1、1水泥混拌装置技术改造摘要：针对我公司原水泥混拌装置设计布局不合理、操作控制繁琐、自动化程度低等问题，笔者通过积极探索与实践，采取修理、改造与更新相结合的方式，对原水泥混拌装置进行了现代化技术改造。现场试验及使用结果表明，改造后的水泥混拌装置大大提高了固井水泥的混拌质量和效率，并改善了现场混拌作业环境，减少了水泥粉尘污染，确保了混拌作业的安全性。 关键词：水泥混拌装置系统设备技术改造 Abstract: according to my company the original cement mixed mixing device design layout is not reasonable,
2、 operation control, low degree of automation, complicated issues, the author through active exploration and practice, take to repair, renovation and update a combination of, on the original cement mixed mixing device for modern technological transformation. Field test and application results show th
3、at the modified cement mixed mixing device greatly improves the cementing cement mixed mixing quality and efficiency, and improve the site mixed with the working environment, reduces the cement dust pollution, ensure the safety of mixed with homework. Key words: cement mixing device system equipment
4、 technical 2reform 中图分类号：TU642+.2 文献标识码：A 1 概述 我公司水泥混拌中心现用的水泥混拌装置首次建成于 1994 年，2003年进行了一次改造，改造后至今又运行八九年了。限于当时的设计制造水平，混拌装置存在着设计布局不合理、操作控制繁琐、自动化程度低等问题。加之装置使用多年，设备严重老化，混拌效率大大降低，混拌质量很难满足新型水泥浆体系的要求，而且混拌现场粉尘污染极大。 为了提高水泥混拌装置的混拌质量和混拌效率，改善现场混拌作业环境，减少水泥粉尘污染，提高混拌作业的安全性，混拌出现代固井工艺所需的成品油井水泥，我们通过积极探索与实践，采取修理、改造与更新相
5、结合的方式，对能利用的设备尽量改造使用，对完全不能满足混拌生产或可能产生质量和生产事故隐患的设备设施进行更换，尽量提高现有设备的应用，以降低装置改造费用。 2 原水泥混拌装置存在的主要问题 设备和工艺流程落后，满足不了生产需求。气管线、灰管线、电气控制线路已严重老化或锈蚀。 除尘系统设计落后（由一个缓冲罐和一个旧式脉冲布袋集尘方罐组成） ，集尘罐的杂灰无法在全封闭的情况下清除，必须依靠人工清理，维护难度大，不仅增加了工人的劳动强度，而且现场水泥粉尘污染较大，3作业环境十分恶劣，对工人的身体伤害极大。 混拌罐容量太小，包括初混罐、批混罐、再混罐，单罐最大混拌能力只有 8 吨，最小只有 2.5 吨
6、，只得通过增加混拌批次和时间，来提高水泥混拌质量，但对于低密度固井水泥则会造成减轻材料损失较大，进入成品罐的水泥容易分层，影响水泥的混拌质量，而且能源消耗较大。 远程仪表等传感元件超期工作，性能很不稳定，而且不能就地控制与显示，一次仪表更换和传输数据线老化，造成二次仪表显示数据误差较大。 原料罐和成品罐储存能力不足。原料罐仅有 3 个，每个储存 60 吨，混拌中心现在使用的就有 4 种水泥品种和一种粉煤灰，原料罐储存水泥的能力明显不足；成品罐数量只有 6 个，每个储存 60 吨，储存成品水泥的能力偏低 。 现有三个原料罐已无法满足生产任务的需要，也不便于混拌水泥的原料储备。 计量装置数量严重不
