[水泥周]謝克平：現(xiàn)代水泥企業(yè)物料自動計量與定量給料技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀初析

　　在新型干法水泥生產(chǎn)中應(yīng)用自動計量與定量給料技術(shù)已經(jīng)有二十余年的歷史，這種技術(shù)可以說基本是從國外引進(jìn)的。這本是符合新型干法水泥均質(zhì)穩(wěn)定生產(chǎn)的基本要求，但由于廣大管理者對其重要性認(rèn)識不夠，使其運轉(zhuǎn)效果并不好，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)水平的進(jìn)一步提高。所以，我們有必要以新型干法水泥生產(chǎn)的特點及我國當(dāng)前應(yīng)用自動化的現(xiàn)狀與癥結(jié)為題，討論自動計量與定量給料技術(shù)應(yīng)用中存在的問題及改善方向。

　　一、物料自動計量與定量給料技術(shù)在新型干法水泥生產(chǎn)中的重要程度

　　眾所周知，現(xiàn)在水泥市場的競爭已經(jīng)到了白熱化的程度，即便是先進(jìn)的新型干法工藝，也難免會遭淘汰。如何能占領(lǐng)市場的關(guān)鍵之一是質(zhì)量優(yōu)勝，之二是成本降低。這兩者都需要物料計量的準(zhǔn)確，而計量準(zhǔn)確的前提，正是定量給料技術(shù)的先進(jìn)可靠。因為現(xiàn)在的熟料與水泥利潤都很低，每噸能有二十元的利潤就算不錯了；又因為現(xiàn)在的能源價格一漲再漲，已經(jīng)為生產(chǎn)成本的60%以上。如果說在每噸產(chǎn)品利潤有上百元時，多耗些煤與電，只是影響利潤多少的問題；那么，現(xiàn)在則是嚴(yán)重威脅企業(yè)生死攸關(guān)的大問題。我們的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)如果仍停留在緊抓產(chǎn)量不放，不重視消耗的降低，就要導(dǎo)致企業(yè)入不敷出的局面。

　　盡管降低消耗的措施很多，但是，穩(wěn)定并準(zhǔn)確喂料喂煤量是很重要的條件，這決不是為此文章而有意強(qiáng)調(diào)之。我國預(yù)分解窯中不少企業(yè)的運行正是以不顧這方面的可靠條件為前提，其結(jié)果是熟料熱耗很少有達(dá)到720kcal/kgcl以內(nèi)者，甚至高達(dá)800kcal/kgcl以上者已見怪不怪了，要知道國際上先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)已在700kcal/kgcl以內(nèi)了。

　　首先，計量的準(zhǔn)確時刻以控制生影響著配料成分的穩(wěn)定，從而影響著的半成品質(zhì)量及消耗。

　　其次，預(yù)分解窯生產(chǎn)的最大特點就是要求穩(wěn)定生產(chǎn)，而穩(wěn)定就需要喂入的生料量及煤粉量高度穩(wěn)定，自動化程度越高，規(guī)模越大，穩(wěn)定化程度越好，熟料在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的前提下消耗就會越低。這種要求在對標(biāo)管理的措施中是被忽略的重要內(nèi)容。

　　由此可知，凡不重視儀表自動化的投入與維護(hù)使用的人，實在是對均質(zhì)穩(wěn)定是新型干法生產(chǎn)獲得效益的前提缺乏認(rèn)識。

　　二、我國新型干法水泥生產(chǎn)線應(yīng)用自動化的現(xiàn)狀

　　盡管有些企業(yè)，尤其大集團(tuán)對信息管理，自動化程度有所重視，并取得一定進(jìn)步，但我國水泥行業(yè)自動化的總體水平不高，迫切性不夠。已經(jīng)有逐漸成為影響企業(yè)提高運轉(zhuǎn)水平的“瓶頸”。

　　1、儀表的準(zhǔn)確率、完好率不高，配備不齊

　　在不少企業(yè)可以隨意找到不準(zhǔn)確的溫度、壓力等參數(shù)顯示不符的儀表，甚至有些位置的熱電偶消耗快而被取消，這種儀表的不準(zhǔn)確或缺失所造成的損失已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于購置儀表的付出（窯尾熱電偶造成堵塞的例子）；有些企業(yè)根本就不配備先進(jìn)的檢測儀表，如窯尾高溫廢氣分析儀、在線γ射線分析儀、窯頭光電比色高溫計等，使操作員的判斷失誤增多；生產(chǎn)線上使用自動控制回路越來越少，參數(shù)選擇更多取決于操作員的水平及責(zé)任心；使用FUZZY模擬控制系統(tǒng)操作磨機(jī)的生產(chǎn)線寥寥無幾，取得的效果也不明顯，至于用它操作窯燒成系統(tǒng)更是絕無僅有。

