賈華平：水泥生產(chǎn)的多功能助劑&智能化——兩件粉磨節(jié)能的新武器

  工信部的《2018年工業(yè)節(jié)能監(jiān)察重點(diǎn)工作計(jì)劃》，將重點(diǎn)對高耗能行業(yè)執(zhí)行監(jiān)察，重點(diǎn)對高耗能行業(yè)的階梯電價(jià)執(zhí)行監(jiān)察，而且點(diǎn)名重點(diǎn)監(jiān)察2017年能耗超標(biāo)的鋼鐵、水泥、電解鋁企業(yè)，以及日產(chǎn)2000噸以下具有熟料生產(chǎn)線的水泥企業(yè)。依然沒有漏掉我們水泥行業(yè)！

  水泥企業(yè)在產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的今天，既要承擔(dān)關(guān)停并轉(zhuǎn)、還要承擔(dān)電價(jià)成本，真可謂是壓力山大！水泥企業(yè)是能耗大戶，除了煤耗以外另一項(xiàng)主要能耗就是電耗，而且降低電耗比降低煤耗還有更大的挖潛空間，節(jié)電就成為節(jié)能的重點(diǎn)；而就水泥企業(yè)的電耗來講，主要又是粉磨電耗！

  在嚴(yán)厲的政策和嚴(yán)酷的市場面前，降低電耗、特別是降低粉磨電耗就成為當(dāng)務(wù)之急。

  那么，如何最大限度地降低粉磨電耗呢？一方面要抓深度，搞幾項(xiàng)有力度的節(jié)電措施；面對如此大的壓力，同時(shí)要抓廣度，不以害小而為之、不以利小而不為，要樹立積少成多的概念，各種節(jié)電措施同時(shí)并舉，杜絕各種耗電漏洞、深挖各種節(jié)電潛力，才能把電耗降到最低。

  具體來講，有不少已經(jīng)成熟的節(jié)電工藝和節(jié)電設(shè)備，比如高效風(fēng)機(jī)、立磨、輥壓機(jī)設(shè)備，以及聯(lián)合粉磨、半終粉磨、終粉磨、分別粉磨工藝，只是在落實(shí)上還不到位；有一些近年興起的節(jié)電措施，比如串級調(diào)速、陶瓷研磨體、立磨喂料鎖風(fēng)，方向是正確的，只是還需要加深認(rèn)識，膽子再大一點(diǎn)，有問題在落實(shí)中完善。這些措施無疑都是非常重要的，在今天的峰會上，將有多位頂級專家為大家精彩演講。

  還有一些有待檢驗(yàn)的措施，需要我們進(jìn)一步探索的新式武器。這次峰會的主題是“超低電耗 高性能水泥 無人值守”，我就給大家談點(diǎn)新的東西，提供兩項(xiàng)探索中的初步成果：多功能助劑與智能化。僅管尚不完善，但已經(jīng)看到了曙光，但愿為超低電耗助力。

  一，水泥生產(chǎn)的多功能助劑

  助磨劑自引進(jìn)國內(nèi)以來，在降低水泥生產(chǎn)能耗、提升粉磨效率方面做出了突出貢獻(xiàn)，這一點(diǎn)已經(jīng)由最初的懷疑、中途的觀望、發(fā)展到今天的普及。而近年來，隨著業(yè)內(nèi)的節(jié)電壓力增大，如何進(jìn)一步發(fā)揮助磨劑的作用、如何向生料粉磨工序拓展，正逐漸受到關(guān)注。

  大家知道，在水泥生產(chǎn)過程中，粉磨分為水泥粉磨和原料粉磨，都占有很大的電耗比重。同樣是粉磨，助磨劑在水泥粉磨上已經(jīng)有了很大的成果和進(jìn)步，但在生料粉磨上為什么一直沒有好的成果呢？

  企業(yè)追求的是效益，“任何一項(xiàng)技術(shù)都必須為生產(chǎn)創(chuàng)造效益，否則就失去了存在的意義，這個(gè)技術(shù)也就無法發(fā)展”。水泥助磨劑之所以能夠得到迅速的普及和發(fā)展，是因?yàn)樗芴岣咚喈a(chǎn)量、降低粉磨電耗，同時(shí)還能提升水泥強(qiáng)度、節(jié)省熟料的消耗、甚至改善水泥的性能，幾項(xiàng)效果疊加具有顯著的效益。

