淺談生產(chǎn)線配置和管理對中控操作的影響

　　進入新世紀以來，我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，由于對新型干法線建設(shè)管理經(jīng)驗不同、技術(shù)儲備重視不一致，不同中控操作人員和技術(shù)管理人員對新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的認識也不相同，直接導(dǎo)致的是新型干法水泥生產(chǎn)線優(yōu)勢的發(fā)揮水平參差不齊，對生產(chǎn)經(jīng)營影響較大。許多企業(yè)對中控存在既重視又有諸多理解誤區(qū)，本文試圖從生產(chǎn)線涉及到中控的一些配置的角度談一談對中控的影響因素，期望起到拋磚引玉的作用。

　　1  工藝配置對中控操作的影響

　　在與多數(shù)廠家溝通和交流時，一涉及到中控這個話題，便是臺時產(chǎn)量如何提上去、質(zhì)量如何提上去、能耗如何降下去，比如原料太潮有沒有辦法讓它不堵料；煤質(zhì)量差波動大，有沒有好的操作辦法還會使產(chǎn)量質(zhì)量提上去，能耗又不高；設(shè)備故障率高能不能在操作上想想辦法去克服等，在與操作人員溝通時通常報怨這個參數(shù)不準那個參數(shù)不準、這臺設(shè)備出現(xiàn)的問題是老毛病沒法解決，這里面反映了兩個方面的問題，一是在建設(shè)時簡化了設(shè)計配制，或者長期生產(chǎn)時忽視了設(shè)計配制要求的滿足，二是原燃材料等生產(chǎn)條件發(fā)生了變化，原有設(shè)計基礎(chǔ)發(fā)生了改變，原有設(shè)計配制不能滿足現(xiàn)有生產(chǎn)條件的變化，均導(dǎo)致了生產(chǎn)系統(tǒng)不能充分發(fā)揮其功能和效益。在談這個問題之前，有必要理清一些思路。一個企業(yè)生產(chǎn)管理控制目標應(yīng)該是高運轉(zhuǎn)率、高質(zhì)量、高臺時、低能耗。在生產(chǎn)線設(shè)備保持高運轉(zhuǎn)率，在保證料流穩(wěn)定的前提下，中控操作員在精細操作將大有施展空間，此時操作員只需注意應(yīng)急處理如突然停電、設(shè)備故障等這些偶發(fā)現(xiàn)象，會有大量時間去努力分析系統(tǒng)狀態(tài)、增加和穩(wěn)定臺產(chǎn)、降低拉風(fēng)和用煤等，系統(tǒng)達到高運轉(zhuǎn)率、高質(zhì)量、高臺時、低能耗將會非常容易。

　　現(xiàn)代新型干法生產(chǎn)技術(shù)以顆粒體和粉體為處理對象，節(jié)能高效的生產(chǎn)要求導(dǎo)致過程操作的精細化。料流流量遂成為一項居于中心重要地位的過程信息量和控制對象。原燃材料在輸送和配料過程中保持料流流量穩(wěn)定，直接影響系統(tǒng)穩(wěn)定，有的廠原材料頻繁發(fā)生堵料現(xiàn)象，導(dǎo)致生料磨操作員被動人工干預(yù)，疲于應(yīng)付采取被動加減喂料量、調(diào)整風(fēng)量的簡單操作，勉強維持生產(chǎn)。有的廠窯生料喂料波動大、喂煤波動大，窯操作員疲于應(yīng)付"風(fēng)、煤、料匹配"的簡單操作，這種情況下是不可能出現(xiàn)高質(zhì)量運行效果，主機和系統(tǒng)能力不能有效發(fā)揮，增加能耗、增加設(shè)備和系統(tǒng)突發(fā)性故障。不同品種原料的粘附性能是其固有物理特性，現(xiàn)代的技術(shù)還沒有發(fā)展出完成適應(yīng)其特性的倉儲和輸送手段，只有通過其它手段在其投入生產(chǎn)線倉儲和輸送系統(tǒng)前使其滿足生產(chǎn)線的要求，所以設(shè)計時充分考慮生產(chǎn)用原料特性和原材料的變化情況，配置盡可能多的其它手段和適應(yīng)性能相對較寬的倉儲輸送工藝，對生產(chǎn)線的操作和高效運行非常重要。特別在窯系統(tǒng)中，“風(fēng)、煤、料匹配”的操作原則早巳不再停留在老技術(shù)慣用的定性描述上，而是利用先進的檢測技術(shù)和數(shù)字信息處理技術(shù)，通過精確檢測、快速信息處理、短周期反饋控制實現(xiàn)最佳穩(wěn)定匹配關(guān)系。建設(shè)和技改時選擇先進的料流流量計量和控制技術(shù)是決定系統(tǒng)是否可靠的先決條件，也是為系統(tǒng)操作人員提供的操作基礎(chǔ)。