　　2、當(dāng)前已經(jīng)使用的自動化儀表并未充分發(fā)揮作用

　　即便自動化裝置配備不多，但在不少生產(chǎn)線上都能見到各種閑置的儀表（如生料沖板流量計、選型不當(dāng)?shù)牧衔婚_關(guān)、料位計等），這與設(shè)計人員照貓畫虎的套用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計有關(guān)，造成實際使用效果不佳。有些昂貴的自動化設(shè)備沒有得到充分應(yīng)用，比如，DCS系統(tǒng)雖然普遍使用，但它的實用價值并未發(fā)揮，只代替了人工操作設(shè)備的連鎖開停，以及操作參數(shù)的集中顯示與調(diào)節(jié)，有的系統(tǒng)未有顯示參數(shù)趨勢圖的功能就交付使用，更不要說自動控制回路的設(shè)計與設(shè)置。又如，X-熒光分析儀的作用不僅是做生料成分，更重要是要使它能完成配料比例的自動調(diào)整，而且還應(yīng)能進(jìn)行其它成分的分析功能。

　　3、生產(chǎn)中不能為儀表自動化投入創(chuàng)造條件

　　任何計量儀表的準(zhǔn)確使用都是有條件的，企業(yè)的管理者與生產(chǎn)者對其維護(hù)要求并未充分生重視。

　?、?被計量的物料不符合要求

　　在如何保證喂料量、喂煤量穩(wěn)定的問題中，不僅有秤自身的精度問題，還有原燃料的某些物理特性所要求，如粒度、含水量、黏性、混入異物等各方面的影響因素。過大的物料易卡住，過黏的物料易粘結(jié)，過濕的物料易堵塞，金屬異物會損壞計量儀表。

　?、?破壞計量環(huán)境的現(xiàn)象屢見不鮮

　　對荷重計量不重視軟連接的作用，電焊使傳感器短路，變頻對電路的干擾等情況，在很多企業(yè)都可能發(fā)生。

　?、?系統(tǒng)無法穩(wěn)定運行，自動化無法投入

　　采用上述的分解爐溫度自動控制回路控制的生產(chǎn)線越來越少，一種可能是已經(jīng)穩(wěn)定，不需要控制，這種可能很少；另一可能則是太不穩(wěn)定，超出其自動的控制范圍，無法用自動控制回路控制。

　　4、缺乏自動化儀表維護(hù)力量

　　在購置自動化儀表的同時，必須配備有相當(dāng)水平的人員認(rèn)真維護(hù)，然而，這卻是不少企業(yè)的軟肋。直接原因是不愿意為這類人員付出較高報酬，認(rèn)為他們的作用遠(yuǎn)不及其它專業(yè)更為迫切和重要，而這類人員并非水泥企業(yè)所需，使能力高者流失更快。再加之自動化工作的推進(jìn)需要工藝、設(shè)備、電氣專業(yè)人員的配合，總工程師缺乏協(xié)調(diào)能力時，此項工作很難開展。

　　影響自動化儀表維護(hù)人員素質(zhì)提高的另一個原因是，由于該工種在企業(yè)內(nèi)算是最為體面的崗位，它便成了照顧關(guān)系的熱點，使得這個崗位雖然人數(shù)不少，但能干者不多。

　　5、最為不能忍受的就是，很多領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為沒有這些條件，生產(chǎn)照樣進(jìn)行。或是認(rèn)為產(chǎn)量就是第一位，或是認(rèn)為沒有辦法弄好，或是不想再繼續(xù)投資。決不會將它們與窯磨等主機(jī)的損壞同樣重視。實際上，這種不講效益的運行是導(dǎo)致企業(yè)不能翻身的重要因素。

　　三、我國新型干法水泥企業(yè)提高自動化程度的癥結(jié)

　　任何工作的開展都來自于認(rèn)識上的差異，不少水泥同行認(rèn)為信息化與自動化于當(dāng)前國情尚不成熟：或認(rèn)為市場自動化產(chǎn)品質(zhì)量尚未過關(guān)，白花錢；或認(rèn)為效益不明顯，可有可無；或企業(yè)資金不足，可以放緩；或認(rèn)為國人勞動力充足，人工成本偏低，很多工作可以用人代替（如庫位測量工作）。所有這些認(rèn)識都會導(dǎo)致成為自動化的漠視。