  而生料助磨劑不同，目前只著眼于生料粉磨系統(tǒng)，僅僅為了提升產(chǎn)量、節(jié)約電耗。在目前水泥行業(yè)產(chǎn)能過剩十分嚴(yán)重的今天，提產(chǎn)功能已經(jīng)難以產(chǎn)生多大的效益；節(jié)電效果又十分有限，難以產(chǎn)生足夠的效益。因此，在生產(chǎn)過程中，生料助磨劑產(chǎn)生的效益再減去投入的成本，也就所剩無幾了。

  但是，生料粉磨雖有他的局限性，但也有優(yōu)勢。生料雖然只是水泥生產(chǎn)過程中的一個(gè)基本環(huán)節(jié)，但生料對水泥生產(chǎn)的后續(xù)環(huán)節(jié)有較長的影響。例如在后續(xù)的熟料燒成系統(tǒng)，生料粉磨的好壞，還將影響到熟料的煤耗、電耗、質(zhì)量以及污染物排放，這幾項(xiàng)又都是熟料成本的大項(xiàng)，疊加效益可能有較大提高。因此，提升生料助磨劑的根本在于其向后道工序的多功能化。只有以多功能為發(fā)展方向，才能解決有效果無效益的窘境。

  湖南岳陽的某公司首先在這方面做了嘗試，在去年的蕪湖助磨劑會議上，推出了一種“高分子多功能生料催化劑”，僅管大家對“催化”有不同的看法，但不管什么劑，對水泥生產(chǎn)有輔助功能，肯定是一種“水泥生產(chǎn)助劑”，而且取得了不錯(cuò)的效果。今天到會的有幾家助磨劑企業(yè)，方向沒有問題，你們也可以開發(fā)；更多的與會者是水泥企業(yè)，應(yīng)該積極的跟進(jìn)試用。

  該產(chǎn)品目前已經(jīng)過了XS、SF、PJ、LY四條5000T/D線的工業(yè)實(shí)驗(yàn)，四條線上的實(shí)驗(yàn)表明：在生料配料過程中加入0.1～0.2%這種“生料催化劑”，不僅能在生料粉磨系統(tǒng)提產(chǎn)節(jié)電，而且可在燒成系統(tǒng)提產(chǎn)節(jié)電，能在降低分解爐出口操作溫度的情況下，提高入窯生料分解率、提高F-CaO合格率、降標(biāo)熟料燒成煤耗、提高熟料抗壓強(qiáng)度，而且還具有降低廢氣SO2的功能。

  本人專程參與見證了LY公司5000T/D線的工業(yè)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在把實(shí)驗(yàn)結(jié)果給大家簡單匯報(bào)一下。

  整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案原則上分五個(gè)時(shí)間段進(jìn)行：

  1）在投入“生料催化劑”前，首先進(jìn)行為期5天的“前空白期”實(shí)驗(yàn)，采集各種對比數(shù)據(jù)；

  2）在投入“生料催化劑”后，前2天作為“前過渡期”，觀察采集各種數(shù)據(jù)變化，但這些數(shù)據(jù)不作為對比使用；

  3）自投入“生料催化劑”后的第三天開始，進(jìn)行6天的“效果實(shí)驗(yàn)”，原計(jì)劃為4月18日至4月23日，觀察采集各種數(shù)據(jù)變化，記錄各種異常情況；

  4）停用“生料催化劑”后，前2天作為“后過渡期”，觀察采集各種數(shù)據(jù)變化，但這些數(shù)據(jù)不作為對比使用；

  5）自停用“生料催化劑”后的第三天開始，再進(jìn)行5天“后空白期”實(shí)驗(yàn)，采集各種對比數(shù)據(jù)。

  6）在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)全部結(jié)束后，采用“效果實(shí)驗(yàn)”的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，與“前空白期”加“后空白期”的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行累計(jì)值的對比分析。

  該方案在實(shí)際操作中并未能完全執(zhí)行，有三點(diǎn)需要說明：

  （1）由于發(fā)現(xiàn)“效果實(shí)驗(yàn)”期間的脫硫作用超出預(yù)想，又將“效果實(shí)驗(yàn)”延長了兩天，結(jié)束時(shí)間由4月23日延長至4月25日；

