CN103019214B - 水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制方法 - Google Patents

Abstract

水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制方法属于水泥生产领域，其特征在于，是在一个含有电石渣库、矿渣堆场、石英砂尾矿仓、煤矸石仓、粉煤灰仓、脱硫石膏仓以及污泥处理装置在内的各种料仓和堆场的水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制系统中，用中控计算机进行在线监测、自动采集数据、人工控制的在线监测控制方法，在水泥稳定生产的基础上进行工业废弃物的资源综合利用和资源循环处理，而不会带来其他过多的额外能耗和污染物排放，是企业从粗放式管理转变为精细化在线记录作业，满足循环型经济和节约型社会的建设要求。

Description

水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制方法

技术领域

本发明属于水泥生产领域，具体涉及水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制方法。

背景技术

本发明公开了水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制方法，属于水泥生产领域。

水泥行业是我国重要的基础工业之一，2010年我国规模以上水泥企业的总产量超过18.8亿吨，占同期世界水泥产量的50％以上，产量连续二十余年位居世界第一。从生产工艺上来看，2007年我国较为先进的新型干法水泥所占比例达到55％，至2011年底我国新型干法水泥的比例已经接近90％。进入21世纪以来，随着资源、环境问题的日益加剧，大力发展循环经济，走可持续发展的道路在我国已经成为全社会的共识与未来发展的重要战略目标。

目前我国的大型水泥企业、集团已经逐渐走出了基于经验的粗放型阶段，正在向注重高效节能的集约型阶段过渡，将进入全面发展资源循环型、环境友好型的生态型阶段、实现发展模式的根本转变。部分现金的水泥企业在快速发展中，着力转变发展方式，持续强化研发环境友好型和资源循环型技术，逐步向环保都市型工业转型。如今，在经济、社会持续发展的大背景下，我国的大型水泥企业已经由监管部门强制实施环境保护措施而发展为将水泥工业发展定位在与自然环境协调共融的绿色产业。

目前，利用各种工业废料、废渣以及城市生活垃圾等作为原料、燃料制造水泥是生态水泥的重要发展方向之一，既减少了水泥生产过程的资源与能源消耗，亦可以避免废弃物在处置过程的环境影响，是实现水泥行业可持续资源循环型发展的有效途径。

据统计，水泥工业每年综合利用各种固体废渣高达2.3亿吨，其中，石灰石尾矿渣和其它废渣替代原料的使用量约2700万吨；利用粉煤灰和煤矸石替代粘土或混合材的使用量约5960万吨；利用硫酸渣替代铁矿石的使用量约1800万吨；利用高炉矿渣、电石渣、化学石膏等替代原料和石膏的使用量约1.2亿吨。以上合计，共减少各种固体废渣堆存占地16.3万亩，节省石灰石、粘土、天然石膏和铁矿石等矿产资源约5860万吨，节省标煤约480万吨，产生了较好的经济与环境效益。综上所述，大力开展废弃物资源化的相关研究，既可以解决我国工业废弃物在处置过程的土地使用问题，亦可以大量减少自然资源与能源的消耗，是水泥行业可持续发展的重要措施。

目前，已经有一些水泥企业开展了利用水泥窑协同处置工业废弃物，如利用城市污泥、粉煤灰、电石渣、煤矸石、脱硫石膏、矿渣、铁尾矿矿渣、石英砂尾矿渣等替代天然原材料的城市环境共融型技术研发与实践。但是，上述的技术研发与实践，仅停留在单个技术的层面，库存监控和运输方法还停留在传统的粗放式管理层面，缺少精确定量和报警系统，并且没有从水泥生产的整个周期范围内考虑水泥窑炉同时消纳上述多种工业废弃物时，由于运输、仓储、烘干和粉磨等造成的间接环境影响。而且，有的废弃物需要经原料调配站定量给料秤后经过粉磨才能在预热器处投料，有的需要进行处理、烘干后直接在分解炉和回转窑处喷入，这样水泥生产进行资源综合利用时单靠某个处理技术无法对所有废弃物进行有效整合和利用，并且，利用水泥窑炉协同处置多种工业废弃物的行为改变了传统水泥工业的运输和仓储方式，尤其是同时处理若干种废弃物时，需要建立多个料仓和堆场，以适应现代化精细化的资源、能源消耗的在线纪录、库存管理和运输模式。目前，还没有文献及专利涉及这种水泥窑同时协同处置多种工业废弃物的水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制方法。

