科技公司联合开发了NGF型均化库专用的电控气动流量阀和气动开关阀，其特点具体如下。
　　(1)迷宫式密封箱加进口毛织物填料，因而具有完善的密封性能；
　　(2)阀体和阀板采用了国外特殊的耐磨材料制造，具有耐磨、轻巧、控制灵便等特性，其使用寿命内几乎免维护；
　　(3)有手动、现场控制和中央控制三种控制方式，具有4～20mA信号输入、输出接口，流量调节为无间断连续调节；
　　(4)阀上有安全联轴器，用于手动操作。由气压缸驱动，带气动位置控制系统。远程定位器是一个电流回路，位置设定信号4～20mA，角位反馈信号4～20mA，供电电压24V。在停电时阀门将自动移至“关”的位置；快速关闭时间≤3 s/次，100%开度调节时间45s左右；所需控制气源气压0.6 MPa±1MPa，从而将传统的流量控制阀和气动开关阀合二为一。
　　(5)气缸采用了德国FEST0公司的原装产品作为气动驱动执行机构，其驱动气缸为齿条式结构，可以任意地正反方向快速运行且消除了电动驱动的不可频繁正反转所带来的滞后性和机械惯性，真正做到实时跟踪调节，完全无机械故障。气动驱动的抗过载能力和输出扭矩大，其使用寿命内几乎免维护，能耗和造价低。目前国际上已广泛使用。
　　(6)阀的流量调节采用西门子定位器，为非接触式，同阀轴直联，无传动机构，因而定位精度和可靠性高；控制精度可达到1%。