  （2）4月19日9:00時(shí)轉(zhuǎn)子秤斷煤，4月19日19:00時(shí)至4月20日5:00時(shí)為煤磨故障，窯限產(chǎn)運(yùn)行，該日數(shù)據(jù)剔除；

  （3）由于在4月27日“后過渡期”結(jié)束后，因窯已經(jīng)到檢修后期，但市場情況良好，為延長運(yùn)行周期、確保后期的生產(chǎn)安全，廠方要求將窯的喂料量減產(chǎn)15-20t/h運(yùn)行，已無法同等條件對比，經(jīng)三方商議同意，“后空白期”只統(tǒng)計(jì)SO2數(shù)據(jù)對比，其他數(shù)據(jù)不再參與對比。

  如此，整體實(shí)驗(yàn)效果見表01-01所示。

  表01-01 生熟料系統(tǒng)產(chǎn)量、電耗 試驗(yàn)與空白對比

  由表01-01可見出，通過使用生料催化劑，生料磨機(jī)臺時(shí)提高13.3t/h，至生料滿庫運(yùn)行時(shí)間減少1.77h/d，生料電耗下降0.8Kwh/t；熟料產(chǎn)量對比提高38.1t/d，熟料綜合電耗下降1.62 Kwh/t。

  通過添加生料催化劑，燒成系統(tǒng)的尾氣排放得到改善，特別是SO2排放明顯降低，詳細(xì)的對比數(shù)據(jù)見表01-02所示，總體變化趨勢如圖01-01所示。

  表01-02 添加生料催化劑對尾氣排放的影響

  圖01-01  4月11日-5月1日進(jìn)脫硫塔SO2濃度總體趨勢圖

  由表01-02可見，通過使用“生料催化劑”，“效果實(shí)驗(yàn)”期間排放煙氣的SO2、NOx、粉塵均有下降，尤其是SO2下降幅度較大，與“前空白期”對比分別下降了545mg/m?、23mg/m?、2.9 mg/m?。

  由圖01-01可見，在4月18日至4月25日加摻“生料催化劑”期間，SO2排放明顯降低，而在4月26日下午停用“生料催化劑”后，SO2排放濃度又迅速回升。

  LY實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)論為：在該5000t/d線的原料加入0.148%的“生料催化劑”后，實(shí)驗(yàn)對比取得如下結(jié)果：

  1）生料磨機(jī)臺時(shí)產(chǎn)量平均提高13.3t/h，

  2）熟料綜合電耗平均下降1.62 Kwh/t；

  3）熟料標(biāo)煤耗平均降低3.1kg/t熟料；

  4）熟料3天強(qiáng)度平均提高1.0MPa；

  5）窯尾煙氣中的SO2平均下降545mg/m3；

  6）窯尾煙氣中的NOx、粉塵排放也均有所下降。

  二，水泥粉磨系統(tǒng)的智能化

  基于《中國制造2025》規(guī)劃關(guān)于建設(shè)制造業(yè)強(qiáng)國的發(fā)展要求，實(shí)現(xiàn)我國水泥生產(chǎn)由大變強(qiáng)的轉(zhuǎn)變，面向智能化的發(fā)展已成為水泥行業(yè)不可回避的問題。早在2015年01月30日，工業(yè)和信息化部就發(fā)布了《原材料工業(yè)兩化深度融合推進(jìn)計(jì)劃（2015-2018年）》（以下簡稱“推進(jìn)計(jì)劃”），明確要求水泥行業(yè)要建立“智能水泥工廠”。

  在產(chǎn)能嚴(yán)重過剩、市場競爭激烈的情況下，淘汰落后產(chǎn)能也是大勢所趨，不是智能化的水泥廠恐怕不能算是先進(jìn)工廠吧？目前，我國的年水泥產(chǎn)量雖然已經(jīng)達(dá)到23億噸規(guī)模，但我們算不算一個(gè)水泥強(qiáng)國呢？

  拿號稱國內(nèi)最先進(jìn)的泰安中聯(lián)來比，也還需要70多人，而泰國的老城堡水泥廠，同樣是5000t/d的生產(chǎn)規(guī)模，全廠每班只有3個(gè)定員。其中中控室只有1人，而且還肩負(fù)化驗(yàn)室的所有職能。定員是先進(jìn)程度的特征指標(biāo)，減少定員離不開可靠的裝備和高度的智能化！我們還有差距，必須奮力直追。

