如何根治水泥清庫傷亡事故
今年以來，水泥業多次發生清庫作業重大安全事故，造成了多人死傷慘劇，引起水泥業同行的高度關注和警覺，進而引發全行業安全清庫作業成本大幅上升。由於國家環保力度加大要求轉變為大面積的錯峰停產停窯，廣大水泥企業有限的水泥庫運行效率高低對企業的價值實現日益凸顯，人們不得不思考如何徹底擺脫水泥庫清庫的巨大影響。
經過認真研究發現，粉體在庫內的實際力學傳導分布，存在類似電流在導體上的集膚效應。粉體在庫內因重力壓迫橫向膨脹，會形成平行多層弱穩定拱架，也稱為重力拱。它的存在將每層料重沿自然大弧形拱橋橫傳至庫壁，最後形成垂直疊加支撐平衡，形成空心化重力庫壁外聚作用；而遠非我們想像的均勻重力分布作用，因而易產生硬固性掛壁滯留效應。
粉料在通常的減壓錐底部與庫壁還會形成收縮拱阻塞，目前通行的氣動卸放技術的方式，往往因氣流走軟不走硬的自然特性，部分空氣隨料向中心出口流出，部分空氣則必須突破通過收縮拱向密度相對低的中間軟化部位上逸；又由於氣流自然趨於抱團匯聚的特性而促成料路不均衡發展，最終中部常常呈現出多個漏斗流料路；總體形成中部軟料優先快卸放的局面，而處於邊壁的支撐硬固料區則根本不可能被氣路進入，所以必然變成日益慢流直至不動的死料（如圖一）。如此日積月累，庫壁死區勢必不斷增長擠壓有效庫容，最終導致環庫不規則板結，偏庫，甚至徹底斷流（如圖二）。
圖一
圖二
顯然，由於氣動方式存在嚴重的氣路自然偏析極化本性，與庫內料壓自然形成的重力拱作用造成的壁硬中軟密度分布完全不匹配。無論庫底氣槽陣列設計再均衡，也改變不了其必然形成邊壁死料不斷增長的趨勢；可以說，現行氣動技術方案本質上就存在嚴重的癌變基因，其自動形成大量死料偏庫現象實際就是無效腫瘤組織不斷自我激發生長惡化的必然結果。
如果能讓邊壁的硬固料優先從庫底同時產生流出運動，產生環庫壁的整體自然平衡流動，造成全庫活料運行的局面，就可以從根本消除死料的存在和生長；不但可以大幅度的從根本性提升庫容使用效率，還能最終徹底擺脫清庫的必要和相應的巨大代價。
圖三
我們發現，庫底出口存在的收縮拱是造成粉體順利卸出的關鍵障礙，從而精巧發明設計出無動力太極錐裝置。該裝置充分利用庫內粉體料重高位勢能為原動力，通過置於庫內出口上方的太極錐針對性鋼結構設計，形成了自然剪切力破解粉體收縮運動的拱阻作用；並確保形成最底層硬固料優先卸除的自動平衡安排，使庫內千百噸粉料重力勢能形成前拉後推的整體作用於庫壁，實現了無動力無死區自然整體流卸料；而且其力學分布作用與庫壁密度分布正好形成自動糾偏的平衡反饋機制，最終達成大庫邊運行卸放邊自我清理庫壁的理想作用（如圖三）。即便庫頂因雨天產生少量滲漏，也會被流動性粉料迅速消化移除，徹底排除死料形成及其惡性生長的溫床。由於無需吹入空氣，不但大幅節能降噪，半流動性還有利於後續機械實現流量自適應穩定卸放控制。同時，針對不同庫位等複雜工況配套設計了專用卸料裝置和高精度沖板流量計，以及量身定製的智能反饋電腦控制驅動系統，構成了完整的綠色智能水泥卸放閉環控制系統粉流掣，能接入中控進行數字遠程定量控制卸放（如圖四）。
圖四
四川峨勝水泥擁有6條大型水泥生產線，建有36座萬噸水泥庫，多年來深受水泥庫的各種故障困擾。他們通過2017年4月昆明水泥技術交流會了解到全新的粉流掣技術後，幾經反覆討論研究磋商，決定先從已經嚴重損壞的二廠5號庫進行粉流掣改造，以求事實驗證粉流掣技術是否達到理論預期，找到徹底擺脫大量萬噸水泥庫採用傳統氣動技術帶來的巨大運行修復痛苦。
