在水泥干法生產(chǎn)工藝中，生料均化是生產(chǎn)均化鏈中最為重要的工藝環(huán)節(jié)，其對(duì)提高水泥熟料產(chǎn)量，確保水泥質(zhì)量的穩(wěn)定有著舉足輕重的作用。因而，生料均化庫(kù)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接關(guān)系到均化效果的好壞，能否保證入窯生料成分的高度均勻，而最終完成整個(gè)生料均化鏈的全部任務(wù)。尤其是在石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)建設(shè)不到位的生產(chǎn)線上，則顯得更為重要。
　　南京院在調(diào)研分析進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)開發(fā)了新型NGF型系列的連續(xù)重力充氣攪拌式均化庫(kù)。該庫(kù)已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外數(shù)個(gè)2500～10000 t/d水泥熟料生產(chǎn)線上。運(yùn)行結(jié)果表明，該生料均化庫(kù)即使在庫(kù)內(nèi)料位較低的情況下，仍能給窯系統(tǒng)提供化學(xué)成分穩(wěn)定的生料，均化效果均超過(guò)保證指標(biāo)，為窯系統(tǒng)的安全高產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行提供了必備基礎(chǔ)條件。該庫(kù)設(shè)備制造和進(jìn)出料等工藝控制系統(tǒng)均為國(guó)內(nèi)配套解決，閥體也為國(guó)內(nèi)精密加工，但其系統(tǒng)內(nèi)主要關(guān)鍵部件--荷重傳感器、電控氣動(dòng)流量閥及氣動(dòng)開關(guān)閥的氣控元件全部采用原裝進(jìn)口件，精度高，調(diào)控能力強(qiáng)，同等規(guī)格下輸送能力大，信號(hào)反饋及時(shí)準(zhǔn)確，誤差值小，安全運(yùn)行可靠，使用壽命長(zhǎng)。這樣兩者的配合，使裝備總造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用及電耗均低。此外，該庫(kù)的所有充氣系統(tǒng)配置合理，用料精良，透氣率高，阻力低；設(shè)備耐久性大幅度提高，檢修維護(hù)靈活方便。
　　1.NGF型生料均化庫(kù)均化工作原理
　　從提升機(jī)送入庫(kù)頂?shù)纳?，?jīng)庫(kù)頂多點(diǎn)下料分配器分配后，進(jìn)入按一定規(guī)律分布的深型斜槽，經(jīng)其輸送后喂入庫(kù)中。庫(kù)底板上有一錐形中心混合室(也稱減壓錐)，錐體底部與庫(kù)底板連續(xù)的四周有許多孔洞；庫(kù)底板上布滿充氣箱，依要求將庫(kù)底充氣箱分成若干個(gè)充氣區(qū)；錐體與庫(kù)壁形成的區(qū)域稱為外環(huán)區(qū)，中心混合室內(nèi)稱為內(nèi)環(huán)區(qū)。庫(kù)卸料時(shí)，根據(jù)混合室內(nèi)壓力的高低，羅茨風(fēng)機(jī)分別向庫(kù)底內(nèi)外環(huán)區(qū)分區(qū)輪流循環(huán)充氣，使生料從外環(huán)區(qū)進(jìn)入中心混合室的內(nèi)環(huán)區(qū)，再由中心室卸入庫(kù)底卸料裝置。在整個(gè)過(guò)程中，生料從分配器進(jìn)入庫(kù)內(nèi)后，首先均勻地以層的形式平鋪在庫(kù)內(nèi)。在向中心混合室輪流循環(huán)充氣進(jìn)料時(shí)。在外環(huán)區(qū)錐體孔洞上方依次出現(xiàn)多個(gè)漏斗凹陷，漏斗沿徑向排成一列，隨充氣的變換而旋轉(zhuǎn)角度，這樣不僅產(chǎn)生重力混合，而且也因漏斗卸料速度不同，使庫(kù)底生料產(chǎn)生徑向混合。生料進(jìn)入中心混合室內(nèi)，在減壓錐的減壓作用下，被混合室內(nèi)充氣氣流強(qiáng)烈攪拌，使得在外環(huán)區(qū)混合均化后的生料又進(jìn)行了一次充分的氣力混合。因此，庫(kù)外環(huán)區(qū)的充氣是為了活化物料形成漏斗流并向錐內(nèi)混合室輸送物料；錐體內(nèi)環(huán)充氣則是為使物料充分均化混合并卸料出庫(kù)。