水泥工厂数字化设计指南江苏标准2020版

DB32/T 38752020 1 水泥工厂数字化设计指南 1 范围 本标准规定了水泥工厂数字化设计的通用规范及要求，包括：智能化系统、水泥工艺专 业、给排水专业、暖动专业、电气自动化专业、设备专业、余热发电专业、石灰石矿山专业、 建筑结构专业的数字化设计要求。 本标准适用于水泥工厂的数字化设计。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的， 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适 用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 18391.1-2002 信息技术 数据元的规范与标准化 GB/T 26281-2010 水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法 GB 50009-2012 建筑结构荷载规范 GB 50029-2014 压缩空气站设计规范 GB 50052-2009 供配电系统设计规范 GB 50060-2008 3kV110kV 高压配电装置 GB/T 50062-2008 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB/T 50102-2014 工业循环水冷却设计规范 GB/T 50115-2019 工业电视系统工程设计标准 GB 50295-2016 水泥工厂设计规范 GB 50443-2016 水泥工厂节能设计规范 GB 50588-2017 水泥工厂余热发电设计标准 GB 50598-2010 水泥原料矿山工程设计规范 GB 50974-2014 消防给水及消火栓系统技术规范 GB/T 51301-2018 建筑信息模型设计交付标准 CBMF/Z 6-2014 第二代新型干法水泥技术装备验收规程 3 术语和定义 GB/T 18391.1-2002 界定的术语和定义适用于本文件。 4 数字化编码规则 水泥工厂数字化参数编码由子项编号、设备代号、附属设备代号和参数代号码组成。参 数编码结构图见图 1，其中： 1) 子项编号：由 3 位的数字、字母代码组合组成，AB+C，其中：AB 表示具体子项 代号，其中：工艺专业的 AB 由 2 位数字组合组成，其它专业的 AB 由“1 个字 母+1 个数字”组合组成；C 表示该工厂有第几个这样的子项（包括已建成的） ； 2) 设备代号：设备代号由 4 位的数字、字母代码组合组成，DE+FG，其中 DE 表示 具体设备代号；FG 表示该子项内有几台同类设备，范围 0199； DB32/T 3875-2020 2 2 3) 附属设备代号（可选） ：附属设备代号由 4 位的数字、字母代码组合组成，HI+JK， 其中 HI 表示具体设备代号；FG 表示该子项内有几台同类附属设备，范围 0199； 4) 参数代号：参数代号由 4 位的数字、字母代码组合组成，LM+NO，其中 LM 表示 具体参数代号；NO 表示该子项内有几台同类参数，范围 0199。 ABC. DEFG. HIJK. LMNO 参数代号 附属设备代号（可选） 设备代号 子项编号 图 1 参数编码结构图 5 数字化工厂设计总体要求 5.1 水泥工厂数字化设计要求，是水泥产业智能制造的基础要素，是未来水泥产业达到数字 化工厂、大数据应用的核心要求，决定着水泥产业智能制造能否达到智能化的重要条件。 5.2 数字化工厂设计应准确全面的反映工业生产过程、工艺设备状态、电气仪表设备状态、 管理数据等，主要包含工艺数字化设计、设备数字化设计、电气自动化数字化设计、视频监 控及识别数字化设计、公用专业数字化设计、余热发电数字化设计、石灰石矿山专业数字化 设计、建筑结构数字化设计、BIM 数字化设计与交付。 6 工艺数字化设计 6.1 工艺设备 水泥工厂数字化设计的工艺设备及其设计参数项目如表 1 所示。