如今，由于國(guó)家環(huán)保強(qiáng)制性大面積長(zhǎng)時(shí)間的錯(cuò)峰停產(chǎn)停窯，引發(fā)生產(chǎn)成本上升和供需平衡反轉(zhuǎn)，水泥價(jià)格不斷高升。很明顯，誰(shuí)能大幅提升現(xiàn)有水泥庫(kù)有效容量，誰(shuí)就能變現(xiàn)存貨高額利潤(rùn)。
時(shí)至冬季又一輪清庫(kù)高峰，嚴(yán)峻的市場(chǎng)形勢(shì)逼使我們思考：為什么總是存在大量偏庫(kù)死料?為什么我們總是周期性不斷地被動(dòng)重復(fù)進(jìn)行最危險(xiǎn)又低效的清庫(kù)工作?為什么外面水泥價(jià)格高位時(shí)我們卻庫(kù)內(nèi)大量死料堆積斷貨?為什么?
圖1.普遍的死料偏庫(kù)
二、問(wèn)題里面有機(jī)會(huì)
認(rèn)真研究分析，就能發(fā)現(xiàn)當(dāng)前水泥庫(kù)技術(shù)普遍存在以下問(wèn)題和現(xiàn)象：
1. 由于全行業(yè)對(duì)粉體動(dòng)力學(xué)理論缺乏清晰完整的研究掌握，為了避免全空庫(kù)的中心漏斗流模式，一般在庫(kù)底都采用大型減壓錐設(shè)計(jì)，以前期理論上通過(guò)改變庫(kù)底羅茨風(fēng)機(jī)多級(jí)環(huán)形斜槽陣的氣動(dòng)流化作用外擴(kuò)到庫(kù)底部外壁，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)環(huán)庫(kù)的活化卸放，如圖2所示。
圖2.采用減壓錐的設(shè)計(jì)目標(biāo)
然而，人們都忽視了庫(kù)內(nèi)粉體分層重力拱產(chǎn)生的料重外擴(kuò)集膚疊加效應(yīng)，實(shí)際上庫(kù)內(nèi)密度分布是外壁硬內(nèi)空軟，偏偏低密度的外加空氣必然走軟不走硬，因此注定了整個(gè)系統(tǒng)處于偏移發(fā)散性力學(xué)傳導(dǎo)模式，如圖3所示。
圖3.實(shí)際密度分布與氣料路情況
無(wú)論新庫(kù)還是重新清庫(kù)后的存儲(chǔ)，事實(shí)其料路發(fā)展都像立雞蛋易倒一般，極易形成不斷自我放大的多點(diǎn)氣路偏移聚合作用(中部多股分散漏斗流)，如圖4所示。最后必然發(fā)展形成少數(shù)單點(diǎn)料路日益增長(zhǎng)發(fā)展的對(duì)應(yīng)死料偏庫(kù)現(xiàn)象，遠(yuǎn)非人們自以為是氣路鋪設(shè)布局不均，氣箱磨損失效，庫(kù)壁及減壓錐面不光滑，人員操作不當(dāng)?shù)鹊仍颉?/p>
圖4.帶病運(yùn)行的偏庫(kù)情況
2. 一旦偏庫(kù)運(yùn)行，庫(kù)內(nèi)就易形成30%以上庫(kù)容的偏移性死料，將實(shí)際庫(kù)型改變成不規(guī)則的斜坡形料庫(kù)，如圖4所示。減壓錐底部與庫(kù)底硬料區(qū)還存在明顯的料路收縮作用，如果再滿庫(kù)高料位運(yùn)行，庫(kù)底硬料承重?cái)D壓將加強(qiáng)收縮拱的阻塞作用;當(dāng)收縮拱阻力大于氣路流化力時(shí)，吹入空氣無(wú)法滲透物料拱阻層打通料路，全庫(kù)將徹底陷于阻斷狀態(tài)，如圖5所示。運(yùn)氣好的，可以通過(guò)人工長(zhǎng)鋼釬勉強(qiáng)破解;運(yùn)氣差的，放料流量越來(lái)越小，時(shí)斷時(shí)續(xù)只能全盤清庫(kù)。
圖5.徹底堵死的情況
3. 清庫(kù)就是因?yàn)樗懒弦徊讲椒e累而來(lái)，事實(shí)上在沒(méi)有徹底堵死的時(shí)候，我們的水泥庫(kù)都是嚴(yán)重帶病運(yùn)行的。等到必須清庫(kù)時(shí)，無(wú)論是人工方式還是機(jī)器方式，減壓錐的存在反而變成了巨大的料路疏通障礙;因?yàn)榇罅克懒隙鄶?shù)處于板結(jié)硬化狀態(tài)，清理下來(lái)的往往是流動(dòng)性極差的塊粉混合料，其疏通死角有時(shí)不得不靠人加以處理，如圖5所示，在高位堆積受力極不穩(wěn)定的庫(kù)內(nèi)環(huán)境，這正是誘發(fā)重大傷亡事故的原因所在。
通過(guò)對(duì)氣動(dòng)卸料技術(shù)的動(dòng)力學(xué)作用的深入分析，不難發(fā)現(xiàn)根本問(wèn)題在于，其料路整體疏通力學(xué)設(shè)計(jì)與庫(kù)內(nèi)實(shí)際粉料密度分布完全不匹配，形成了頭重腳輕的非穩(wěn)定系統(tǒng)，會(huì)自然產(chǎn)生料路發(fā)散性偏移。所以，只要找到針對(duì)實(shí)際粉料密度分布的合理的動(dòng)力學(xué)方案，就有機(jī)會(huì)根本破解之。
三、破解之道
