工业互联网赋能水泥工艺管理:从传统经验到数据智能的转型实践

信云智联

发布于:2025-07-14

摘要:

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水泥工艺管理






在水泥生产这一典型的重工业领域,工艺管理水平的提升直接关系到企业的经济效益与可持续发展能力。传统水泥厂长期依赖人工经验进行设备维护和工艺调整,这种模式面临着数据采集不系统、分析不精准、响应不及时等固有局限。

随着工业互联网技术的成熟应用,信云智联工业互联网平台通过数字化手段重构了水泥生产工艺管理模块,通过对工艺环节的持续监测与流程固化,实现了从经验驱动到数据驱动的范式转变。




-窑轮带滑移量-










水泥窑作为水泥生产的核心设备,其运行状态的稳定性对整个生产系统具有决定性影响。其中,窑轮带滑移问题长期以来困扰着行业。

传统方式采用石笔划线法或筒扫划痕法进行人工检测,不仅效率低下,更面临着数据易损毁、查询困难、记录不规范等系统性难题。

某水泥企业的典型案例显示,因轮带滑移导致的耐火砖损坏,单次停机检修造成的直接经济损失就高达400万元,其中熟料产量损失约396万元,耐火材料更换成本超过30万元。

窑轮带滑移量模块

针对这一痛点,工艺管理模块创新性地建立了窑轮带滑移量模块,通过制定标准化的工艺巡检路线,结合数据分析技术实现滑移量的精准计算和异常预警,操作人员通过工业APP记录轮带滑移量和周边温度数据,确保检测数据的完整性和可追溯性。

系统提供的可视化界面可直观展示滑移量变化趋势,通过设置多级预警阈值,实现了从“事后抢修”到“事前预警”的根本性转变。


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-漏风监测-










漏风问题是水泥生产过程中,另一个长期被忽视却造成巨大经济损失的工艺难题。预热器系统的漏风会导致含氧量异常升高,进而引发一系列连锁反应。

以某2000t/d熟料生产线为例,含氧量增加2.4%意味着漏入空气比例达到13.63%,每小时漏入风量约20445立方米。这种“隐形”的工艺缺陷导致高温风机和尾排风机每小时增加功率约138KW,按年运行8000小时计算,仅电费支出就增加66万元。更严重的是,漏风问题还会波及煤耗、余热发电量、吨熟料尾煤用量以及吨标煤燃烧排放等多项关键指标。

漏风监测模块

行业实践表明,集中治理漏风问题后,企业可获得近2000万元的综合经济效益。

工艺管理模块通过温度、气体、压力传感器的动态监测,结合预热器系统气流自下而上的工艺逻辑,能够快速定位漏风点,将传统需要数小时的盲目排查缩短为定向处理。移动端APP固化的标准巡检流程,确保了每个阀门、法兰、焊缝的检测不漏项,员工手持检测仪作业时,数据可实时同步录入系统,形成统一、可追溯的数据档案。


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-表面散热-










热损耗管理是水泥工艺优化的第三个关键维度。水泥窑系统的表面热损失通常在7%-10%范围内,这部分能量损耗直接影响企业的能源利用效率。

某5000t/d熟料生产线的实测数据显示,分解炉及烟室系统的总体热量损耗达到3,697,376kJ/h,相当于每小时增加标准煤消耗0.13吨。按年运行8000小时计算,仅此一项就导致标准煤消耗增加1040吨,直接经济损失超过100万元。

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表面温度分布模型

传统的手持测温巡检方式依赖于人工操作和纸质记录,难以形成结构化数据库,更无法实现实时预警。工艺管理模块通过自动采集工艺工况数据,基于GB/T 26282-10等国家标准建立的热力学模型,能够自动计算表面散热损失,精准定位异常温升点。

系统构建的表面温度分布模型,可以智能识别与精确定位异常温升区域,为工艺管理人员提供温度异常成因诊断的决策依据。例如,在三次风管检测中,系统通过对比实测温度与推荐温度,能够准确识别出耐材厚度可能发生损失的具体区段,为检修工作提供精准指导。


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-工艺管理数字化矩阵-










除上述三个核心功能外,工艺管理模块还涵盖了预热器翻板阀内漏风监测、预热器旋风筒分级温差分析、辊压机辊面磨损检测、熟料粒度分析、耐火材料更换记录等专业功能,形成了完整的水泥工艺数字化管理矩阵。

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这些功能不是通过设备更换实现的,而是基于对现有工艺流程的深入理解,通过固化巡检标准、构建分析模型、实现数据闭环来提升管理效能。

例如,预热器旋风筒分级温差分析建立了温度梯度模型,实时监控各级温差变化;辊压机辊面磨损检测利用振动分析和功率曲线监测,实现磨损状态的量化评估;熟料粒度分析则通过图像识别技术替代传统人工筛分,显著提升了质量控制效率。




-标准化巡检体系-










不同于简单的设备升级,信云智联工艺管理模块的核心价值在于重构工作流程,完成从“人找问题”到“问题找人”的流程变革:


1、巡检工单智能化

移动端APP自动推送标准化巡检路线与检测规范,通过自动采集、强制填报、逻辑校验等功能,确保检测数据的完整性与可追溯性,杜绝人为疏漏。

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巡检路线模块


2、工艺档案可视化

系统集成设备内衬图纸、工艺档案等关键数据,通过结构化知识库,实现技术资料的永久保存与快速检索,有效解决传统纸质档案易损毁、难共享的问题,确保工艺技术的完整传承。

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工艺档案内衬图纸


3、异常响应流程化

建立从预警触发、根因分析到措施验证的标准化流程,归档所有工艺异常事件报告,形成持续改进的知识积累机制。

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工艺异常事件报告


4、工艺知识数字化

建立企业专属的工艺知识库,将设备故障处理方案、工艺调整经验等纳入数字化档案,确保最佳实践持续沉淀和迭代。

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工艺知识库










从技术架构角度看,工艺管理模块采用了“轻改造、重数据”的实施策略,核心价值在于将分散的个人经验转化为系统化的数字资产。

在传统管理模式下,老师傅的“手感测温”、“听声辨位”等经验性判断难以标准化和传承,而工艺管理模块通过固化巡检流程、构建数字模型、实现闭环管理,不仅解决了经验传承的难题,更实现了工艺数据不断积累优化,形成持续改进的正向循环,使企业的工艺管理水平得以持续提升。

水泥行业的数字化转型是一项系统工程,需要技术创新与管理变革的双轮驱动。信云智联工业互联网平台工艺管理模块的实践表明,通过数据赋能传统工艺流程,完全可以在不进行大规模设备改造的前提下,实现管理效能的显著提升。

这种“轻量级”数字化路径,为传统重工业企业的转型升级提供了可借鉴的实施范式。未来,随着数据积累的不断丰富和算法模型的持续优化,工艺管理模块将为水泥企业创造更大的价值,推动行业向高效、绿色、智能的方向大步迈进。



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