发明内容

本发明以“在保证水泥稳定生产的基础上进行工业废弃物的资源循环型处理，必须不能带来过多其他额外的资源、能源消耗和污染物排放”为原则，来辨识水泥行业的利用及处理工业废弃物行为，建立多个料仓和堆场，以适应现代化精细化的资源、能源消耗的在线纪录、库存管理和运输模式，据此有效地指导并推进水泥行业的绿色化进程，帮助企业制定有效的降低产品环境负荷的措施，并向政府相关部门提供产品和原材料的资源与环境的精确信息，为进入环境友好型社会提供有力支持，具有环保、节约资源与能源、以及投资及运行成本低廉等优点。本发明旨在帮助水泥厂目前利用工业废弃物替代天然原材料时，从粗放式管理转变为精细化的在线记录作业，精确计量水泥厂综合利用城市污泥、粉煤灰、电石渣、煤矸石、脱硫石膏、矿渣、铁尾矿矿渣、石英砂尾矿渣的生产情况，在水泥厂原有设施和中控计算机上建立了工业废弃物的铁路和汽车运输、烘干粉磨的溯源制度，设有资源循环与综合利用的存储模块，方便企业管理，帮助决策，设有自动提示功能，当出现爆仓或储量低于临界值时，会自动报警，具有环保、节约资源与能源等优点。对水泥窑协同处置工业废弃物进行生产上的严格管理，在不增加企业成本负担和造成其他污染的前提下有效利用多种工业废弃物，提高资源利用综合效率，并且不干扰水泥生产系统的正常运行，符合发展循环经济、建设节约型社会的要求。

本发明特征在于，是一种基于中控计算机在线监测、自动采集数据、人工控制的在线监测控制方法，是在一个包括中控计算机在内的水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制系统中，依次按照以下步骤实现的：

步骤(1)、构建一个受所述中控计算机控制的水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制系统，其中包括在水泥厂区域内建立下述计量化的储存单元即堆场和料仓：电石渣库、铁渣堆场、石英砂尾矿仓、矿渣堆场、煤矸石预均化堆场、粉煤灰仓、脱硫石膏仓以及污泥料仓，其中：

电石渣库，存储用以代替水泥原料石灰石的工业废弃物电石渣M_Ca(OH)2，

铁渣堆场，存储用以代替水泥原料铁粉的工业废弃物铁渣M_Fe，

石英砂尾矿仓，存储用以代替水泥原料砂岩和粘土的工业废弃物石英砂尾矿M_SiO2，

矿渣堆场，存储用以代替水泥掺合料的工业废弃物矿渣M_slag，

煤矸石预均化堆场，存储用以代替水泥燃料燃煤的工业废弃物煤矸石M_gangue，

粉煤灰仓，存储用以代替水泥原料和掺合料工业废弃物粉煤灰M_flyash，

脱硫石膏仓，存储用以代替水泥原料天然石膏的工业废弃物脱硫石膏M_CaSO4，

污泥料仓，存储用以代替水泥原料的含有氯离子及碱金属的城市污泥M_Sludge，

所述计量化是指各种所述储存单元都设有用以计量储存物重量的计量装置，

还设有一个用于处理城市污泥的污泥处理系统，其中包括污泥贮存池、污泥干化车间、湿化水洗涤塔和生物除臭装置、一体化污水处理子系统、干污泥输送装置、污泥换热器、螺旋输送器和干泵，同时设有用以测量处理每吨城市污泥所用电耗的2#电表，以及测量烘干并粉磨每吨电石渣所用电耗的1#电表，

此外，还建有包括卸料点站台、调配站、立磨在内的其他辅助设施；

步骤(2)、中控计算机初始化，设定以下参数：

设定：工业废弃物Mx在水泥厂的存放时间，用Dx表示，Mx＝{M_Ca(OH)2、M_Fe、M_Sludge、M_CaSO4、M_flyash、M_gangue}

根据上述各种工业废弃物的运输难易程度、货源的稳定性、其物理化学性质、易变质程度、由湿料到干料需要晾晒或烘干的时间，以及库内贮存容积、在堆场面积确定和露天存储条件下，设定各工业废弃物存放时间Dx的阈值，单位以天计：