經(jīng)過(guò)均化的生料，正常運(yùn)行時(shí)，由庫(kù)底溢流管卸出，從而完成了生料的均化全過(guò)程。出庫(kù)生料由庫(kù)底氣動(dòng)開關(guān)閥和電控氣動(dòng)流量閥根據(jù)充氣計(jì)量倉(cāng)的荷重傳感器顯示出的料重來(lái)調(diào)節(jié)控制進(jìn)入的料量，出計(jì)量倉(cāng)生料量可根據(jù)入窯喂料量大小，由計(jì)量倉(cāng)倉(cāng)底氣動(dòng)開關(guān)閥、電控氣動(dòng)流量閥和沖板流量計(jì)形成的閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，為此完成生料從庫(kù)頂進(jìn)入至倉(cāng)底卸出的均化計(jì)量全過(guò)程。
　　2.NGF型均化庫(kù)結(jié)構(gòu)組成
　　NGF型均化庫(kù)從庫(kù)頂進(jìn)料到庫(kù)底出料，庫(kù)內(nèi)外充氣系統(tǒng)到庫(kù)外計(jì)量設(shè)備及卸料系統(tǒng)的全部成套裝備均由我院集成供貨。其主要結(jié)構(gòu)組成由庫(kù)頂分配器、庫(kù)內(nèi)充氣箱、庫(kù)底卸料裝置、充氣計(jì)量倉(cāng)、荷重傳感器、手動(dòng)閘板閥、氣動(dòng)開關(guān)閥、電控氣動(dòng)流量閥、輸送斜槽和庫(kù)內(nèi)外充氣管路系統(tǒng)及配件組成，見圖1。

　　3.NGF型均化庫(kù)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　3．1生料分配器
　　生料分配器系統(tǒng)工作時(shí)，生料從分配器頂部進(jìn)料口進(jìn)入分配罐；同時(shí)風(fēng)機(jī)的供風(fēng)則從分配器下面的空氣進(jìn)口并通過(guò)透氣層進(jìn)入分配罐。通過(guò)調(diào)節(jié)閥可調(diào)整進(jìn)入分配罐的風(fēng)壓和風(fēng)量，使粉狀物料在分配罐中呈流化狀態(tài)，從而均勻分流進(jìn)入按一定規(guī)律性分布的多點(diǎn)進(jìn)料斜槽中。在每個(gè)斜槽的底部進(jìn)氣口也安裝有調(diào)節(jié)閥，可調(diào)整供風(fēng)的壓力和風(fēng)量。流進(jìn)斜槽中的生料在空氣的作用下繼續(xù)呈流化狀態(tài)，并向斜槽較低方向流動(dòng)，最后經(jīng)斜槽下料口進(jìn)入生料庫(kù)中。庫(kù)頂多點(diǎn)進(jìn)料斜槽的設(shè)置避免進(jìn)料產(chǎn)生離析現(xiàn)象，為庫(kù)內(nèi)物料均化做好準(zhǔn)備。斜槽采用輸送能力大且料流均勻的深型斜槽，斜槽可在斜槽支架上自由滑動(dòng)；斜槽卸料口與均化庫(kù)頂采用軟連接，以吸收斜槽熱膨脹；斜槽和斜槽之間的連接采用定制的新型發(fā)泡橡膠材料，在露天條件下，既防水又防漏氣，確保了進(jìn)料的穩(wěn)定暢通。
　　3．2均化庫(kù)庫(kù)內(nèi)、外充氣系統(tǒng)
　　均化庫(kù)內(nèi)充氣系統(tǒng)共分n個(gè)充氣區(qū)，除中心區(qū)外相對(duì)輪流充氣。多流股物料的重力混合，當(dāng)按一定控制方式輪流向各區(qū)送入低壓空氣時(shí)，被布置在與庫(kù)底水平面成l0°斜坡上的充氣箱上的生料呈流態(tài)化。生料從外環(huán)區(qū)進(jìn)入中心區(qū)。每個(gè)充氣區(qū)充氣箱采用相同規(guī)律布置，減少了設(shè)備規(guī)格，便于制作、安裝及維修。充氣箱所用透氣層材料透氣阻力低，透氣性能好，且充氣箱內(nèi)采用聚酯織物的軟管可防止透氣層破損后物料倒流到管道中。每個(gè)充氣分區(qū)及均化庫(kù)庫(kù)外充氣系統(tǒng)采用了質(zhì)量上乘、信號(hào)反饋及時(shí)準(zhǔn)確、誤差值小和可快速切斷的氣動(dòng)閥；另將所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)控制程序裝入了PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，可直接進(jìn)入中控DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過(guò)改變內(nèi)外環(huán)充氣區(qū)的充氣時(shí)間，可以改變物料的均化效果，從而保證均化指標(biāo)。