　　認(rèn)識來自于實踐，當(dāng)前有哪些癥結(jié)影響了自動化的開展呢？

　　一方面從國內(nèi)的自動化發(fā)展的水平看企業(yè)外部癥結(jié)；

　　我國自動化的發(fā)展基礎(chǔ)相對薄弱，在新型干法水泥工藝形成的早期有些自動化項目的效果確實不能令人滿意，使得原來的熱心者也“一朝被蛇咬，十年怕井繩”。（有國家重點項目的結(jié)果為例）

　　不同行業(yè)之間的信息化自動化技術(shù)可以借用，但不可照搬。原因是行業(yè)之間的特點不盡相同，復(fù)雜程度不一，而且自動化必須與工藝要求相結(jié)合，才能取得成果。珠海某公司的仿真技術(shù)在國內(nèi)可算是首屈一指，在電廠中應(yīng)用效果較為成功，但搬用到珠江水泥廠后并無效果就是明證。

　　讓水泥行業(yè)感覺的總體水平是：很多自動化項目的投資高，收益低，可靠性差。

　　對給料裝置的基本要求就是：不僅喂入到計量設(shè)備上的物料穩(wěn)定，而且要鎖住上方小倉中的松動風(fēng)量，不讓其隨物料進(jìn)入到計量設(shè)備內(nèi)，影響計量準(zhǔn)確。面對這種高標(biāo)準(zhǔn)要求，有兩種不同的指導(dǎo)思想處理喂料穩(wěn)定：

　　一種想法是強(qiáng)調(diào)對計量設(shè)備前的喂料倉內(nèi)物料要求易流性好且穩(wěn)定，其中主要因素有：喂入粉料倉中的粉料水分必須小于1%；料倉所用的松動風(fēng)量和風(fēng)壓足夠；倉內(nèi)料位穩(wěn)定；并盡可能對這些參數(shù)實現(xiàn)自動控制。這種要求雖然是合理的，只是同樣并不容易實現(xiàn)，但決不應(yīng)該放松對給料裝置的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　另一種指導(dǎo)思想是，對物料從料倉到計量設(shè)施前要采取強(qiáng)制性下料措施，這是按照滿足給料裝置鎖料、鎖風(fēng)的基本條件，保證計量穩(wěn)定的正確思想，如選用回轉(zhuǎn)式給料閥或圓盤式給料閥等，而不能采用自由式下料的閃動閥、弧形閥、三道閥等給料機(jī)械。實踐證明，這種指導(dǎo)思想更為可靠，所有進(jìn)口的菲斯特秤、申克秤，都是采用這種設(shè)計思想。

　　對于細(xì)粉中含有一定量的微小顆粒物料，比如干電石渣、礦渣粉等，一般的強(qiáng)制給料裝置就容易卡住。面對這個難點，某公司研發(fā)出的防卡堵彈性鎖料葉輪成功地解決了這個矛盾。

　　防卡堵彈性鎖料葉輪有如下特點：

　　⑴ 有相當(dāng)可靠的耐磨性能。由于葉片與兩端輪面都鑲砌上了特殊軟質(zhì)的耐磨材料，不僅葉片與內(nèi)筒之間無間隙；而且內(nèi)筒壁是光滑的硬質(zhì)材料，摩擦系數(shù)很?。辉偌又O(shè)計的內(nèi)筒轉(zhuǎn)速很低，有利于減小磨損。

　?、?該葉輪鎖風(fēng)裝置遇到物料中含有尺寸不超過10mm的小雜物時，可以順利通過。為此，在葉輪上的葉片由兩部分組成，一部分鋼板，另一部分為彈簧鋼板，是為適應(yīng)含有小顆粒雜物排除而設(shè)計的。用戶為了鑒別該裝置是否具備真實性能，可以在進(jìn)料端處觀察到此種結(jié)構(gòu)。