D_x，min≤D_x≤D_x，max

3≤D_Ca(OH)2≤17，

10≤D_Fe≤30，

5≤D_SiO2≤33，

5≤D_flyash≤30，

7≤D_gangue≤33，

2≤D_slag≤40，

3≤D_sludge≤14，

21≤D_CaSO4≤35，

步骤(3)、中控计算机按下式计算出各种工业废弃物Mx的需求量G’x以及G’x的阈值区间，

设定：T＝24小时，G’x为24小时内的需求量，

Dx＝G’x/AvgM’x

其中，AvgM’x为工业废弃物Mx在周期T内的采样间隔δt的平均实际消耗量，单位以t/h计，由下式表示：

AvgM’x＝∑M’xi/n，

采样次数i＝1,2,3,……,n，n≥5，

n＝T/δt，将T时间分成n等份，得到较小的周期t，即在T周期内，每过一段时间t，中控计算机就自动记录一次M’x的值，记为M’xi，i表示记录的次序，共记录n次，∑M’xi为n个M’xi的加和值，

根据D_x，min≤D_x≤D_x，max，求出G’x的阈值区间：

G’_x，min≤G’_x≤G’_x，max，单位为吨，表示为：

T·AvgM’x·D_x，min≤G’_x≤T·AvgM’x·D_x，max

72AvgM’_Ca(OH)2≤G’_Ca(OH)2≤408AvgM’_Ca(OH)2，

240AvgM’_Fe≤G’_Fe≤720AvgM’_Fe，

120AvgM’_SiO2≤G’_SiO2≤792AvgM’_SiO2，

120AvgM’_flyash≤G’_flyash≤720AvgM’_flyash，

168AvgM’_gangue≤G’_gangue≤792AvgM’_gangue，

48AvgM’_slag≤G’_slag≤960AvgM’_slag，

72AvgM’_sludge≤G’_sludge≤336AvgM’_sludge，

504AvgM’_CaSO4≤G’_CaSO4≤840AvgM’_CaSO4，

还设定：水泥窑协同处理电石渣和城市污泥之前，在水泥厂界内对电石渣和城市污泥进行烘干和粉磨处理的电耗阈值分别为E’_Ca(OH)2和E’_sludge，

根据水泥厂的余热利用率和电耗限额标准，规定了处理所需最大电耗，单位以kWh/t计，

E’_Ca(OH)2≤25，

E’_sludge≤5，

步骤(4)、中控计算机实时控制各所述料仓和堆场的库存量，并在实际库存量下降到设定库存容量的10％～30％时，即发出补充库存的指令，具体执行步骤如下：

步骤(4.1)、按以下步骤计算各次工业废弃物Mx的需求量G’x，

步骤(4.1.1)、按所述各个计量装置测得各工业废弃物Mx的实际消耗量M’x，

步骤(4.1.2)、按下式计算出各工业废弃物Mx在周期T内的平均实际消耗量，

AvgM’x＝∑M’xi/n，

步骤(4.1.3)、按照步骤(4.1.2)的结果，得到各工业废弃物Mx的需求量G’x，在阈值区间内取值，并且设G_x为当次工业废弃物x的实际运送量，以汽车衡或轨道衡来计量称重，单位以t计，步骤(4.1.4)、考虑到运输过程和卸货时物料损耗，设定：|G’x－G_x|≤10％，

步骤(4.2)、判断TCx＞TC’x否，及TTx＞TT’x否，其中：

TC’x为设定的汽车运输距离，TCx为实际将要发生的汽车运输距离，TT’x为设定的火车运输距离，TTx为实际将要发生的火车运输距离，

若：TCx＞TC’x，或TTx＞TT’x，

则标记为长距离运输点，同时更换原料采购运输点，并重新执行步骤(4.2)，一直到TCx≤TC’x，及TTx≤TT’x为止，或者人工对比到新更换的原料地的运输是否小于被替换的原料地的运输距离；

TC’_Ca(OH)2≤25，

TC’_SiO2≤35，

TT’_Fe≤250，

TC’_Fe≤25，

TT’_slag≤200，

TC’_slag≤40，

TC’_flyash≤45，

TC’_CaSO4≤45，

TC’_gangue≤60，

TC’_sludge≤50，

从厂外运输来的脱硫石膏，需要入仓前晾晒，直到含水率降到10％以下后，由胶带输送机、斗式提升机送入水泥调配脱硫石膏仓储存，电石渣需要烘干到含水率35％～42％之间，并用1#电表测量烘干、粉磨每吨电石渣的电耗。

本发明的效果是：

(1)精确计量水泥厂各种资源循环和综合利用的情况，在水泥厂原有设施和中控计算机上建立了原料及工业废弃物的铁路和汽车运输、烘干粉磨的溯源制度，解决了上述安装成本较高的问题，具有投资及运行成本低廉的优点。