　　3．3庫(kù)底卸料裝置及充氣計(jì)量倉(cāng)
　　生料到達(dá)庫(kù)底后，經(jīng)均化庫(kù)中心區(qū)進(jìn)入庫(kù)底卸料裝置；再通過(guò)氣動(dòng)開關(guān)閥和電控氣動(dòng)流量閥調(diào)節(jié)料量后進(jìn)入充氣計(jì)量倉(cāng)。庫(kù)底卸料裝置及充氣計(jì)量倉(cāng)的倉(cāng)底部均設(shè)有類似于均化庫(kù)庫(kù)內(nèi)結(jié)構(gòu)的充氣箱，帶傳感器的充氣計(jì)量倉(cāng)可根據(jù)入窯喂料量大小實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。倉(cāng)內(nèi)物料由于倉(cāng)底充氣箱作用呈流態(tài)化，保持物料有良好的流動(dòng)性能。充氣箱所需壓縮空氣由羅茨風(fēng)機(jī)通過(guò)倉(cāng)底外部管道供給。
　　3．4電控氣動(dòng)流量閥和氣動(dòng)開關(guān)閥
　　電控氣動(dòng)流量閥和氣動(dòng)開關(guān)閥是均化庫(kù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的核心設(shè)備，它運(yùn)行的正常與否直接關(guān)系到均化效果的好壞。為此南京院與天津德申科技公司聯(lián)合開發(fā)了NGF型均化庫(kù)專用的電控氣動(dòng)流量閥和氣動(dòng)開關(guān)閥，其特點(diǎn)具體如下。
　　(1)迷宮式密封箱加進(jìn)口毛織物填料，因而具有完善的密封性能；
　　(2)閥體和閥板采用了國(guó)外特殊的耐磨材料制造，具有耐磨、輕巧、控制靈便等特性，其使用壽命內(nèi)幾乎免維護(hù)；
　　(3)有手動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)控制和中央控制三種控制方式，具有4～20mA信號(hào)輸入、輸出接口，流量調(diào)節(jié)為無(wú)間斷連續(xù)調(diào)節(jié)；
　　(4)閥上有安全聯(lián)軸器，用于手動(dòng)操作。由氣壓缸驅(qū)動(dòng)，帶氣動(dòng)位置控制系統(tǒng)。遠(yuǎn)程定位器是一個(gè)電流回路，位置設(shè)定信號(hào)4～20mA，角位反饋信號(hào)4～20mA，供電電壓24V。在停電時(shí)閥門將自動(dòng)移至“關(guān)”的位置；快速關(guān)閉時(shí)間≤3 s/次，100%開度調(diào)節(jié)時(shí)間45s左右；所需控制氣源氣壓0.6 MPa±1MPa，從而將傳統(tǒng)的流量控制閥和氣動(dòng)開關(guān)閥合二為一。
　　(5)氣缸采用了德國(guó)FEST0公司的原裝產(chǎn)品作為氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)氣缸為齒條式結(jié)構(gòu)，可以任意地正反方向快速運(yùn)行且消除了電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的不可頻繁正反轉(zhuǎn)所帶來(lái)的滯后性和機(jī)械慣性，真正做到實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)節(jié)，完全無(wú)機(jī)械故障。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的抗過(guò)載能力和輸出扭矩大，其使用壽命內(nèi)幾乎免維護(hù)，能耗和造價(jià)低。目前國(guó)際上已廣泛使用。
　　(6)閥的流量調(diào)節(jié)采用西門子定位器，為非接觸式，同閥軸直聯(lián)，無(wú)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而定位精度和可靠性高；控制精度可達(dá)到1%。