余热发电工艺设备见 11.1 表 1 工艺设备设计参数项目 设备 设计参数项目 板喂机（石灰石、辅料、 混合材） 型号规格及设计能力、给料速度、实际输送量（在后续流程的皮 带上设置秤计量）及负荷率（实际功率、额定功率、比率） 破碎机（石灰石、辅料、 混合材） 型号规格及设计能力、实际输送量（在后续流程的皮带上设置秤 计量）及负荷率 带式输送机 型号规格及设计能力、速度、负荷率（若皮带上设置有秤计量需 增加显示实际输送量） 小袋收尘器 型号规格及设计能力，压力开关及差压开关信号，下料分割轮的 速度开关信号 离心通风机 型号规格及设计能力、负荷率 电动、气动阀 型号规格、开度 堆料机（辅料、原煤） 型号规格及设计能力、负荷率 侧式刮板取料机 （辅料） 型号规格及设计能力、刮板运行速度、负荷率、实际取料量（在 后续流程的皮带上设置秤计量） DB32/T 38752020 3 定量给料机 型号规格及设计能力、实际输送量及负荷率 自卸式除铁器 型号规格、速度 回转下料锁风阀 型号规格及设计能力、运行速度、负荷率 生料立式磨 型号规格及设计能力、负荷率、进风口风压风温、出风口风量风 压风温、磨机压差、进料量、吐渣量 提升机 型号规格及设计能力、运行速度、负荷率 大风机 型号规格及设计能力、风量风压风温、负荷率（变频调速） 螺旋输送机 型号规格及设计能力、运行速度、负荷率 链式输送机 型号规格及设计能力、运行速度、负荷率 窑尾袋收尘器 型号规格及设计能力、进风口风压风温、出风口风量风压风温 罗茨风机 型号规格及设计能力、风温、负荷率（若为变频需增加显示实际 风量风压） 转子秤、固体流量计 型号规格及设计能力、实际输送量及负荷率 回转窑 型号规格及设计能力、运行速度、负荷率 篦式冷却机 型号规格及设计能力、辊式破碎机负荷率、出料温度 窑头袋除尘器 型号规格及设计能力、进风口风压风温、出风口风量风压风温 熟料槽式输送机 型号规格及设计能力、运行速度、负荷率 熟料库侧散装机 型号规格及设计能力、阀门开度 桥式刮板取料机 （原煤） 型号规格及设计能力、刮板运行速度、负荷率、实际取料量（在 后面皮带上设置秤计量） 煤磨机 型号规格及设计能力、负荷率、进风口风压风温、出风口风量风 压风温、磨机压差、进料量 选粉机 型号规格及设计能力、转速、负荷率、进风口风压风温、出风口 风量风压风温、压差 荷重传感器钢仓 料位显示、下料量显示 辊压机 型号规格及设计能力、负荷率、进料量 水泥磨 型号规格及设计能力、负荷率、出风口风量风压风温、磨机压差、 进料量 水泥包装机 型号规格及设计能力、负荷率、进料量 水泥装车机 型号规格及设计能力、负荷率、进料量 水泥散装机 型号规格及设计能力、负荷率、进料量 备注：通用设计应符合GB 50443-2016、GB 50295-2016的规定。 6.2 工艺风管 工艺风管上的工艺参数应包括风管上的温度、压力参数，含各个参数相应的量程、报警 值。 6.3 质量参数 质量参数应包括水泥工厂的进厂原燃材料质量参数， 出厂的成品质量参数， 生产过程的 质量参数。 1) 进厂原燃材料质量参数项目如表 2 所示。 DB32/T 3875-2020 4 4 表 2 进厂原燃材料质量参数项目 原燃材料 参数项 石灰石 化学成分: L.O.I、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3、 Cl- 辅助原料 化学成分:L.O.I、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO 煤 化学成分:SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO； 工业分析： Mad(%)、 Vad(%)、 FCad(%)、 St，ad(%)、Qnet，ad(kJkg) 2) 出厂的成品质量参数项目如表 3 所示。 