歷經(jīng)多年的研究與試驗(yàn)，昆明艾克自動(dòng)化公司發(fā)現(xiàn)了重力拱作用會(huì)形成庫(kù)壁高密度硬料聚集層疊加效應(yīng)，從而確定庫(kù)壁及底部硬料是死料形成的溫床。只有讓環(huán)庫(kù)壁及底部硬料均衡優(yōu)先卸放流動(dòng)，才可形成整體流，進(jìn)而徹底消除庫(kù)壁水分滲漏、凝析凝析引發(fā)的嚴(yán)重粘連、板結(jié)、固化，同時(shí)還應(yīng)考慮形成料位偏移的自動(dòng)糾偏作用，在庫(kù)底則應(yīng)重點(diǎn)持續(xù)破解出口上方因粉料同時(shí)向心匯聚而在水平與垂直方向形成的動(dòng)態(tài)收縮拱阻礙。
顯然，如果用西方一貫的剛性外科手術(shù)思路，無(wú)論是外加氣動(dòng)，電動(dòng)還是液壓動(dòng)方案，在庫(kù)內(nèi)成千上萬(wàn)噸料壓環(huán)境下要達(dá)成上述整體流目標(biāo)根本就是死路一條。
而我們采用東方易經(jīng)的太極思維，要充分利用庫(kù)內(nèi)存料的巨大原重力下壓作為推動(dòng)力，為此我們針對(duì)性發(fā)明設(shè)計(jì)了無(wú)動(dòng)力鋼結(jié)構(gòu)太極錐;使其在出口上方形成陰陽(yáng)交錯(cuò)的多層破拱導(dǎo)流作用，可同時(shí)破除水平方向和垂直方向的向心收縮拱，并通過(guò)由低到高硬中軟的分層進(jìn)料排序設(shè)計(jì)自然形成環(huán)形庫(kù)壁硬料優(yōu)先的合理安排。如此這般，便巧妙產(chǎn)生了與庫(kù)內(nèi)料密度硬軟分布相匹配的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，一旦庫(kù)位發(fā)生偏移失衡，高出部位產(chǎn)生的料重力差將形成自動(dòng)正比例的糾偏推力，實(shí)現(xiàn)自主收斂性糾偏修正調(diào)節(jié)，最終可實(shí)現(xiàn)環(huán)庫(kù)全料整體流自平衡卸放，如圖6所示。
圖6.粉流掣的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)
四、驚人的實(shí)際應(yīng)用效果
粉流掣在四川某水泥公司一座直徑18米空高39米的萬(wàn)噸水泥庫(kù)中進(jìn)行了改造，如圖7所示。
圖7.拆除原減壓錐改裝太極錐
該系統(tǒng)成功應(yīng)用了近一年，充分經(jīng)歷了用戶針對(duì)性的各種極端工況測(cè)試，徹底證明了粉流掣的理論正確性和強(qiáng)大的自適應(yīng)實(shí)用性，每次徹底放空均能保證太極錐露出錐頂，只余自然堆積的少量可循環(huán)尾料，如圖8所示。
圖8.每次滿庫(kù)后可徹底放空至太極錐頂露出
而在5米以上庫(kù)位，均能實(shí)現(xiàn)料面平整的整體流卸放，如圖9是20米庫(kù)位的料面情況照片。
圖9.半庫(kù)位平整的料面與光滑到庫(kù)壁
粉流掣采用了接入中控的智能閉環(huán)系統(tǒng)控制，徹底改變了低級(jí)落后的人工開(kāi)環(huán)控制方式，如圖10所示。
圖10.粉流掣的智能閉環(huán)控制系統(tǒng)
事實(shí)充分證明，粉流掣達(dá)到如下實(shí)際效果：
1. 由于可形成全庫(kù)整體流卸放，徹底消除了死料沉積，可比原來(lái)多釋放30%的死料擠占庫(kù)容。
2. 由于利用存料重力作為原動(dòng)力，高位滿庫(kù)運(yùn)行效果更好，可比原來(lái)多釋放20%的安全庫(kù)容。
3. 由于采用智能閉環(huán)控制技術(shù)，不但徹底杜絕沖料斷料等異常工況，還可精確控制卸放流量穩(wěn)定運(yùn)行匹配于后續(xù)輸送與提升接近最大流量，從而大幅提高水泥生產(chǎn)效率。
4. 由于庫(kù)底采用太極錐技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全庫(kù)環(huán)壁硬料整體流活料卸放，庫(kù)內(nèi)不再存在死料沉積板結(jié)，可從根本上消除清庫(kù)的必要，一勞永逸地根治水泥庫(kù)清庫(kù)安全問(wèn)題。
5. 由于粉流掣采用無(wú)動(dòng)力自然料重卸放技術(shù)，可徹底擺脫原來(lái)大功率羅茨風(fēng)機(jī)帶來(lái)的高分貝噪聲干擾及其電耗，實(shí)現(xiàn)靜音環(huán)保生產(chǎn)。
如今形勢(shì)下，粉流掣的出現(xiàn)對(duì)廣大水泥企業(yè)正是應(yīng)運(yùn)而生，無(wú)論是老庫(kù)改造，還是新庫(kù)建造，將帶來(lái)巨大的革命性轉(zhuǎn)變，充分釋放全部庫(kù)容效益。