(2)本水泥生产资源循环综合利用的环境评价与控制系统，与中控计算机相连，设有资源循环与综合利用的存储模块，方便企业管理，帮助决策，设有自动提示功能，当出现爆仓或储量低于临界值时，会自动报警，具有环保、节约资源与能源等优点。

(3)对水泥窑协同处置工业废弃物进行生产上的严格管理，在不增加企业成本负担和造成其他污染的前提下有效利用多种工业废弃物，提高资源利用综合效率，并且不干扰水泥生产系统的正常运行，符合发展循环经济、建设节约型社会的要求。

附图说明

图1为本发明的水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制示意图；

图中：1、电石渣库，2、矿渣库，3、调配站，4、石英砂尾矿仓，5、煤矸石仓，6、粉煤灰仓，7、1#立磨，8、2#立磨，9、污泥处理系统，包括污泥贮存池、污泥干化车间、湿化水洗涤塔和生物除臭装置、一体化污水处理系统、干污泥输送装置、污泥换热器、螺旋输送器和干泵，10、污泥料仓，11、1#电表，12、2#电表，13中控计算机，14石膏仓，15卸料点站台。

图2为本发明的水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制系统图。

具体实施方式

下面根据说明书附图的图1和图2，以及实施例对该发明进一步做出说明。

如图1和图2所示，构建一个受所述中控计算机控制的水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制系统，中控计算机初始化，

实施例中水泥生产线的设计规模是2000t熟料/天，实际产量为2400t熟料/天。

其中包括在水泥厂区域内建立下述计量化的储存单元即堆场和料仓：电石渣库、铁渣堆场、石英砂尾矿仓、矿渣堆场、煤矸石预均化堆场、粉煤灰仓、脱硫石膏仓以及污泥料仓，其中：

电石渣库，存储用以代替水泥原料石灰石的工业废弃物电石渣M_Ca(OH)2，

铁渣堆场，存储用以代替水泥原料铁粉的工业废弃物铁渣M_Fe，

石英砂尾矿仓，存储用以代替水泥原料砂岩和粘土的工业废弃物石英砂尾矿M_SiO2，

矿渣堆场，存储用以代替水泥掺合料的工业废弃物矿渣M_slag，

煤矸石预均化堆场，存储用以代替水泥燃料燃煤的工业废弃物煤矸石M_gangue，

粉煤灰仓，存储用以代替水泥原料和掺合料工业废弃物粉煤灰M_flyash，

脱硫石膏仓，存储用以代替水泥原料天然石膏的工业废弃物脱硫石膏M_CaSO4，

污泥料仓，存储用以代替水泥原料的含有氯离子及碱金属的城市污泥M_Sludge，

所述计量化是指各种所述储存单元都设有用以计量储存物重量的计量装置，

还设有一个用于处理城市污泥的污泥处理系统，其中包括污泥贮存池、污泥干化车间、湿化水洗涤塔和生物除臭装置、一体化污水处理子系统、干污泥输送装置、污泥换热器、螺旋输送器和干泵，同时设有用以测量处理每吨城市污泥所用电耗的2#电表，以及测量烘干并粉磨每吨电石渣所用电耗的1#电表，

此外，还建有包括卸料点站台、调配站、立磨在内的其他辅助设施；

步骤(2)、中控计算机初始化，设定以下参数：

设定：工业废弃物Mx在水泥厂的存放时间，用Dx表示，Mx＝{M_Ca(OH)2、M_Fe、M_Sludge、M_CaSO4、M_flyash、M_gangue}

根据上述各种工业废弃物的运输难易程度、货源的稳定性、其物理化学性质、易变质程度、由湿料到干料需要晾晒或烘干的时间，以及库内贮存容积、在堆场面积确定和露天存储条件下，设定各工业废弃物存放时间Dx的阈值，单位以天计：

D_x，min≤D_x≤D_x，max

3≤D_Ca(OH)2≤17，

10≤D_Fe≤30，

5≤D_SiO2≤33，

5≤D_flyash≤30，

7≤D_gangue≤33，

2≤D_slag≤40，

3≤D_sludge≤14，

21≤D_CaSO4≤35，

步骤(3)、中控计算机按下式计算出各种工业废弃物Mx的需求量G’x以及G’x的阈值区间，

设定：T＝24小时，G’x为24小时内的需求量，

Dx＝G’x/AvgM’x

其中，AvgM’x为工业废弃物x在T周期内的平均实际消耗量，单位以t/h计，由下述公式计算得到：

AvgM’x＝∑M’xi/n，

i＝1,2,3,……,n

n＝T/t，并规定n≥5，

将T时间分成n等份，得到较小的周期t，即在T周期内，每过一段时间t，中控计算机就自动记录一次M’x的值，记为M’xi，i表示记录的次序，共记录n次，∑M’xi为n个M’xi的加和值，

