Основы методологии реинжиниринга техпроцесса переработки сырьевых компонентов при производстве цемента и силикатных изделий

Abstract

Процесс помола характеризуется высокой энергоемкостью и низкой производительностью. Эффективность шаровых мельниц, применяемых в настоящее время для помола, достаточно низкая. Только 3–6 % подаваемой электроэнергии идет на измельчение материала. Остальная часть в форме теплоты, вибрации и шума теряется. Проблема снижения энергозатрат на помол весьма актуальна. Повышение эффективности и качества технологического процесса измельчения сырьевых компонентов при производстве строительных материалов с целью снижения энергоемкости помола является одной из приоритетных задач энерго- и ресурсосбережения в строительной отрасли. Для уже существующих производств повышение эффективности измельчения целесообразно проводить путем модернизации имеющегося на предприятии оборудования и существующих технологических, управленческих и других процессов, связанных с помолом минерального сырья. Чтобы снизить энергоемкость измельчения, необходимо выполнить комплексный реинжиниринг технологического процесса измельчения различных материалов, основанный на использовании новых модификаций мелющих тел, физических и химических интенсификаторов помола, современных информационных технологий и средств промышленной автоматики. Применение современных информационных технологий и средств промышленной автоматики позволяет вести процесс измельчения с производительностью, максимально достижимой для существующих мощностей за счет автоматического управления и учета непрерывных изменений технологических параметров. Кроме того, это дает возможность управлять процессом в реальном времени путем оперативной перестройки режимов технологического оборудования. В статье рассмотрен подход к разработке методологии реинжиниринга технологического процесса измельчения сырьевых компонентов при производстве стройматериалов. Изложено современное состояние техпроцесса помола. Отмечена необходимость совершенствования технологического оборудования, используемого при измельчении сырьевых компонентов с целью повышения эффективности и качества, энерго- и ресурсосбережения. Показана возможность использования различных интенсификаторов помола, позволяющих повысить производительность измельчения. Рассмотрена концепция автоматизации системы управления процессом измельчения минерального сырья. Предложена концептуальная модель комплексирования различных методов и средств интенсификации процесса измельчения. Изложены методологические основы моделирования техпроцесса переработки минерального сырья при производстве цемента и силикатных изделий. Определены контролируемые параметры, необходимые для создания компьютерных моделей техпроцесса помола. Обосновано применение при создании компьютерных моделей имитационного моделирования. Рассмотрена методика имитационного моделирования техпроцесса. Указано на возможность использования аналитических и вероятностных методов. Разработаны и построены имитационные модели работы шаровой мельницы на основе экспериментальных данных и вероятностных функций. Показана возможность управления технологическим процессом измельчения сырьевых компонентов на них. За счет реализации предлагаемого комплекса организационно-технических решений можно повысить производительность помола до 30–50 % и существенно снизить энергозатраты на измельчение минерального сырья при производстве цемента и силикатных изделий. Объединенная методология реинжиниринга технологического процесса измельчения, включающая все перечисленные способы интенсификации, значительно повысит качество конечной продукции и снизит ее себестоимость, что будет способствовать повышению ее конкурентоспособности и привлекательности для потребителей.