大型水泥鋼板庫在水泥廠的成功應(yīng)用

葉震球

（合肥水泥研究設(shè)計院，安徽 合肥 245400）

大型水泥鋼板庫在水泥廠的成功應(yīng)用

葉震球

（合肥水泥研究設(shè)計院，安徽 合肥 245400）

鋼板庫作為一種新的儲存設(shè)備，其結(jié)構(gòu)和原理及控制技術(shù)完全不同于傳統(tǒng)的水泥儲存 設(shè)施，是一類全新概念的高科技含量、多功能用途大型倉儲庫體，在中國屬于首創(chuàng)，在國際也沒無相關(guān)資料，是傳統(tǒng)的水泥儲存設(shè)備的替代品。它的設(shè)計和應(yīng)用徹底解決了水泥生產(chǎn)企業(yè)淡季的儲存以及旺季銷售保證生產(chǎn)連續(xù)的難題，并輔以計算機智能控制從而改革并刷新了水泥儲存過程的質(zhì)量和控制，深受水泥企業(yè)的關(guān)注。

鋼板庫；混凝土庫；水泥廠；應(yīng)用

一、前言

隨著社會的發(fā)展和科技的進步，單個鋼板庫的容量要求越來越大，大型鋼板庫結(jié)構(gòu)越來越廣闊應(yīng)用于煤炭、糧食、水泥等行業(yè)中。就投資者而言，是決策使用大型鋼板庫還是傳統(tǒng)混凝土庫方面還存在一定的認識偏差，本文從大型鋼板庫與傳統(tǒng)混凝土庫就投資價值、使用維護以及占地面積等方面進行了分析比較，得出大型鋼板庫優(yōu)于傳統(tǒng)混凝土庫，供相關(guān)企業(yè)參考。

鋼板庫的關(guān)鍵技術(shù)核心是庫體的結(jié)構(gòu)、出料技術(shù)以及智能化控制。由于地質(zhì)條件和儲存能力不一樣，庫體的基礎(chǔ)應(yīng)進行適應(yīng)性設(shè)計，和傳統(tǒng)樁基及筏板基礎(chǔ)比較，鋼板庫可以節(jié)約大幅度投資。在多功能大型鋼板庫研發(fā)成功之前，最理想的大型鋼板庫其相比于傳統(tǒng)混凝土庫，性能極大提升，在一定層次上提高料的出庫率和均化效果。最新計算機控制倉儲多功能鋼板庫是在前一代庫基礎(chǔ)上進行改進，大幅度提高出庫率 98～99%，均化效果更好，同時優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使庫內(nèi)存料減少，而且可以隨時對設(shè)備保養(yǎng)、維護和更換，解決了物料遺留問題。該鋼板庫首先基于電腦對儲料進行智能化檢測和控制，使原有的靠經(jīng)驗管理升級到數(shù)字管理，節(jié)約人力，使倉管水平極大提高。

二、多功能鋼板倉和混凝土倉比較

1、分析綜合效益

例1：河南某集團公司200萬t水泥粉磨站由某水泥設(shè)計院設(shè)計的直徑為 15m高度為 45m的混凝土水泥儲庫 6個，每個儲庫水泥儲庫容量為 5500t，總?cè)萘繛?3000t，其土建造價如下：

(1)樁基 540根，長 26m，直徑 600造價 260萬元。

(2)伐板基礎(chǔ)，造價 500萬。

(3)簡體及鋼結(jié)構(gòu)造價 640萬元。

合計造價1400萬元。噸水泥儲量造價為 424.24元 。

例2：山東某建設(shè)有限公司籌建的30000t大型鋼板庫，總投資 525萬元，噸投資175元。

通過以上兩種庫型對比，鋼板庫的每噸水泥節(jié)約的投資率58.75%。庫底收塵器少使用 6臺，出庫卸料裝置減少了36臺套 ，總計設(shè)備投資節(jié)約 7O余萬元，噸投資約21．2元 (700000／33000=21．2)。

大型鋼板庫庫底基礎(chǔ)為環(huán)形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，同時 3層加強防水，混凝土含有明礬膨脹劑，防水的等級1級，防滲強度 P12級。另外其庫壁和庫頂采用鋼板焊接，庫頂?shù)氖諌m器使庫內(nèi)始終保持負壓狀態(tài)。物料進入鋼板庫時帶入空氣，迫使氣、料快速分離，隨后形成了料柱，無產(chǎn)生潮濕板結(jié)條件。同時我們采取保溫、防寒、防腐等等一系列措施，有效杜絕50-16O℃溫差對庫內(nèi)影響，消除溫差導(dǎo)致的結(jié)露問題。

傳統(tǒng)庫的料入庫時，由于面積的局限，導(dǎo)致料層較厚，而多功能鋼板庫，由于截面積大，單位時間形成的布料層則較薄，同時，中心沉積的提高形成錐體，而中心增高則形成 45°左右坡度，這種坡度極大擴展進料面積，料層均勻分布。出料時庫底部物料，堆積密度高，達到飽和狀態(tài)，在均化力的作用下，逐漸料物均化，實現(xiàn)了物料出庫的均化過程。這樣徹底解決了多功能鋼板庫的出料難，可使鋼板庫出庫清空率達到98%。而且大型鋼板庫內(nèi)部空間大，物料自庫頂入庫后，有充分的時間空間進行氣料分離，庫內(nèi)壓力逐漸增大，也加快氣料分離的速度和沉積密度，分離后的粉塵經(jīng)過收塵器排出，同時保護了環(huán)境。

