水泥生料質量控制正向自動化和智能化方向發展，好多在線控制系統已用于水泥生料質量控制當中。就目前而言，多數企業還是靠人工根據經驗來調整生料目標值，具有一定的盲目性，也存在調整滯后的缺陷。如何準確和快速實現水泥生料目標值的調整，是企業技術人員共同關心的問題。
1 影響生料目標值調整準確度的因素
每個水泥企業都有一個合適的熟料三率值控制范圍，熟料三率值是最終控制目標，生料三率值則是過程控制目標，當生料與熟料之間的對應關系發生改變或更換生產用煤后都需要調整生料的目標值。
目前，由于缺少一種實用和有效的生料目標值調整計算方法，企業技術人員通常是根據有關數據來簡單計算一下或干脆估計一個生料目標值。影響生料目標值計算準確度的因素主要有以下 幾個方面：（1）煤發熱量的測量誤差；（2）灰分的測量誤差；（3）煤粉計量設備的誤差；（4）生料和熟料檢驗數據的誤差；（5）收塵料帶入成分的影響（出磨生料取樣點大多避開了收塵料，煤粉中也含有少量的收塵料，因此，收塵料帶入成分的影響是客觀存在的）；（6）熟料熱耗的估計不準；（7）生料燒失量的波動或估計不準。前五個方面是系統因素，后兩個方面是不確定因素，都影響生料目標值計算的準確度。
正常生產時，用出磨生料化學成分和生產用煤有關數據，計算出的熟料化學成分和熟料的檢驗數據并不相符，這就是許多系統誤差存在造成的。所以，理論上計算出的數據并不實用，必須利用生產中的對應關系，去解決生產中的實際問題。
2 生料標準成分計算
2.1 熟料平均成分
熟料平均成分是指統計時間內，檢驗儀器測定的熟料化學成分的平均值。
2.2 生料平均成分
生料平均成分是指生料煅燒成熟料后，在時間上和熟料平均成分相對應的一段時間內的出磨生料化學成分的平均值。
2.3 熟料標準成分
用熟料三率值的目標值和熟料平均成分的SO3和總和M（SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO之和）值計算出的熟料化學成分，稱為熟料標準成分。
熟料標準成分按下式計算：
2.4 生料標準成分
不改變生料平均成分的燒失量和熟料熱耗，符合實際生產中的對應關系，恰好能使熟料三率值達到目標值要求的生料成分，稱為生料標準成分。
生料標準成分不表示它的數據十分準確，實際生產控制中，生料成分的真實值到底是多少并不重要，如何使熟料三率值符合目標值要求才是真正目的。日常檢驗管理中，要加強熟料儀器檢驗數據和手工分析的對比，一旦產生誤差將影響熟料的物理性能。
2.5 生料標準成分計算
熟料成分由灼燒基生料帶入成分、煤灰帶入成分、收塵料帶入成分組成，存在下列關系：
（熟料平均成分）＝（生料平均成分）×K＋（煤灰帶入成分）＋（收塵料帶入成分）
（熟料標準成分）＝（生料標準成分）×K＋（煤灰帶入成分）＋（收塵料帶入成分）
熟料標準成分和生料標準成分是一定生產工藝條件下的理想成分，和平均成分相比較并無很大差別，為計算方便，假設生料燒失量和熟料熱耗不變，兩式中的K值、煤灰帶入成分以及收塵料帶入成分相同，則熟料成分與灼燒基生料帶入成分（生料成分與K值的乘積）之差基本不變，下列關系成立：
（熟料平均成分）－（生料平均成分）×K＝（熟料標準成分）－（生料標準成分）×K整理后得：
（生料標準成分）＝（生料平均成分）＋[（熟料標準成分）－（熟料平均成分）]÷K其中：K＝（1－q÷Qnet，ad×Aad×0.01）×100÷（100－Loss）
式中：q—熟料熱耗，kJ/kg；
Qnet，ad—煤的空氣干燥基發熱量，kJ/kg；
Aad—煤的空氣干燥基灰分（%）；
Loss—生料平均成分的燒失量（%）。
熟料熱耗可以估計一個值，生料燒失量用一定時間內的綜合樣測定一個數據，如果生料MgO和生料KH（目標值）變化不大，不必重新測定生料燒失量，生料燒失量的波動對生料標準成分計算結果影響不大。用上面的公式計算出生料標準成分的SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO含量，再計算出生料標準成分的三率值。
2.6 不確定因素對生料標準成分計算的影響
實際生產中，熟料熱耗無法準確估計，生料燒失量經常波動，也無法快速準確提供，因此，熟料熱耗和生料燒失量都是不確定因素。
表1是熟料的平均成分和以熟料目標值為基準計算出的熟料標準成分及率值，熟料目標值為：KH＝0.900；SM＝2.75；IM＝1.50。
假設熟料熱耗q＝3 400kJ/kg；生料燒失量Loss＝35.50；表2是用不同的熟料熱耗和生料燒失量，以熟料標準成分為基準，用生料平均成分和熟料平均成分計算出的三個生料標準成分。表中的生料標準成分②、生料標準成分③和生料標準成分①對比，數據差別不大，表明熟料熱耗q變化300kJ/kg和生料燒失量Loss變化2.00時，對生料標準成分三率值的計算結果影響很小，可以忽略不計。