　　另一方面從我國水泥新型干法生產(chǎn)的管理與操作水平看企業(yè)內(nèi)部癥結(jié)：

　　當(dāng)前國內(nèi)新型干法水泥生產(chǎn)的發(fā)展形勢是，更多企業(yè)在爭規(guī)模、搶速度，使新建的生產(chǎn)線起點過低，不少企業(yè)基建階段將儀表的配置當(dāng)作可以降低投資的內(nèi)容（如取消X-熒光分析儀）；在生產(chǎn)階段，則更是能省就省。之所以造成這種狀態(tài)，不排除確實有些儀表質(zhì)量不過關(guān)的原因，但更不能排除的是，企業(yè)有意低價采購劣質(zhì)儀表，或使用維護(hù)不當(dāng)，或使用條件不具備的原因。

　　如果把這兩方面癥結(jié)結(jié)合在一起，更應(yīng)該有這樣一個教訓(xùn)值得吸取，那就是不問自動化技術(shù)是否成熟，也不問企業(yè)基礎(chǔ)管理條件是否具備，只是一味推廣，急于求成，得到的只能是一無所獲的怨聲載道。     

　　當(dāng)前，國家工業(yè)信息部在推行工業(yè)與信息化工作，這是好事，水泥行業(yè)理應(yīng)積極響應(yīng)，但千萬不要走形式化的老路，那種建立在非真數(shù)字基礎(chǔ)上的所謂“信息一把手”原則，并不能為企業(yè)獲得實際效益，也無法堅持下去。

　　四、破除癥結(jié)提高水泥企業(yè)自動化程度

　　1、自動化產(chǎn)品的供應(yīng)商應(yīng)當(dāng)努力的方向：

　　⑴ 有能力的供貨商一定要為水泥用戶提供真正有效益的產(chǎn)品（一般兩年內(nèi)取得的效益不低于一次性投資，才會有吸引力），而不是只為自身企業(yè)盈利，要為用戶建立使用樣板，給用戶以使用信心和效益。對于新型的儀表及控制方式，要有實際的業(yè)績證明你的產(chǎn)品能為企業(yè)帶來實在效益，就更成為推開市場的關(guān)鍵（如推廣在線粒徑分析儀）。

　　⑵ 重視用戶自身的基礎(chǔ)工作是否具備開展自動化應(yīng)用的條件，對于基礎(chǔ)工作管理薄弱的企業(yè)，不能將儀表、數(shù)據(jù)來源的真實性當(dāng)作基礎(chǔ)工作去抓的企業(yè)，賣方不要降低自動化應(yīng)用的基本條件，所謂“因陋就簡”，急于向他們推銷自動化產(chǎn)品。

　?、?優(yōu)秀計量儀表制造商在與不規(guī)范的企業(yè)競爭時，千萬不能采取降低質(zhì)量拼價格的辦法，尤其在當(dāng)前議標(biāo)采購制度盛行時；也不能只靠眾多的廣告宣傳，而是要勇于武裝用戶具備識別真假自動化裝置的水平，明確告訴用戶使用這類儀表后企業(yè)能獲得的效益，很多制造商缺乏對這種效益的計算手段，但這正是推廣這類產(chǎn)品的致命環(huán)節(jié)，因為任何用戶在投資之前，都要計算預(yù)計產(chǎn)出的效果。對此，最好的計算辦法就是拿到實踐中進(jìn)行使用前后的對比，當(dāng)然，這其中需要工藝、機(jī)械等相關(guān)專業(yè)工程師的配合。同時，還要告訴用戶自己生產(chǎn)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及保證值、保證手段。所有這些都是只有正規(guī)企業(yè)才能在競爭中出手的措施。就以窯尾高溫廢氣分析儀為例，制造商就應(yīng)該下功夫調(diào)查使用者，投入使用后與投入使用前熟料的熱耗有多大差異（或投入使用與未投入使用的熟料熱耗差異）；還可以有這樣一個例子，一個制造商開發(fā)了設(shè)備狀態(tài)檢測儀，它可以將設(shè)備巡檢過程中的隱患按照標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)并記錄下來，提高靠人工巡檢的可靠性，同樣應(yīng)該用實踐證明使用該儀器后設(shè)備故障率降低多少來說明它的效益。

　　2、新型干法水泥企業(yè)作為用戶要從以下方面努力

　?、?應(yīng)該在抓規(guī)模的同時要注重建設(shè)質(zhì)量及管理水平的提高。必須加強(qiáng)基礎(chǔ)工作，走精細(xì)管理之路。未來水泥市場競爭的獲勝者，不會只是規(guī)模大者，而應(yīng)該是運轉(zhuǎn)水平高者。領(lǐng)導(dǎo)的重視，人員素質(zhì)的提高，生產(chǎn)線的穩(wěn)定，儀表的可靠都是生產(chǎn)線自動化的必要條件，在這些條件不具備的情況下，拔苗助長十之八九是不會成功的。可以預(yù)言，自動化必然是在企業(yè)管理較為先進(jìn)的企業(yè)中獲得發(fā)展與成功；反過來，自動化水平的提高也必將更大幅度提高企業(yè)的管理水平及效益。自動化水平與企業(yè)管理水平兩者互為促進(jìn)與制約。