T取值为24小时，t取值为1小时，n＝24，

根据上述各种废弃物的运输难易程度、货源的稳定性、其物理化学性质、易变质程度、由湿料到干料需要晾晒或烘干的时间，以及库内贮存容积、上述各废弃物在水泥厂建立的堆场的面积和露天贮存条件，规定以下存放时间，单位以天计：

3≤D_Ca(OH)2≤17，

10≤D_Fe≤30，

5≤D_SiO2≤33，

5≤D_flyash≤30，

7≤D_gangue≤33，

2≤D_slag≤40，

3≤D_sludge≤14，

21≤D_CaSO4≤35，

将上述目标阈值带入Dx＝G’x/AvgM’x式中，反求出G’x，其中，按照水泥生产一天24h不间断的生产情况计算，将存放时间和水泥窑平均处理废弃物的消耗量的时间单位统一，得到下述G’x的阈值，单位以t计，

72AvgM’_Ca(OH)2≤G’_Ca(OH)2≤408AvgM’_Ca(OH)2，

240AvgM’_Fe≤G’_Fe≤720AvgM’_Fe，

120AvgM’_SiO2≤G’_SiO2≤792AvgM’_SiO2，

120AvgM’_flyash≤G’_flyash≤720AvgM’_flyash，

168AvgM’_gangue≤G’_gangue≤792AvgM’_gangue，

48AvgM’_slag≤G’_slag≤960AvgM’_slag，

72AvgM’_sludge≤G’_sludge≤336AvgM’_sludge，

504AvgM’_CaSO4≤G’_CaSO4≤840AvgM’_CaSO4，

当中控计算机检测到各料仓和堆场的库存下降到库存容量的10％～30％时，即发出指令：补充库存，需求量为G’x，根据水泥厂自有和外包的车组运输队情况，由人工在上述阈值内设定G’x的值并反馈给中控计算机，并且设G_x为当次工业废弃物x的实际运送量，以汽车衡或轨道衡来计量称重，单位以t计，

考虑到运输过程和卸货时的物料损耗、计量误差和实际运输的车辆满载的要求，规定：

|G’x－G_x|≤10％，

并且根据上述各种工业废弃物的运输条件、运输成本和运输方式和替代原材料的节约成本，规定了以下运输距离，单位为km，其中，TC’x为规定的汽车的运输距离，TCx为实际发生的汽车的运输距离，TT’x为规定的火车的运输距离，TTx为实际发生的火车的运输距离，

如果TCx＞TC’x，或TTx＞TT’x，

即发出指令：更换运输点，如果无法更换，则中控计算机标记为长距离运输点，需要人工判断是否更换原料，或是人工对比是否小于被替换原料的运输距离，实际发生的运输距离均由中控计算机按照卫星地图算得，

TC’_Ca(OH)2≤25，

TC’_SiO2≤35，

TT’_Fe≤250，

TC’_Fe≤25，

TT’_slag≤200，

TC’_slag≤40，

TC’_flyash≤45，

TC’_CaSO4≤45，

TC’_gangue≤60，

TC’_sludge≤50，

水泥窑协同处理电石渣和城市污泥之前，需要在水泥厂厂界内对其进行烘干和粉磨的处理，根据水泥厂的余热利用率和电耗限额标准，规定了处理所需最大电耗，单位以kWh/t计，

E’_Ca(OH)2≤25，

E’_sludge≤5，

E’_Ca(OH)2为规定的烘干并粉磨电石渣的最大电耗，其中电石渣的重量烘干前测得，

E’_sludge为规定的处理城市污泥时的最大电耗，其中城市污泥的重量烘干前测得，

在水泥厂区域内建立专门储存电石渣的圆库，简称为电石渣库，电石渣库的库底设有计量称重设备，设M_Ca(OH)2为测得的电石渣消耗量，根据上述实际消耗量平均值的测量方法，测得电石渣消耗量的平均值AvgM_Ca(OH)2为84t/h，则得到6048≤G’_Ca(OH)2≤34272，当需要补充库存时，中控计算机发出指令：考虑到电石渣用量大，易与空气中的二氧化碳反应而变质，因此需要经常运输补充库存，人工设定当次需求量G’_Ca(OH)2为7000t，采用粉罐车从水泥厂外的氯碱化工厂运输电石渣，设TC_Ca(OH)2为电石渣的汽车运输距离，测得值为20km，当次实际运送量以汽车衡来计量，设G_Ca(OH)2为当次电石渣的实际运送量，测得值为7020t，