　　料流的均質(zhì)性相對流量穩(wěn)定性而言，對生產(chǎn)線有著更重要的影響。對窯系統(tǒng)來說，預(yù)熱器結(jié)皮堵料、窯內(nèi)結(jié)圈結(jié)蛋、熟料黃心料、熟料游離鈣超標、熟料強度或水泥使用性能發(fā)生較大波動等問題，雖然原因各異，但均與物料的均質(zhì)性離不開關(guān)系。傳統(tǒng)干法線都設(shè)置了原燃料預(yù)均化系統(tǒng)、生料均化系統(tǒng)、熒光儀分析系統(tǒng)，在限定原燃料滿足特定指標范圍、保證均化功能有效發(fā)揮前提下，傳統(tǒng)質(zhì)量控制手段基本能夠滿足生產(chǎn)需要。但擴大原燃料資源是水泥技術(shù)發(fā)展上持續(xù)活躍的一個技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域。由于水泥熟料本質(zhì)上是一種具有特定組成的多元素化合物，在混合成滿足熟料組成要求的用于煅燒的水泥生料之前，其多品種原料本身的化學(xué)成分對產(chǎn)品熟料的質(zhì)量并無直接影響。在相對寬松的成分要求范圍內(nèi)尋找價格最低廉的原料資源，通過特定工藝和適當配比制造水泥是水泥廠商降低生產(chǎn)成本的重要措施。在保證均質(zhì)性的前提下，水泥工業(yè)用低品位石灰石代替優(yōu)質(zhì)灰?guī)r做鈣質(zhì)原料，用砂頁巖或工業(yè)廢棄物煤矸石粉煤灰代替農(nóng)田黏土做硅鋁質(zhì)原料，通過改變煤粉制備工藝和煅燒工藝使無煙煤和劣質(zhì)煤被成功地應(yīng)用于傳統(tǒng)上只能燒煙煤的預(yù)分解窯系統(tǒng)上已有成熟經(jīng)驗。在實際生產(chǎn)中，在傳統(tǒng)水泥干法生產(chǎn)線上進一步拓展原燃材料使用指標范圍，直接面對的是物料均質(zhì)性問題，在試驗過程中均發(fā)生一系列障礙。如CaO含量40%以下的石灰石在與高品位搭配后理論上對配料沒有影響，但生料質(zhì)量均質(zhì)性不易控制。隨著原煤供應(yīng)渠道多變，不同供應(yīng)渠道供煤時間和數(shù)量多變，煤料對口越發(fā)困難，操作員往往只能采取降低生料庫存、憑經(jīng)驗調(diào)整煤粉細度等被動辦法應(yīng)付，只能犧牲臺時、質(zhì)量和能耗。主要的原因是質(zhì)量控制手段如熒光儀需人工取樣制樣、煤質(zhì)試驗方法等已滿足不了原燃材料變化周期縮短的要求。

　　水泥原料混合物獲得精確而均勻的化學(xué)成分是現(xiàn)代水泥制造工藝的關(guān)鍵技術(shù)之一，用于生料流成分檢測控制的X-螢光分析儀是現(xiàn)代水泥廠不可或缺的裝備。針對現(xiàn)有的X-螢光分析技術(shù)必須離線制樣才能分析其成分導(dǎo)致控制周期長的缺點，美國Metrics公司在上世紀 80年代初開發(fā)了在線瞬發(fā)中子分析儀產(chǎn)品及其應(yīng)用技術(shù)，在過去10年中漸被國際水泥界所接受，在一些工廠實現(xiàn)了改善生料成分穩(wěn)定性，降低燒成系統(tǒng)熱耗和省卻預(yù)均化堆場或生料均化庫的操作效果。這項技術(shù)的推廣可能對因原料波動帶來的均質(zhì)性問題有很大的改進。

　　應(yīng)該坦率地承認,凡是使用先進水泥生產(chǎn)工藝尚未取得效益時,不但有其技術(shù)方面的根源,更有其企業(yè)本身管理方面更深層次的根源。前者往往易被找出并解決,而后者卻不易被人們所揭示并接受,更不是一下解決的。然而這的確正是影響我國目前不少新型干法生產(chǎn)線盡快達標達產(chǎn)和長期高效益運轉(zhuǎn)的癥狀所在。很多廠依然實行傳統(tǒng)專業(yè)明確分工的管理模式，在水泥廠過程控制與信息處理技術(shù)方面、設(shè)備配置匹配方面、專業(yè)職能融合方面缺少明確的推進、改進方向和措施，沒有根本性地認識到中控操作僅是生產(chǎn)過程中的一個流程，過多地把應(yīng)該是專業(yè)綜合管理職能靠中控操作這一個專業(yè)去解決。從生產(chǎn)經(jīng)營層次重視中控操作條件的創(chuàng)造和擴展中控管理功能應(yīng)該會起到意想不到的效果。