　?、?重視儀表自動化的新技術(shù)與發(fā)展。企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員應(yīng)該充分認(rèn)識到自動化技術(shù)的發(fā)展日新月異，要比其它領(lǐng)域的進(jìn)步更快，隨時可能帶來難以估量的潛在效益，不能以傳統(tǒng)觀念、經(jīng)驗主義對待自動化技術(shù)。要重視自動化儀表設(shè)備的特殊性，它與一般設(shè)備的不同點在于：它的質(zhì)量優(yōu)劣不僅僅影響使用效益，而是關(guān)系到能否有用的問題；它不是會像窯、磨等主機(jī)一樣是生產(chǎn)所必須的設(shè)備，其損壞一般不會造成停產(chǎn)。因此，對待這類設(shè)備的采購既要慎重，又不能過于保守。為此，這里不僅推薦使用完好運轉(zhuǎn)率的概念代替運轉(zhuǎn)率的考核，有利于對現(xiàn)有儀表的維護(hù)工作提出要求和加強(qiáng)；更要鼓勵技術(shù)人員對新儀表技術(shù)的發(fā)展信息有較高的捕捉能力，不斷提高企業(yè)儀表自動化的水平。

　?、?要配備合格的儀表自動化技術(shù)人員，努力提高他們的工作動力。儀表自動化專業(yè)工程師的水平直接決定企業(yè)儀表自動化裝備的使用效果，對他們的工作要有具體的要求與考核辦法。比如：在熟料煅燒中最有用的儀表是窯尾高溫廢氣分析儀，最初的預(yù)分解窯不惜花費上百萬元配備這類儀表，但能有效使用的生產(chǎn)線很少，導(dǎo)致后來建設(shè)的生產(chǎn)線只好將此儀表省略。其失效的原因，除了早期的高溫廢氣分析儀要求維護(hù)水平較高外，也與企業(yè)自身缺乏維護(hù)力量不無關(guān)系。

　　企業(yè)要有一套能留住儀表專業(yè)工程師的措施，因為該專業(yè)盡管在水泥企業(yè)中不是主導(dǎo)專業(yè)，但他們選擇企業(yè)的范圍卻很寬，不一定要為水泥企業(yè)服務(wù)；對他們不僅要關(guān)注待遇，還要加強(qiáng)自動化與各專業(yè)之間的配合與協(xié)調(diào)，才能充分發(fā)揮他們的作用，并從不斷提高他們的工作能力中找到自身價值。比如，很多儀表工程師并不知道二次風(fēng)溫的測試有什么作用，因此，當(dāng)該熱電偶易損壞時，就喪失了對其維護(hù)的積極性。又如設(shè)備的振動參數(shù)對提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患是非常有用的參數(shù)，但儀表人員不了解這種要求，他們就不可能有這種工作動力。因此，設(shè)法加強(qiáng)他們對工藝及設(shè)備要求的理解，他們的努力自覺性就會大大提高，并在取得進(jìn)步中獲得自信。

　　同時，企業(yè)在財力等各方面應(yīng)該給予必要的支持，對能為企業(yè)帶來明顯效益的儀表，必須購置合乎質(zhì)量要求的備配件。

　?、?努力抓好生產(chǎn)線的穩(wěn)定生產(chǎn)。前面已經(jīng)提到生產(chǎn)的相對穩(wěn)定是投入自動控制的前提條件，而對于國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)而言，這方面恰恰是弱項，很多領(lǐng)導(dǎo)將工作重點都投入在窯、磨的主機(jī)管理上，很少有對原燃料進(jìn)廠的穩(wěn)定付出必要的措施，這種本末倒置已經(jīng)使我國的新型干法生產(chǎn)效益打了折扣。在提高儀表自動化控制水平上，它更是攔路虎。

　?、?充分重視儀表系統(tǒng)的完整配套及計量精確

　　千萬不要搞花架子，一定要做有效益的計算衡量儀表自動化的投入合理性。