厂内电石渣采用密封管带机输送，从厂外运输来的电石渣一般含水率在35％～42％之间，经烘干机烘干后进入调配站，其中，烘干机利用窑尾废气作为烘干介质，并采用烘干粉磨一体化的1#立式磨对电石渣进行单独烘干粉磨，最终烘干后水分含量不大于1％，并设立独立的1#电表，测量磨机运转工作时的电耗，设ECa(OH)2为测得的烘干并粉磨电石渣的电耗，测得值为22kWh/t电石渣，其中电石渣的重量烘干前测得，

设立铁尾矿矿渣堆场，简称为铁渣堆场，采用皮带输送机在水泥厂内运送，皮带输送机设有计量称重设备，设M_Fe为测得的铁渣消耗量，根据上述实际消耗量平均值的测量方法，测得铁渣消耗量的平均值AvgM_Fe为4.1t/h，则得到984≤G’_Fe≤2952，当需要补充库存时，中控计算机发出指令：考虑到铁渣不易变质，不需要经常运输补充库存，人工设定当次需求量G’_Fe为2500t，铁渣来源于外省市矿源，先采用铁路运输，再采用重型卡车从铁路车站运入水泥厂内，设TT_Fe为铁渣的铁路运输距离，测得值为180km，设TC_Fe为铁渣的汽车运输距离，测得值为20km，当次实际运送量以轨道衡来计量，设G_Fe为当次铁渣的实际运送量，测得值为2400t，

设立石英砂尾矿仓，仓底设有计量称重设备，设M_SiO2为测得的石英砂尾矿消耗量，根据上述实际消耗量平均值的测量方法，测得石英砂尾矿消耗量的平均值AvgM_SiO2为9.8t/h，则得到1176≤G’_SiO2≤7761.6，当需要补充库存时，中控计算机发出指令：考虑到石英砂尾矿来源于当地矿区，供货稳定，人工设定当次需求量G’_SiO2为5000t，采用重型卡车运入厂内，设TC_SiO2为石英砂尾矿的汽车运输距离，测得值为30km计，运送量以汽车衡来计量，设G_SiO2为当次石英砂尾矿的实际运送量，测得值为4500t，

设立矿渣堆场，建立矿渣库，库底设有计量称重设备，设M_slag为测得的矿渣消耗量，根据上述实际消耗量平均值的测量方法，测得矿渣消耗量的平均值AvgM_slag为13.9t/h，则得到667.2≤G’_slag≤13344，当需要补充库存时，中控计算机发出指令：考虑到矿渣来源于外地钢厂，路途较远不确定性较大，但矿渣容易保存，人工设定当次需求量G’_slag为10000t，先采用铁路运输，再采用重型卡车从铁路车站运入水泥厂内，设TT_slag为矿渣的铁路运输距离，测得值为180km计，设TC_slag为矿渣的汽车运输距离，测得值为20km计，运送量以轨道衡来计量，设G_slag为当次矿渣实际运送量，测得值为10000t，

设立煤矸石预均化堆场，采用皮带输送机在水泥厂内运送，由胶带机送入煤矸石粉制备系统的煤矸石仓，仓底设有计量称重设备，煤矸石经过螺旋闸门进入2#立磨，通过给料机变频调速控制入磨量，设M_gangue为测得的煤矸石消耗量，根据上述实际消耗量平均值的测量方法，测得煤矸石消耗量的平均值AvgM_gangue为10t/h，则得到1680≤G’_gangue≤7920，当需要补充库存时，中控计算机发出指令：考虑到煤矸石来源于当地煤矿，运输方便，并且长期堆积容易产生自燃等险情，人工设定当次需求量G’_gangue为2000t，由汽车运输进厂，设TC_gangue为煤矸石的汽车运输距离，单位以km计，运送量以汽车衡来计量，设G_gangue为当次煤矸石实际运送量，测得值为2030t，