該庫內直徑18米空高39米，滿庫水泥1萬噸左右，原來採用減壓錐帶庫底環形氣動斜槽陣羅茨風機吹送方式，當時清庫檢查發現減壓錐已經嚴重損壞，僅僅修復成本已經遠遠高於粉流掣改造所需代價。雖然粉流掣在3000噸，5000噸水泥庫已有過成功應用，但粉流掣的設計效果能否在如此高大的水泥庫實現，其上下各級技術領導依然均置強烈懷疑態度，但抱著死馬當活馬醫的精神，大家決定放手一試。
2018年元月，徹底拆除原混凝土減壓錐（如圖五），改換為粉流掣的太極錐後，開始按5米料位2000噸水泥，9米料位4000噸水泥，直至滿庫1萬噸水泥，逐步展開試機生產，結果完全達到預期目標（如圖六）；正常運行2月後，於3月又再次進行滿庫放空驗證，事實證明（如圖七）。粉流掣一直以自然整體流卸放，使環庫壁硬料永遠處於動態自動更新狀態，而且巨大的料壓作用於庫壁的清理效果非常光滑乾淨，真正達到了邊運行卸放邊自動清庫的理想狀況。最後自然放空的尾料很少，空深達37米，四周自然堆積余料高度範圍完全符合理論描述。
圖五-01
圖五-02
圖五-03
拆除原來的鋼筋混泥土大減壓錐，換裝成小太極錐。
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圖六-02
圖六-03
2018年元月開始正式投入使用，可以靈活設定下料流量並閉環運行。
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圖七-03
正常運行2月後到2018年3月23日滿庫放空驗證測試，證實庫壁自動清庫效果極好，放空率達到預期要求。
粉流掣在萬噸水泥庫中成功應用實踐表明，可以徹底告別令人頭痛不已的水泥清庫作業，具體表現在：
1 實現整體流庫壁硬料優先卸放，放料清庫同時進行，根本消除死料區存在條件，進而徹底消除周期性清庫的必要。另外，全庫活料運行，可最大限度自行消除少量滲漏雨水入庫造成的累積性危害。而且庫內太極錐為無動力鋼結構裝置，其受力設計平衡簡單，不存在磨損維護的需要，其運行維護成本幾乎為零。
2 庫內採用無動力自然平衡卸料，庫外部動力為2台5.5千瓦變頻調速卸料電機靜音環保，節能顯著；而原來為45千瓦羅茨風機，高分貝雜訊工作。
3 採用閉環智能反饋控制，具備數字遠程中控任意定量操作控制功能，能穩定實現工藝流量匹配效率最大化或多庫搭配均化控制。
4 庫內水泥除超低料位存在自然堆積角循環尾料，可運行在各種庫位高度，充分釋放庫容效率；並充分實現先進先出的合理順序，且完全實現水泥產品的最大化自然均化。
5 結構簡單精巧，造價經濟，便於新建庫進行低成本快速建造使用。
事實證明，粉流掣應用於水泥大庫，不但可徹底消除傳統氣動技術帶來的各種弊病，從源頭上徹底消除令人頭痛無比的周期性清庫作業，還大幅節能降耗；並將現場運行管理從流行的開環粗放人工操作推進到無人智能定量優化卸放的先進狀態，為廣大水泥企業開闢出一條全新的升級換代道路。
近幾年水泥行業寡頭格局已經形成，行業內大面積錯峰停產將是常態，而一部分先知先覺的水泥企業卻把目光投到砂石骨料與混凝土行業。獨創的「五位一體」的生產模式，邢台中聯建材示範園2018年再投資7.5億元（總投資12.5億），於6月28日對方開放日，有興趣的可以免費參觀，讓您明白如何規避發展砂石骨料與混凝土行業的「陷阱」，建立水泥生產中的智能化、低能耗、高效率的一體化「智慧工廠」。
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