  1，智能水泥廠的概念

  什么是智能？我們先用現(xiàn)代語言探討一下“智能”概念。所謂的“人類智慧”，是從感知（信息的檢測與傳遞）到記憶（信息的儲存）再到思維（對信息的邏輯化處理、對已有邏輯的因果類比），這一過程被稱為“智慧”；智慧的結(jié)果（因果類比的導(dǎo)向作用）產(chǎn)生了行為和語言，將行為和語言的表達(dá)過程稱為“能力”；將智慧和能力合在一起就是“智能”。應(yīng)該說，人類的智能是最高的，智能化就是讓企業(yè)向人類趨近。

  類比于人類，我們講一個(gè)人非?！奥斆鳌保疽馐钦f他的腦子好用，但“聰明”的具體指向是“耳聰目明”，可見及時(shí)、準(zhǔn)確、甚至量化的信息對“大腦”的作用是多么重要；我們說這個(gè)人“心靈手巧”，又是在強(qiáng)調(diào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要性，沒有理想的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，再好用的腦子又有什么用呢、而且沒有“巧手”的實(shí)踐又如何演化出“心靈”的大腦呢？

  智能化并不簡單等同于自動(dòng)化，這是智能化發(fā)展中必須突破的思維概念，也是目前國內(nèi)智能化開發(fā)中存在的一個(gè)主要問題。智能化是自動(dòng)化的高級發(fā)展，自動(dòng)化是智能化的基礎(chǔ)部分；智能化是在自動(dòng)化基礎(chǔ)上，通過引入“數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化”，實(shí)現(xiàn)了一些智慧和能力的高級發(fā)展。

  一般的自動(dòng)化系統(tǒng)或裝置，只能根據(jù)預(yù)設(shè)的因果關(guān)系進(jìn)行操作調(diào)整實(shí)現(xiàn)無人控制，但一般會出現(xiàn)對于不同情況作出相同反應(yīng)的結(jié)果，就像所有的生物具有一定的遺傳本能一樣，多用于重復(fù)性的工作或工程中。

  而智能化是在自動(dòng)化基礎(chǔ)上又加入了類似于人類的智慧程序，智能化具有一定的學(xué)習(xí)能力，能夠跟蹤變化了的情況自我總結(jié)新的因果關(guān)系，根據(jù)不同的變化作出不同的反應(yīng)，就像高等動(dòng)物除了本能以外還具有一定的自適應(yīng)能力。

  因此，如何建立一個(gè)智能水泥廠，應(yīng)該是一個(gè)智能化與自動(dòng)化的結(jié)合，在裝備的運(yùn)行維護(hù)上實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化、在生產(chǎn)管理和工藝操作上實(shí)現(xiàn)高度智能化。

  我們再來看看“推進(jìn)計(jì)劃”給出的工信部“智能水泥廠”概念：

  （1）基于自適應(yīng)控制、模糊控制、專家控制等先進(jìn)技術(shù)，利用智能儀器儀表、工業(yè)機(jī)器人、計(jì)算機(jī)仿真、移動(dòng)應(yīng)用等信息系統(tǒng)與專用裝備，進(jìn)一步突出實(shí)時(shí)控制、運(yùn)行優(yōu)化和綜合集成，基本實(shí)現(xiàn)礦山開采、配料管控、窯爐燒成、水泥粉磨全系統(tǒng)全過程的智能優(yōu)化；

  （2）應(yīng)用機(jī)器人等技術(shù)，在礦山爆破排險(xiǎn)、窯爐運(yùn)行維護(hù)、投料裝車作業(yè)、高溫高塵搶修等，危害、危險(xiǎn)、重復(fù)作業(yè)的環(huán)節(jié)，基本實(shí)現(xiàn)無人值守或機(jī)器人替代人工作業(yè)；

  （3）建設(shè)信息物理融合系統(tǒng)（CPS），實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營的自動(dòng)化、數(shù)字化、模型化、可視化、集成化，提高企業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率、安全運(yùn)行能力、應(yīng)急響應(yīng)能力、風(fēng)險(xiǎn)防范能力和科學(xué)決策能力；