2.7 煤空氣干燥基發熱量及空氣干燥基灰分波動對生料標準成分計算的影響
在計算生料標準成分時用不到煤灰化學成分，因此煤灰化學成分是否發生變化并不重要，而在K值計算時要用到煤空氣干燥基發熱量Qnet，ad及空氣干燥基灰分Aad，這兩個數據是分析室測得的，有一定的分析誤差，生產中也有可能產生波動。表3是用不同Qnet，ad和Aad以及上面的有關數據計算出的兩個生料標準成分，表中生料標準成分④、生料標準成分⑤和表2的生料標準成分 ①對比，數據差別不大，表明Qnet，ad及Aad波動，對生料標準成分的計算結果影響很小。
3 生料標準成分控制法
生料標準成分控制法就是在不更換生產用煤的情況下，以生料標準成分為目標值的控制方法。生產控制過程中，每產生一個熟料檢驗數據，就會對應一個新的平均成分，因此生料標準成分是不斷變化的，該法可實現水泥生料質量的自動化控制。在標準成分控制過程中，應注意以下幾個問題：
（1）熒光室有時要進行儀器化學偏差調整，當調整熟料化學偏差后，要及時對標準成分進行修正，即采用調整化學偏差后的一個熟料樣品的檢驗數據進行標準成分計算。
（2）正常時熟料平均成分取值不得小于兩個樣品的檢驗數據，生料可多取幾個小時的樣品檢驗數據，并且在取值時間上和熟料相對應。熟料成分取值時間長，反應遲鈍；取值時間短，靈敏度太高，檢驗數據稍有誤差會起誤導作用。
（3）要正確判斷儀器檢驗數據和手工分析數據的合理性（見《中國水泥》2013年第11期“水泥生料檢驗數據的判斷和修正方法”一文），不要盲目調整儀器的化學偏差，否則會打亂生料與熟料之間的對應關系。
（4）最好和生熟料檢驗數據存儲與判斷系統、原料配比調整計算系統、待用石灰石原料配比預測系統結合在一起，實現自動化和智能化控制。不更換生產用煤，就按生料標準成分進行控制，更換生產用煤，則按指定成分（待用煤的生料目標值）進行控制，待用煤使用一定時間后，有了2～4個待用煤煅燒的熟料檢驗數據后再按生料標準成分進行控制。
4 待用煤生料目標值調整
更換生產用煤后，由于煤的有關數據全部發生變化，引起熟料中煤灰帶入成分發生變化，必須根據煤粉及生料粉的庫存量，提前調整出磨生料的目標值，否則熟料三率值會偏離目標值要求。
4.1 待用煤生料目標值計算方法
熟料成分由煤灰帶入成分、灼燒基生料帶入成分及收塵料帶入成分三部分組成，當生產工藝穩定時，收塵料帶入成分基本不變，如果熟料成分不變，則熟料中煤灰帶入成分和灼燒基生料帶入成分之和基本不變。當熟料三率值一定時，如不計熟料SO3和MgO以及其它微量元素的波動，熟料成分是一個定值，煤灰帶入成分變化，灼燒基生料帶入成分則向相反的方向變化，生料三率值也隨之改變，在用煤和待用煤之間存在下列關系：
（在用煤熟料成分）=（在用煤煤灰帶入成分）＋（在用煤灼燒基生料帶入成分）＋（收塵料帶入成分）
（ 待用煤熟料成分）=（待用煤煤灰帶入成分）＋（待用煤灼燒基生料帶入成分）＋（收塵料帶入成分）
兩式中的熟料成分及收塵料帶入成分相同，因此有下列關系：
（待用煤灼燒基生料帶入成分）=（在用煤煤灰帶入成分）＋（在用煤灼燒基生料帶入成分）-（待用煤煤灰帶入成分）
在用煤灼燒基生料帶入成分用在用煤生料標準成分計算，在上式中求出待用煤灼燒基生料帶入的SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO，用這四個數據直接計算出灼燒基生料的三率值，即為待用煤生料的目標值。
4.2 不確定因素對待用煤生料目標值計算的影響
在用煤數據和待用煤數據，都是同一個實驗室測定的，是一個固定的系統誤差，不影響待用煤生料目標值計算，不確定因素還是熟料熱耗和生料燒失量。在用煤和待用煤的有關數據見表4，在用煤的生料標準成分見表2，表5是用不同的生料燒失量和熟料熱耗計算出的三個待用煤生料三率值，表中待用煤生料三率值②、待用煤生料三率值③和待用煤生料三率值①對比數據差別不大，表明熟料熱耗變化150kJ/kg，生料燒失量變化1.00，對待用煤生料三率值計算結果影響很小。
5 結束語
水泥生料標準成分控制法是自動化控制的基礎，在標準成分計算過程中，充分利用了實際生產中的對應關系，消除了化學分析、過程檢驗及生產中可能存在的系統誤差，對不確定因素進行單獨分析，計算準確度高較高。采用標準成分控制法，可跟蹤檢驗數據的變化情況，實現生料目標值的及時調整，提高自動化程度。
浙公網安備
33010802003693號