设立粉煤灰仓，仓底设有计量称重设备，设M_flyash为测得的煤矸石消耗量，根据上述实际消耗量平均值的测量方法，测得粉煤灰消耗量的平均值AvgM_flyash为3.2t/h，则得到384≤G’_flyash≤2304，当需要补充库存时，中控计算机发出指令：考虑到粉煤灰来源于当地电厂，供货稳定，可一月运输一次，人工设定当次需求量G’_flyash为2300t，由汽车运输进厂，设TC_flyash为粉煤灰的汽车运输距离，测得值为45km计，运送量以轨道衡来计量，设G_flyash为当次粉煤灰实际运送量，测得值为2310t，由汽车自备的卸车系统由管道送入调配站粉煤灰仓中，

建立污泥处理系统，包括污泥贮存池、污泥干化车间、湿化水洗涤塔和生物除臭装置、一体化污水处理系统、干污泥输送装置、污泥换热器、螺旋输送器和干泵，污泥由泵送装置直接喷入分解炉，对上述装置和设备设立2#电表，设E_sludge为测量到的处理污泥时所用电耗，测得值为1.4kWh/t污泥，其中污泥的重量烘干前测得，

采用螺旋输送器和干泵将湿污泥输送至储池下方的污泥料仓内，在料仓内设有计量称重装置，设M_sludge为测得的城市污泥消耗量，根据上述实际消耗量平均值的测量方法，测得城市污泥消耗量的平均值AvgM_sludge为2.5t/h，则得到180≤G’_sludge≤840，当需要补充库存时，中控计算机发出指令：考虑到城市污泥臭味较大，不易长期贮存，可每日运输，人工设定当次需求量G’_sludge为200t，运输采用自卸车，以含水率为80％的新鲜泥饼形态从污水处理厂运至水泥厂，设TC_sludge为城市污泥的运输距离，测得值为45km计，运送量以汽车衡计量，设G_sludge为当次城市污泥的实际运送量，测得值为200t，

设立脱硫石膏仓，仓底设有计量称重设备，设M_CaSO4为测得的脱硫石膏消耗量，根据上述实际消耗量平均值的测量方法，测得脱硫石膏消耗量的平均值AvgM_CaSO4为6.9t/h，则得到3477.6≤G’_CaSO4≤5796，当需要补充库存时，中控计算机发出指令：考虑到脱硫石膏易受潮，并且来源于当地电厂，与粉煤灰的供应电厂相同，可避开运输粉煤灰的高峰期，选择其他时间进行运输，人工设定当次需求量G’_CaSO4为4000t，由汽车运输进厂，设TC_CaSO4为脱硫石膏的汽车运输距离，测得值为45km计，运送量以汽车衡来计量，设G_CaSO4为当次脱硫石膏实际运送量，测得值为3800t，脱硫石膏经破碎后检测脱硫石膏的含水率，设W_CaSO4为脱硫石膏的含水率，当W_CaSO4≥10％时，中控计算机发出指令：入仓前晾晒，晾晒后由胶带输送机、斗式提升机送入水泥调配脱硫石膏仓储存，

上述运输距离均由中控计算机连接网络卫星地图算得，所有运输的物料均在卸料点站台全由中控计算机进行登记保存，所有车次、运送量和货源信息均输入中控计算机的资源循环与综合利用的存储模块进行保存，以便溯源查找，

将上述值输入中控计算机的资源循环与综合利用的存储模块进行保存，保存时同时记录时间，更新时不覆盖原有值，其中，电石渣代替石灰石，铁渣代替铁粉、城市污泥、石英砂尾矿、粉煤灰代替砂岩，炉渣、粉煤灰还可作为混合材，脱硫石膏代替天然石膏。

Claims (2)

1.水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制方法，其特征在于，是一种基于中控计算机在线监测、自动采集数据、人工控制的在线监测控制方法，是在一个包括中控计算机在内的水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制系统中，依次按照以下步骤实现的：

步骤(1)、构建一个受所述中控计算机控制的水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制系统，其中包括在水泥厂区域内建立下述计量化的储存单元即堆场和料仓：电石渣库、铁渣堆场、石英砂尾矿仓、矿渣堆场、煤矸石预均化堆场、粉煤灰仓、脱硫石膏仓以及污泥料仓，其中：