表 3 出厂的成品质量参数项目 出厂的成品 参数项 水泥 标准稠度、烧失量、SO3、MgO、比表面积、初凝、终凝、安定性、3 天抗 压和抗折强度、28 天抗压抗折强度 熟料 f-CaO、立升重，常规化学成分检测、率值（KH、SM、AM） 、液相量、3 天抗压强度、28 天抗压强度 3) 生产过程的质量参数项目如表 4 所示。 表 4 生产过程的质量参数项目 生产过程 参数项 煤粉 水分、细度、灰分、挥发分、Qnet，ad(kJkg) 出磨生料 细度、L.O.I、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO 入窑生料 L.O.I、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO 出磨水泥 细度、MgO、Cl-、SO3含量、比表面积、烧失量、初凝时间、终凝时间、 安定性、1 天抗压强度、3 天抗压强度 7 设备数字化设计 7.1 主要设备 1) 预热器的参数应包含各级旋风筒的料管温度及压力测点，分解炉温度及压力测点， 翻板阀应采用堵料检测及自动清堵装置。 2) 回转窑的参数在电机启动控制的基础上，应包含温度、振动测点。齿圈应采用自动 喷雾润滑系统。 3) 篦冷机系统实现所有状态参数与中控对接。 4) 燃烧器应实现前后移位自动化、 风量调节自动化， 利用火焰成像等技术辅助窑头看 火判断。 备注：通用设计应符合GB/T 26281-2010的规定。 7.2 通用设备 通用设备应采用成熟、先进的检测、控制技术及产品，提升自动控制、管理等综合应用 水平。针对主机设备应使用设备在线诊断系统，实现主机设备的实时故障检测、故障分析、 故障预判。大型设备的油品监控宜采用油品在线监测系统。 其他通用设备的设计参数： 1) 电动机的参数应包括启停控制信号、故障报警、电流、轴承温度、电机温升。若采 DB32/T 38752020 5 用变频器，则还应包括频率。 2) 减速机的参数应包括油温、轴承温度、振动值。 3) 稀油润滑站的参数应包括电机及油泵信号、出口油温、供油压力、油箱液位、压差 信号、加热器启停信号、备用泵切换信号、进出管道流量、回油管路中的油温。 4) 干油润滑站参数应包括压力及干油分配器信号。 宜采用智能润滑油站， 每个注油嘴 宜单独监测。 5) 液压站的参数应包括油箱液位、 出口油温、 供油压力、 压差信号、 加热器启停信号、 备用泵切换信号、液压缸及各测点压力、液压缸行程。 6) 小型离心风机的参数应包括轴承温度、电机电流。 7) 大型风机的参数应包括轴承温度、风机电流、冷却水阀门开关信号、稀油站信号、 振动值。 8) 罗茨风机的参数应包括油箱液位、振动值、机箱温度、润滑油温度。 9) 大型主机轴承的参数应包括温度、振动值。小型轴承的参数应包括温度值。 10) 长皮带的参数应包括跑偏拉绳的定位数据、滚筒、配重张紧装置检测装置的信号。 8 电气自动化数字化设计 8.1 总降压变电站 35kV 以上电气设备 总降压变电站的继电保护装置宜采用智能综保装置，并用通讯方式实现总降压变电站 35kV 以上部分的信息数据采集，与控制系统或智能化系统进行通讯。数据信息包括但不限 于以下内容： 1) 各断路器、隔离开关、接地开关的状态（合闸，分闸） ； 2) 进线计（测）量表计的数据。包括有功、无功功率，电度量，电流，电压，功率因 数及谐波等参数； 3) 各保护装置的运行状态，故障类型； 4) 主变压器的温度、瓦斯等参数； 5) 如采用 GIS，各个气室的气体压力参数；如参与户内布置，则还宜采集室内的 SF6 浓度参数。 备注：通用设计应符合 GB 50060-2008、GB/T 50062-2008 的规定。 8.2 610kV 电气设备 610kV 部分高压开关柜配置断路器、智能综保装置及电能测量表计，采用通讯方式与 控制系统或智能化系统进行通讯。数据信息包括但不限于以下内容： 1) 断路器小车位置（工作/试验） ，断路器和接地开关的状态（合闸，分闸） ，断路器 的操作次数等参数； 2) 测量表计的数据。包括有功、无