　　2  管理對中控的影響

　　新型干法生產(chǎn)線，基于其生產(chǎn)規(guī)模大、自動化程度高、集約化程度高、投資經(jīng)濟環(huán)保，相應(yīng)地設(shè)計時都采用中控集散控制系統(tǒng)，中控崗位人員可集中啟停生產(chǎn)線設(shè)備、根據(jù)設(shè)備監(jiān)控參數(shù)跟蹤設(shè)備運行情況、根據(jù)系統(tǒng)工藝參數(shù)的監(jiān)控判斷系統(tǒng)運行情況，具備生產(chǎn)控制的能力。DCS系統(tǒng)還提供了參數(shù)儲存功能，通過建立相應(yīng)的應(yīng)用曲線，可以提供監(jiān)控參數(shù)的長期運行趨勢，對判斷設(shè)備和系統(tǒng)運行的短期和長期變化提供了依據(jù)，同時可以提供生產(chǎn)統(tǒng)計所需求的基本項目。許多企業(yè)配備了熒光分析儀和在線配料系統(tǒng)，中控可以集中提供生產(chǎn)線成品半成品的主要質(zhì)量參數(shù)。中控室已成為各個系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備運轉(zhuǎn)和故障排除、管理生產(chǎn)調(diào)度、接收和發(fā)布生產(chǎn)情況信息的控制中心。

　　由于中控室成了現(xiàn)代水泥工藝線的控制中心,徹底改變了原傳統(tǒng)生產(chǎn)模式中生產(chǎn)車間之間的關(guān)系,更改變了生產(chǎn)調(diào)度與各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)系。以往水泥生產(chǎn)線為原料、燒成、制成三大車間,配制質(zhì)量管理、設(shè)備管理、采購和倉庫管理等，它們之間的配合是靠以生產(chǎn)調(diào)度室為核心的指揮系統(tǒng)。在不少老廠擴建新線時,或多或少受了這種傳統(tǒng)觀念的影響,甚至將中控室的操作人員也分隔劃歸各車間管理。主管生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)不是靠中控室指揮生產(chǎn),而仍然按車間班組建制由調(diào)度指揮。這種管理模式勢必不適應(yīng)現(xiàn)代先進生產(chǎn)力的要求,中控室形成不了統(tǒng)一的指令,相反,操作人員還要聽從各車間主任的指揮。各車間又要配備值班長,配備機修、電修人員,不僅機構(gòu)臃腫,而且令出多門,導(dǎo)致不少人為事故的發(fā)生,也有過足以為訓(xùn)的事例。