  （4）在生產(chǎn)管控和經(jīng)營決策中，通過大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)，應(yīng)用商業(yè)智能系統(tǒng)（BI）和產(chǎn)品生命周期管理（PLM），建立對采購、生產(chǎn)、倉儲、銷售、運(yùn)輸、質(zhì)量、資源、能源和財(cái)務(wù)等全方位的智能管控平臺，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、市場和效益的動(dòng)態(tài)監(jiān)控、預(yù)測預(yù)警，提升各環(huán)節(jié)的資源優(yōu)化配置能力和智能決策水平；

  （5）建立與供應(yīng)商和用戶的上下游協(xié)作管理系統(tǒng)，按照供應(yīng)商提前介入（EVI）、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)技術(shù)（JIT）等模式，統(tǒng)一企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）等企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)間信息交換接口、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，通過信息共享和實(shí)時(shí)交互，實(shí)現(xiàn)物料協(xié)同、儲運(yùn)協(xié)同、訂貨業(yè)務(wù)協(xié)同以及財(cái)務(wù)結(jié)算協(xié)同。

  2，走向智能水泥廠的技術(shù)路線

  看似簡單的水泥工藝，其過程中包含有大量的物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)以及物理化學(xué)反應(yīng)，囊括了地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)、巖相學(xué)、流體學(xué)、燃燒學(xué)、熱傳導(dǎo)、結(jié)晶學(xué)等等學(xué)科，要使整個(gè)過程處于受控狀態(tài)，按照我們設(shè)計(jì)的P-T-t軌跡（礦物學(xué)術(shù)語）運(yùn)行，不但需要維持物料的量和質(zhì)的均衡穩(wěn)定，而且必須維持好各系統(tǒng)各工序各特征參數(shù)的穩(wěn)定。

  對于大工業(yè)生產(chǎn)，各種原燃材料以及各工序的工況，其波動(dòng)是難以避免的，各項(xiàng)生產(chǎn)控制參數(shù)的穩(wěn)定、以及過程產(chǎn)品和成品性能指標(biāo)的穩(wěn)定，都需要通過及時(shí)地操作調(diào)整才能得以實(shí)現(xiàn)。這些操作調(diào)整，可以是人工手動(dòng)的，也可以是儀表自控的，但最好是智能程控的。那么，如何對一條水泥生產(chǎn)線實(shí)施智控呢？

  這里將范圍收縮回來，以水泥粉磨系統(tǒng)為例，談?wù)勚强氐募夹g(shù)路線：

  應(yīng)該說，我們在水泥磨的操作控制上已經(jīng)下了不少功夫，跟隨預(yù)分解燒成工藝的發(fā)展，水泥粉磨幾乎都采用了磨音自控系統(tǒng)，其建立的調(diào)節(jié)模型為：“水泥磨喂料量”＝＞“磨音信號”，（注：A=>B為邏輯學(xué)符號，表示命題A與B的蘊(yùn)涵關(guān)系，后同）。實(shí)踐證明，這個(gè)回路在粉磨系統(tǒng)正常時(shí)有一定的作用，但在系統(tǒng)出現(xiàn)較大波動(dòng)、正是需要它發(fā)揮作用的時(shí)候，它卻“掉鏈子”了，不但幾乎是沒有作用，有時(shí)甚至起副作用。

  仔細(xì)分析便會發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)模型（單變量）建立的過于簡單。影響“磨音信號”的因素，并不只是一個(gè)“喂料量”，還與諸如“原料配比、原料水分、入磨粒度或細(xì)度、研磨體狀態(tài)、磨內(nèi)通風(fēng)、出磨細(xì)度”等有關(guān)。欲穩(wěn)定“磨音信號（磨內(nèi)填充率的特征信號）”，必須建立起符合現(xiàn)場實(shí)際的多變量控制模型；而且，水泥粉磨的最終目的并不是穩(wěn)定磨內(nèi)填充率，而是獲得理想細(xì)度的產(chǎn)品。

  實(shí)際上，水泥粉磨過程的控制目的，在于保證水泥細(xì)度、溫度等指標(biāo)的前提下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的最大化和電耗的最小化。在配料組分有效控制的情況下，水泥細(xì)度是控制系統(tǒng)調(diào)控的主要質(zhì)量指標(biāo)，調(diào)控細(xì)度的主要措施都影響到粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量，產(chǎn)量的高低又影響到電耗。