电石渣库，存储用以代替水泥原料石灰石的工业废弃物电石渣M_Ca(OH)2，

铁渣堆场，存储用以代替水泥原料铁粉的工业废弃物铁渣M_Fe，

石英砂尾矿仓，存储用以代替水泥原料砂岩和粘土的工业废弃物石英砂尾矿M_SiO2，

矿渣堆场，存储用以代替水泥掺合料的工业废弃物矿渣M_slag，

煤矸石预均化堆场，存储用以代替水泥燃料燃煤的工业废弃物煤矸石M_gangue，

粉煤灰仓，存储用以代替水泥原料和掺合料工业废弃物粉煤灰M_flyash，

脱硫石膏仓，存储用以代替水泥原料天然石膏的工业废弃物脱硫石膏M_CaSO4，

污泥料仓，存储用以代替水泥原料的含有氯离子及碱金属的城市污泥M_Sludge，

所述计量化是指各种所述储存单元都设有用以计量储存物重量的计量装置，

还设有一个用于处理城市污泥的污泥处理系统，其中包括污泥贮存池、污泥干化车间、湿化水洗涤塔和生物除臭装置、一体化污水处理子系统、干污泥输送装置、污泥换热器、螺旋输送器和干泵，同时设有用以测量处理每吨城市污泥所用电耗的2#电表，以及测量烘干并粉磨每吨电石渣和城市污泥所用电耗的1#电表，

此外，还建有包括卸料点站台、调配站、立磨在内的其他辅助设施；

步骤(2)、中控计算机初始化，设定以下参数：

设定：工业废弃物Mx在水泥厂的存放时间，用Dx表示，Mx＝{M_Ca(OH)2、M_Fe、M_Sludge、M_CaSO4、M_flyash、M_gangue}

设定：在堆场面积确定和露天存储条件下，各工业废弃物存放时间Dx的阈值，

D_x，min≤D_x≤D_x，max，D_x，min和D_x，max为设定值，

步骤(3)、中控计算机按下式计算出各种工业废弃物Mx的需求量G’x以及G’x的阈值区间，

设定：T＝24小时，G’x为24小时内的需求量，

Dx＝G’x/AvgM’x

其中，AvgM’x为工业废弃物Mx在周期T内各采样间隔δt的平均实际消耗量，单位以t/h计，由下式表示：

AvgM’x＝∑M’xi/n，

采样次数i＝1,2,3,……,n，n≥5，

n＝T/δt，

根据D_x，min≤D_x≤D_x，max，求出G’x的阈值区间：

G’_x，min≤G’_x≤G’_x，max，单位为吨，表示为：

T·AvgM’x·D_x，min≤G’_x≤T·AvgM’x·D_x，max

还设定：水泥窑协同处理电石渣和城市污泥之前，在水泥厂界内对电石渣和城市污泥进行烘干和粉磨处理的1#电表电耗阈值分别为E’_Ca(OH)2和E’_sludge，

步骤(4)、中控计算机实时控制各所述料仓和堆场的库存量，并在实际库存量下降到设定库存容量的10％～30％时，即发出补充库存的指令，具体执行步骤如下：

步骤(4.1)、按以下步骤计算各次工业废弃物Mx的需求量G’x，

步骤(4.1.1)、按所述各个计量装置测得各工业废弃物Mx的实际消耗量M’x，

步骤(4.1.2)、按下式计算出各工业废弃物Mx在周期T内各采样间隔δt的平均实际消耗量，

AvgM’x＝∑M’xi/n，

步骤(4.1.3)、按照步骤(4.1.2)的结果，得到各工业废弃物Mx的需求量G’x，在阈值区间内取值，以汽车衡或轨道衡来计量称重当次工业废弃物x的实际运送量G_x，步骤(4.1.4)、考虑到运输过程和卸货时物料损耗，设定：|∑G’x－G_x|≤10％，步骤(4.2)、判断TCx＞TC’x否，及TTx＞TT’x否，其中：

TC’x为设定的汽车运输距离，TCx为实际将要发生的汽车运输距离，TT’x为设定的火车运输距离，TTx为实际将要发生的火车运输距离，

若：TCx＞TC’x，或TTx＞TT’x，

则标记为长距离运输点，同时更换原料采购运输点，并重新执行步骤(4.2)，一直到TCx≤TC’x，及TTx≤TT’x为止，或者人工对比找到新更换的原料地的运输是否小于被替换的原料地的运输距离，为止。

2.根据权利要求1所述水泥生产资源综合利用的仓储量化与运输控制方法，其特征在于，从厂外运输来的脱硫石膏，需要入仓前晾晒，直到含水率降到10％以下后，由胶带输送机、斗式提升机送入水泥调配脱硫石膏仓储存，电石渣需要烘干到含水率35％～42％之间，并用1#电表测量烘干、粉磨每吨电石渣的电耗。