7、足，所有进入储存罐和原料罐的散装灰和破袋水泥都要经过唯一的计量转送罐称重计量。如果该罐出了问题，将会造成整个进灰、倒灰工作的瘫痪，直接影响正常的混拌作业。原料罐和成品罐没有计量装置，装灰只能凭时间和经验，给混灰和装灰增加了难度。储存罐的水泥倒到原料罐必须经过计量转送罐才能到达原料罐，输送距离远，倒灰困难，罐与罐之间的互倒性较差，作业效率较低，能源浪费较大。 4加外掺料所用地藏罐离混拌罐太远等，连接东西两侧的罐群管线仅有一条，距离远，走料慢，极易造成轻物质的损失。 3 改造方法 通过分析原水泥混拌装置存在的不足，并利用现代水泥混拌装置设计的先进经验，采取修理、改造与更新相结合的方式，在不影响生产
8、运行的情况下，对原水泥混拌装置进行如下技术改造，以提高固井水泥的混拌质量和效率，改善现场混拌作业环境，减少水泥粉尘污染，确保混拌作业的安全性。 除尘系统的改造 淘汰两台老坏的布袋除尘器，更换成两台新式振动布袋除尘器，并增加一条集尘输灰管线，将除尘器的杂灰直接输送到指定罐内。该振动除尘器采用离心分离、布袋过滤、脉冲反吹多项措施进行除尘，除尘效率可达到 90%以上。除尘器装有流化装置，可在全封闭条件下回收处理收集的散料（杂灰） ，输送到指定罐内，彻底解决水泥混拌作业过程中的粉尘污染问题，净化现场混拌作业环境。 原料罐的改造 将替换下来的两只集尘缓冲罐（60 吨）移到南区原料罐旁，对罐的气化装置、进
9、出口管线进行改造，将其并入原料罐流程，使其成为原料罐，原计量罐也改作原料罐使用，以增加原料罐的存储能力。 混拌罐的改造 淘汰当前的混拌罐，增加两个 30 吨的混拌罐，作为批混罐和再混罐5使用，将原来的 15 吨批混罐作为初混罐使用，原初混罐改作计量罐用，更换混拌系统的全部流程、阀门阀件和称重系统等，这样就能大大提高单罐的混拌能力，提高水泥混拌质量，节约混灰时间，提高混拌效率。 成品罐的改造 在现有成品罐的南面增加两到三个 50 方的成品储存罐，使其与原有成品储存罐线相连接，以增加成品水泥的储存量。 破袋加药（料）装置的改造 将原有的加外掺料用地藏罐罐口进料阀门由手动改为电控气动，更换振动筛，改
10、造吸尘装置，检修地藏罐气化床及连接管线，增加管道助吹。 在南罐区原料罐的后面挖一个地坑，将原来的再混罐改造成地藏罐，地藏罐上面加装振动筛和破袋装置，并在振动筛上部安装吸尘烟罩，吸尘烟罩与南罐区的除尘器相连，由振动筛给料产生的扬尘在引风机的抽吸作用下上经过负压吸尘烟罩和除尘管道进入振动除尘器进行净化处理，达到室外气体排放标准。 管汇流程的改造 增设一条由储存罐区到成品罐区（北罐区到南罐区）的输灰管线，这样就可使北罐区的水泥输送到南罐区的距离缩短一半，真正实现水泥储存罐和成品罐的互倒，并且减轻北罐区计量罐的工作频率。考虑到输送距离远，阻力大的情况，流程全部采用硬连接，并加装 4-5 个输料助力器，
11、在管路堵塞后能够方便扫通，以保证输料作业的正常进行。 对现用的输灰管线、排空管线、主气管线及阀门等进行改造或更6换，保证气、灰的输送，并做到相同物料散料罐之间通过系统流程可以自由倒罐，为日常生产提供便利。 为消除管汇应力以及安装拆卸方便，在管汇适当位置加入柔性连接管，便于设备或管线的安装拆卸。合理设置管汇支架，使管汇架设稳固，维修方便，支管与主管连接采用耐压软管。各进出口使用快换接头，在管线的适当位置加装助吹及扫灰管线，一旦发生管路堵塞，可以通过扫线扫通。易堵塞部位可采用卡箍连接，能快速拆卸。在地藏罐的出灰管道上安装杂物捕捉器，以过滤杂物。在混拌区管道上增加(3 只)管道混合器。排空管线上预留