  水泥細(xì)度是粉磨系統(tǒng)最重要的控制指標(biāo)，既影響到水泥的質(zhì)量（強(qiáng)度等）又影響到系統(tǒng)產(chǎn)量（電耗等），質(zhì)量和產(chǎn)量是系統(tǒng)操作中需要平衡的主要矛盾，這個(gè)平衡點(diǎn)就是一個(gè)合適且穩(wěn)定的細(xì)度。因此，水泥細(xì)度的穩(wěn)定能減少產(chǎn)能和電耗的浪費(fèi)，有效發(fā)揮粉磨系統(tǒng)的能力和降低粉磨電耗，“水泥細(xì)度”就成為自控系統(tǒng)的關(guān)鍵變量。

  我們可以建立一個(gè)多變量調(diào)整模型：水泥細(xì)度＝＞∑（水泥磨喂料量、原料配比、原料水分、入磨粒度或細(xì)度、研磨體狀態(tài)、磨內(nèi)通風(fēng)、出磨細(xì)度、循環(huán)負(fù)荷……）。總之，只要你能想到的因素就只管往蘊(yùn)含變量里加，然后進(jìn)行相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)不同的相關(guān)系數(shù)給予各變量不同的調(diào)節(jié)權(quán)重，各變量對于水泥細(xì)度調(diào)節(jié)量的代數(shù)和，便是水泥細(xì)度的調(diào)節(jié)量。

  相關(guān)性分析并不復(fù)雜，用計(jì)算機(jī)程序來做相關(guān)性分析更是小菜一碟。不僅可以從初始的統(tǒng)計(jì)分析開始，設(shè)定初始的調(diào)節(jié)權(quán)重，而且要每時(shí)、每天、每月、每年的一直做下去，以適應(yīng)各種因素的變化。

  為了適應(yīng)各種因素的新情況、新變化，設(shè)定按照“先入先出的原則”滾動(dòng)記錄最近7天（可根據(jù)實(shí)際情況的異變速度和頻次，確定和調(diào)整滾動(dòng)天數(shù)）的數(shù)據(jù)、并進(jìn)行相關(guān)性滾動(dòng)分析。根據(jù)最新的分析結(jié)果及時(shí)地調(diào)整調(diào)節(jié)權(quán)重的分配，使其在不斷的循環(huán)調(diào)整中趨于合理化，自動(dòng)調(diào)節(jié)回路（已經(jīng)是智能調(diào)節(jié)回路）的效果就會越來越好。

  3，德國STEAG PiT在中國的實(shí)踐

  PiT Navigator系統(tǒng)，通常在球磨機(jī)的進(jìn)料端安裝兩個(gè)“磨音指示器”，其中一個(gè)裝于“有料側(cè)”、另一個(gè)裝于“無料側(cè)”，用以反應(yīng)磨內(nèi)物料的填充程度；在選粉機(jī)入口、回料和成品收集的相關(guān)部位，安裝有振動(dòng)傳感器，用以反應(yīng)相關(guān)的物料量，繼而求得循環(huán)負(fù)荷、選粉機(jī)效率等參數(shù)。

  在上述硬件的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)配置有所謂“水泥磨導(dǎo)航器”，對水泥磨機(jī)和選粉機(jī)等設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化控制。該“導(dǎo)航器”可實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與分析，并通過自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的非線性模型預(yù)測控制，實(shí)現(xiàn)對水泥粉磨系統(tǒng)磨的智能控制，其控制測量流程如圖02-01所示。

  2017年03月30日，德國Steag公司聯(lián)合上海某公司，與中國的JL水泥公司簽署了在5000t/d熟料線上使用PiT的合同，經(jīng)過安裝調(diào)試后，于2018年01月21日至01月30日進(jìn)行了“5天在線、5天離線”的驗(yàn)收對比。PiT對穩(wěn)定燒成概況發(fā)揮了很好的作用，在生料水硬率HM提高了21.15%的情況下，熟料F-CaO卻降低了26.21%，為提產(chǎn)提質(zhì)降耗減排打下了基礎(chǔ)。

  按照J(rèn)L公司的總結(jié)：PiT在線運(yùn)行和離線運(yùn)行對比，預(yù)熱器出口溫度標(biāo)準(zhǔn)偏差下降87%（從-9.8℃到1.1℃），分解爐出口溫度標(biāo)準(zhǔn)偏差下降39%（從5.6℃到3.4℃），窯電流標(biāo)準(zhǔn)偏差下降45%（從36A下降到19A），窯頭負(fù)壓標(biāo)準(zhǔn)偏差下降29%（從24.9Pa到17.5Pa），窯頭罩溫度標(biāo)準(zhǔn)偏差下降16%（從24.2℃到20.2℃）。