　　一個廠的生產(chǎn)管理，離不開現(xiàn)場管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、物資采購消耗管理，但這些管理目如果都設(shè)置成相對獨立的體系，信息、指令共享率不高，各專業(yè)技術(shù)交叉和技術(shù)綜合差強人意。如大多廠家熟料產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源主要依據(jù)入窯生料稱的反饋，也人工或自動生成了班臺時班產(chǎn)量，但涉及到任意運行周期產(chǎn)量比較、質(zhì)量與產(chǎn)量等系統(tǒng)運行關(guān)系 比較，需要產(chǎn)量數(shù)據(jù)時，又只能依靠技術(shù)人員的人工統(tǒng)計。利用DCS的數(shù)據(jù)儲存和應(yīng)用曲線功能，現(xiàn)場管理中的產(chǎn)量、臺時、能耗、物料平衡等統(tǒng)計工作將自動生成。又如DCS系統(tǒng)與QCX系統(tǒng)有效匹配上，多數(shù)企業(yè)存在生產(chǎn)和質(zhì)量兩套管理系統(tǒng)，往往出現(xiàn)質(zhì)量人員不太了解生產(chǎn)情況、生產(chǎn)人員不太了解質(zhì)量情況，大多數(shù)只實現(xiàn)了QCX只提供生料率值單點樣數(shù)據(jù)給DCS， DCS接受QCX調(diào)整生料磨配料稱的配比這兩項功能，其實生產(chǎn)和質(zhì)量是密不可分的，如果將QCX整合成DCS系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，將物檢強度、細度、流離鈣等自動檢測的數(shù)據(jù)輸入到QCX系統(tǒng)，加上熒光儀已與QCX成為一體，將會給中控操作人員、質(zhì)量控制人員提供極強的生產(chǎn)質(zhì)量對比等統(tǒng)計、技術(shù)分析工具，將充分發(fā)揮兩個系統(tǒng)的參數(shù)儲存功能，通過建立相應(yīng)的應(yīng)用曲線和功能處理程序，可以提供生產(chǎn)和質(zhì)量監(jiān)控參數(shù)的長期運行趨勢，對判斷生產(chǎn)和質(zhì)量的短期和長期變化極為有利，基本減免了技術(shù)人員大量的人工統(tǒng)計工作。再如設(shè)備管理方面，多數(shù)企業(yè)都單獨設(shè)立設(shè)備管理部門，設(shè)備技術(shù)人員在如潤滑管理、設(shè)備運轉(zhuǎn)率管理、設(shè)備故障和維護管理、備品備件管理等方面都需要從中控提供設(shè)備運行時間、故障現(xiàn)象和頻次、設(shè)備運行監(jiān)控參數(shù)變化情況，然后人工統(tǒng)計和分析，再與生產(chǎn)和采購人員聯(lián)系，執(zhí)行設(shè)備管理準備、分析、故障處理、檢查督查等工作，如果將設(shè)備的油品（周期）、設(shè)備故障及處理、備品備件采購使用等信息植入DCS中， 建立相應(yīng)功能模塊，設(shè)備技術(shù)管理人員既減免了大部分的人工統(tǒng)計分析時間，又能與生產(chǎn)直接建立關(guān)系，設(shè)備管理會更直觀，中控操作人員和現(xiàn)場人員將更充分了解設(shè)備及其管理情況。這里弄僅僅例舉了中控室部分功能的擴展，要實現(xiàn)這些功能的擴展，現(xiàn)有生產(chǎn)線DCS系統(tǒng)、QCX和熒光分析儀系統(tǒng)、化驗室配備的設(shè)備儀器、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都能滿足，只要在生產(chǎn)線建設(shè)或技術(shù)改造時增加DCS、QCX系統(tǒng)相關(guān)硬件冗余和接口配制，在生產(chǎn)期由技術(shù)人員逐步完成組態(tài)和編程即可實現(xiàn)，實際上國內(nèi)已有企業(yè)進行了一部分功能擴展的嘗試。在一些跨國公司中，上述系統(tǒng)已被發(fā)展為由過程現(xiàn)場信息采集、設(shè)備開閉環(huán)控制、過程控制、系統(tǒng)控制、信息評估管理、工廠管理和公司管理等多個功能級別組成的，由下而上信息量逐級減少決策強度逐級增大的水泥廠信息綜合管理系統(tǒng)。 已經(jīng)開發(fā)出的窯系統(tǒng)的基于操作經(jīng)驗和模糊邏輯原理的自動控制程序，以及對于磨或其他系統(tǒng)則較多是基于過程數(shù)學(xué)模型的數(shù)值模擬優(yōu)化作業(yè)程序。已經(jīng)開發(fā)出的在線X光衍射儀測定熟料游離鈣技術(shù)，堿金屬發(fā)射光譜檢測燒成帶溫度技術(shù)。這些應(yīng)該對于我們有很大的啟示。初步實現(xiàn)這些功能，將極大改善中控操作人員了解和掌握生產(chǎn)線設(shè)備、系統(tǒng)運行、產(chǎn)品質(zhì)量和成本等信息和指令的條件，使其具備專注于操作方法精細化方面的改進，逐步穩(wěn)定和確定操作方法，細化和標準化操作方法將成為可能，將使生產(chǎn)線的生產(chǎn)運行不再寄托于單個操作人員或技術(shù)人員的個人能力和責(zé)任心上。擴展這些功能，逐步將采購、倉庫、設(shè)備、質(zhì)量等管理工作與中控室直接聯(lián)系起來，納入到中控室的綜合管理職能中，那么中控室才會真正意義上成為各個系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備運轉(zhuǎn)和故障排除、管理生產(chǎn)調(diào)度、接收和發(fā)布生產(chǎn)情況信息的控制中心。

　　3  結(jié)束語

　　綜述，本文簡要地分析了中控具備的基本功能，并對擴展這些功能方面進行了反思。另外針對近幾年因為原燃材料和檢測裝備的新變化，也簡單進行了例舉和探討，期望同仁在生產(chǎn)線建設(shè)和技改時，能更多地關(guān)注中控功能基礎(chǔ)的建立和擴展，為中控操作和管理的流程化、模態(tài)化、精細化創(chuàng)造必要的條件。