12、接口用来连接下灰车放空管线。 成品罐除了配置集中出灰口以外，每个成品罐还配有单独的出灰口，以方便水泥的出库和重新混拌。 所有输灰管线喷涂灰色，气路系统喷涂红色，放空管线喷涂黄色。 称重系统的改造 将北罐区的计量转送罐更换为一个 30 方的下灰罐，并加装新式电子称重设备，以提高倒灰速度和计量精度。更换下来的计量罐移到南罐区原料罐的南面，改造成原料罐以提高原料罐的储存能力。 将南罐区已有的五个原料罐和六个成品罐加装电子称重设备，保证输灰、装灰的准确性，提高水泥混拌质量、节省混灰装灰时间，提高工作效率，降低劳动强度，便于水泥的计量管理和设备维修。 电气控制系统的改造 流程改造后，由于增加了控制元器件
13、，现有控制台必须进行改造。原控制系统中已损坏失效或老化的仪表元件和电气控制元件、线路根据7需要进行更换，将原控制台需要控制或显示的东西与新增加的控制或显示结合起来，重新制作控制台面板，做到集中控制显示，使所有散料罐数据（压力、物料容量）都可在控制台上进行集中显示。控制台上的电控气开关可控制所有电控气动阀门， 原料罐的进气阀门和出灰阀门安装气动阀门，混合系统上均为气动阀门，成品罐的进灰口和放空口安装气动蝶阀，其它阀门均为手动，这样可实现配料、混拌、输灰过程控制室手动控制和计算机自动控制。气动蝶阀配双作用气动执行器和限位开关。气路中采用日本 SMC 的快插接头及管线，并作有明显标识，使此管路的安装
14、、拆卸更为简单。 灰罐的检修和除锈防腐喷漆 原用的灰罐气化床部分已有损坏，需要检修或直接改造成免焊接的快装气化床。对所有需要使用的灰罐罐体进行除锈防腐处理，并喷涂上与新增罐颜色相同的漆，以保护罐体，同时达到标准美观统一的目的。 以上所有罐体防锈采用喷砂除锈达到 Sa2.5 以上。表面喷二度底漆和二度面漆，面漆颜色：灰罐和输灰管线喷漆颜色为灰色，气路系统为红色，放空管线为黄色。 4 改造效果 改造后的混拌装置和工艺流程达到国内先进水平，流程工艺完整，具备密度差距较大的 2-4 种粉状物料同时混拌的能力，更适应于密度差较大的外掺料水泥混拌，使计划外或小批量、多品种外加剂能方便的参加混拌。混拌均匀度
15、得到大大提高，一次取样合格率达到 99%，能更好的实现固井工艺对混拌质量的要求，满足固井生产的需要。 8改造后，装置工艺流程更加合理，能大大减小对管道、设备的磨损，罐与罐之间的互倒性也得到增强，整个罐区能实现互通，有利于发挥装置混灰输灰效能。改造后混拌装置混拌速度能达到 20 吨/小时，每个工作日平均混拌 5 小时，年混拌能力可达 25000 吨，混拌质量和混拌效率与过去相比提高了一倍，设备能耗降低了 30%左右。 改造后装置的计量精度和自动化程度也得到明显提高，粉尘污染得到有效控制，现场混拌作业环境得到大大改善，水泥粉尘污染降到最低，操作人员劳动强度也大大减小，满足了安全、环保和质量管理的要
16、求，给固井生产提供了有力保障。 5 经济效益分析 通过修理改造与更新相结合的方式，大幅提升了混拌中心水泥混拌装置的技术性能，也提高了水泥混拌装置的安全性和可靠性。建造一套同等规模的水泥混拌装置至少需要 700 万元,而对现有水泥混拌装置进行技术改造仅用 172 万元。直接节约投资 500 多万。此外，改造后的混拌装置投产后，混一吨水泥大约能节约 0.3 度电，该装置一年可混 25000吨水泥，仅此一项一年可节约电费 0.4 万元左右，另外每年还可减少设备维护费用至少 15 万元。如同时考虑因装置使用寿命延长而创造的经济效益，以及节约的时间、人工成本，以及水泥粉尘污染对人体的健康伤害所产生的医疗费用，那该混拌装置改造的经济效益则更为可观。 6 结束语 通过现代化技术改造，使陈旧老化、濒临淘汰的水泥混拌装置又起死回生，适应了固井工艺发展的需要，不仅延长了设备的使用寿命，而9且解决了生产燃眉之急，收到了投资少、见效快的效果，节省了大量投资成本，同时还创造了巨大的的经济效益，为企业的持续稳健发展发挥了重要作用。 作者简介：吴广福，男，生于 1981 年 10 月 1 日，2005 年 6 月毕业于长江大学机械工程学院机械设计制造及其自动化专业，渤海钻探工程有限公司第一固井分公司机械工程师，现在公司设备管理科主要从事固井设备的技术与管理工作。