  在窯上取得初步結(jié)果的鼓勵(lì)下，他們又將PiT技術(shù)鎖定了水泥粉磨系統(tǒng)。德國Steag在水泥磨系統(tǒng)的PiT智控系統(tǒng)如圖02-02所示，由監(jiān)測模塊、預(yù)測模塊、自尋優(yōu)控制模塊構(gòu)成，采用聚類分析、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)建模、模型預(yù)測等技術(shù)，具備全局優(yōu)化和自學(xué)習(xí)功能，所有控制目標(biāo)由系統(tǒng)自行探索、設(shè)定，適應(yīng)性較強(qiáng)，可持續(xù)穩(wěn)定在無人干預(yù)情況下運(yùn)行。

  PIT系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，包括實(shí)際喂料量、物料配比與水泥強(qiáng)度、顆粒級配與水泥強(qiáng)度、磨頭磨尾壓差與磨內(nèi)通風(fēng)、磨尾溫度與磨內(nèi)噴水、選粉機(jī)轉(zhuǎn)速與風(fēng)量、回粉量大小、提升機(jī)電流、磨內(nèi)填充率（磨音、磨震），綜合考慮實(shí)際工況和外部變量的影響，通過機(jī)理模型，實(shí)現(xiàn)對粉磨系統(tǒng)的自我實(shí)時(shí)優(yōu)化。

  PIT系統(tǒng)可基于系統(tǒng)的優(yōu)化計(jì)算，自我設(shè)定系統(tǒng)喂料量、磨內(nèi)填充率、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、選粉機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、物料配比、顆粒級配等被控變量的控制目標(biāo)，并持續(xù)優(yōu)化。從而在低電耗、低料耗（熟料）的情況下，實(shí)現(xiàn)較高的臺時(shí)產(chǎn)量、穩(wěn)定的水泥質(zhì)量。該系統(tǒng)基本符合我們前面講的智能水泥廠概念。

  2018年05月25日該系統(tǒng)在JL公司的2#水泥磨上投入運(yùn)行，本人專程前往參與并見證了調(diào)試情況。目前該系統(tǒng)尚未調(diào)試結(jié)束，但至05月29日本人離開，已看到了對系統(tǒng)的穩(wěn)定作用，讓我們期待好的結(jié)果。圖02-03、圖02-04、圖02-05，顯示了PiT在線前后幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的運(yùn)行曲線。

圖02-03  PIT在線前后幾個(gè)主要參數(shù)曲線的對比

圖02-04  PIT在線前后喂料量和填充率的曲線對比

  由圖02-03、圖02-04可見，在PIT系統(tǒng)投入運(yùn)行以后，粉磨系統(tǒng)的幾個(gè)主要參數(shù)都趨于更加穩(wěn)定；圖02-05是本人離開后接到的資料，可見PIT在線能使比表面積迅速穩(wěn)定下來。

  雖然，目前還沒有最后的分析總結(jié)，但我們知道，對于水泥生產(chǎn)來講，穩(wěn)定就可減少浪費(fèi)、穩(wěn)定就會產(chǎn)生效益。所謂“領(lǐng)導(dǎo)看效益（只看表皮），內(nèi)行看穩(wěn)定（看透過程）”，在座的都是內(nèi)行，讓我們翹首以待。

  另外，還有些感受需要匯報(bào)給大家：

  （1）智能技術(shù)不是萬能的，是一項(xiàng)好上加好的技術(shù)。沒有可靠的裝備和穩(wěn)定的生產(chǎn)運(yùn)行，智能技術(shù)很難取得效果，因?yàn)樗枰晕覍W(xué)習(xí)，在不正常的環(huán)境下無法自我進(jìn)步。這就像把一個(gè)高材生放到敘利亞去，希望他出幾個(gè)科研成果，只能是妄想；

  （2）人類的智能是最高的，智能技術(shù)不可能超過人類，但能解決人的責(zé)任心和勞累問題，是一項(xiàng)挖潛技術(shù)。幾位德國專家講的很實(shí)在，PIT系統(tǒng)在歐洲的使用效果普遍好于中國，為什么？因?yàn)闅W洲的操作員沒有中國的操作員高度負(fù)責(zé)和吃苦耐勞。