通過實踐證明，大型鋼板庫中存放兩年以上的水泥，僅有凝結(jié)時間和抗折強度指標稍有降低，其他主要性能不變，同時沒有板結(jié)現(xiàn)象。同時通過計算機控制，實時監(jiān)控，物料狀態(tài)保持最佳，更方便物料的儲備。采用計算機控制后，對庫內(nèi)流速、溫度、濕度、壓力、等等諸多要素自動化檢測，物料進出庫全面受控于計算機，將原有條件下的經(jīng)驗管理提升到計算機智能化的科學(xué)管理。投資較傳統(tǒng)庫節(jié)約 55%，噸儲水泥成本控制 200元 以下，而且傳統(tǒng)混凝土水泥庫的基礎(chǔ)荷載方式是地質(zhì)荷載，壓力強度全部負載上負荷重體，但多功能鋼板庫是內(nèi)聚反浮作用力的環(huán)形基礎(chǔ)，無論何種地質(zhì)均有荷載能力，這種新型的荷載方式，避免了打樁的高額投資。由于不同地質(zhì)情況打樁費用不一樣，某些地質(zhì)條件差的地方其打樁費用比建庫費用還要多。而多功能鋼板倉基礎(chǔ)大部分不用打樁，簡單處理即可 ，造價為混凝土庫基礎(chǔ)的 20%，而且適應(yīng)所有地質(zhì)條件。資料顯示，傳統(tǒng)混凝土庫建設(shè)噸水泥費用在 300～450元，施工周期長；而大型鋼板庫噸水泥投資一般為200元左右 ，并且建設(shè)工期短，一般 3個月便可完成。庫群建設(shè)可以交叉施工，工期更短。

三、使用情況

2013 我院設(shè)計的淮北某水泥有限責任公司水泥庫儲存車間時，業(yè)主方經(jīng)過充分考察論證，與山東華建公司合作建造2座1.5萬t的大型水泥鋼板庫。該庫投用近兩年來，使用效果良好，各項技術(shù)經(jīng)濟指標均達到了設(shè)計要求。

1、進料

大型水泥鋼板庫配置于由φ4.2m×13m球磨機等設(shè)備組成的雙閉路粉磨系統(tǒng)之后。該系統(tǒng)粉磨P·042.5水泥的實際產(chǎn)量210～240t/h。出磨水泥通過提升機和空氣輸送斜槽，從水泥鋼板庫庫頂中心進料口入庫，在庫內(nèi)按人字型布料。設(shè)置在庫頂?shù)拇匠龎m器可以保證庫內(nèi)始終處于負壓狀態(tài)，避免水泥粉塵跑冒。為了防止過大的負壓對鋼板倉造成損壞，在庫頂設(shè)置了安全閥。

2、出料

水泥鋼板庫的出料系統(tǒng)由1臺PLC柜控制。當中控向PLC柜發(fā)出出料指令后，PLC柜便按事先設(shè)定的充氣卸料方式，通過控制電磁閥輪流向某一區(qū)或幾個區(qū)送入壓縮空氣，壓縮空氣使流化棒周圍的水泥呈流態(tài)化，流態(tài)化的水泥通過導(dǎo)料管流入中心區(qū)減壓錐中，同時，當某個區(qū)卸料時，在該區(qū)的上部形成漏斗流，同時切割多層生料，起到了“平鋪豎取”的均化效果。進入減壓錐內(nèi)的物料經(jīng)充氣攪拌成為活化物料，具有較好的流動性，經(jīng)發(fā)送器的集料、射流作用，通過輸送管進入庫外的受料設(shè)備—提升機，完成鋼板庫的出料。當庫內(nèi)料位較高時，可開啟設(shè)置在減壓錐上的垂直下料管，使庫內(nèi)水泥直接流入減壓錐內(nèi)，以降低水泥的出庫電耗。在水泥鋼板庫之后配置了2臺8嘴回轉(zhuǎn)水泥包裝機（備注：包裝車間和水泥庫之間有水泥散裝系統(tǒng)）。從庫底出料涌管出來的水泥，通過提升機、分料器和空氣輸送斜槽送入 2臺水泥包裝機的中間倉，每臺水泥包裝機的實際生產(chǎn)能力約為100t/h。

3、技術(shù)指標

該水泥庫投入運行3個月時，廠方對其主要技術(shù)指標進行了一次72h連續(xù)運行考核，結(jié)果見下表。

鋼板庫指標考核結(jié)果表

四、結(jié)束語

綜上所述，與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土水泥庫相比，大型水泥鋼板庫具有單庫儲量大、投資省、施工周期短、操作管理方便、均化效果好、板結(jié)情況少、物料均化勻稱、出庫清空率高，粉塵排放少，殘值回收率高等優(yōu)點。但和其他新生事物一樣，由于大型水泥鋼板庫的問世時間較短，許多人對其還不夠認識和了解。筆者相信，隨著大型水泥鋼板庫設(shè)計和功能的不斷完善，其市場占有率會越來越高。

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[3]申漢杰.水泥廠DCS控制系統(tǒng)設(shè)計[D].武漢理工大學(xué)，2013.

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1007-6344（2015）09-0010-01