DCS系統(tǒng)在銅冶煉干礦濃相輸送上的應(yīng)用

（中國瑞林工程技術(shù)有限公司,南昌 330200）

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主要介紹了艾默生DeltaV系統(tǒng)在國內(nèi)某銅冶煉廠干礦濃相輸送上的應(yīng)用，并結(jié)合該項目現(xiàn)場要求，對控制過程做出了幾點改進，大大增加了輸送效率，實現(xiàn)了整個輸送的控制，滿足了生產(chǎn)的要求。

濃相輸送；DeltaV系統(tǒng)；控制

本文結(jié)合國內(nèi)某采用“雙閃”（閃速熔煉FSF和閃速吹煉FCF）工藝的銅冶煉廠項目,闡述DCS系統(tǒng)在銅冶煉干礦濃相輸送上的應(yīng)用.該銅冶煉廠項目設(shè)置2套蒸汽干燥裝置，干燥后的精礦進入中間干礦倉，用濃相氣力輸送系統(tǒng)送到位于閃速熔煉爐頂干礦倉內(nèi)。考慮到設(shè)備運行的平衡性，干礦輸送能力應(yīng)略大于干燥機產(chǎn)能，這樣才能保證干燥機能力的發(fā)揮不受輸送能力的影響。綜合比較，最終選定了英國克萊德濃相輸送裝置，它具有設(shè)備占地面積小，相對簡單，易配置，垂直提升高度大，輸送能力大，動力消耗低等優(yōu)點。控制部分選用艾默生DeltaV系統(tǒng)。

1 DeltaV系統(tǒng)簡介

艾默生DeltaV系統(tǒng)由工作站、控制器和I/O子系統(tǒng)組成，各工作站及各控制器之間用以太網(wǎng)方式連接。DeltaV系統(tǒng)支持將控制策略下裝到現(xiàn)場總線設(shè)備中執(zhí)行，使控制風(fēng)險更加分散并提高回路的集成度。同時，該系統(tǒng)擁有強大的編程環(huán)境—— Control Studio 組態(tài)工作室，它配置了一個圖形化模塊控制策略（控制模塊）庫、標(biāo)準(zhǔn)圖形符號庫和操作員界面，其所有的控制策略都可以用標(biāo)準(zhǔn)圖形完成，大大簡化系統(tǒng)組態(tài)過程。

2 濃相輸送工作原理

濃相正壓輸送是利用空氣能量在密閉的管道內(nèi)對顆粒物料，粉狀物料進行輸送。干燥成品包裝上用的氣力輸送由氣源部分、發(fā)送部分、管道部分、物料接收及除塵部分、控制部分組成。發(fā)送倉是輸送的關(guān)鍵部分，其作用是將物料和壓縮空氣混合送入輸送管中進行輸送。

3 濃相輸送控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)

3.1 控制系統(tǒng)

目前，該工程項目擁有兩套精礦輸送系統(tǒng)。每套采用雙罐CD濃相輸送泵，共用一條輸送管道，將供料倉的銅精礦輸送至閃速爐內(nèi)上方目標(biāo)倉，如圖1所示。為增加輸送效率，控制系統(tǒng)做了適當(dāng)改進：

圖1 雙罐CD濃相輸送系統(tǒng)

（1）進料時間允許操作員手動設(shè)定，程序默認30s。操作員可以根據(jù)所進物料種類和氣源壓力，實時調(diào)整進料時間，節(jié)省工作時間。

（2）操作界面設(shè)置輸送和清掃按鈕，輸送與清掃區(qū)別在于：輸送有加料部分，而清掃沒有此部分，加料部分主要考慮隔離圓頂閥。為防止堵料，增加輔助設(shè)備，助推閥和管線輸送閥。

（3）由于精礦已經(jīng)過干燥機干燥，為縮短工作時間，增加輸送效率，忽略流化階段。當(dāng)進料結(jié)束時，開出料閥和助推閥，延遲5s，自動開啟加壓閥。

（4）輸送過程，壓力變送器選用模擬信號。防止斷線產(chǎn)生誤信號，影響控制過程。

（5）設(shè)定最小最大輸送時間。最小輸送時間到達且壓力小于0.03MPa時，視為輸送完畢；當(dāng)輸送至最大時間，視為堵料，發(fā)出報警，等待人工復(fù)位。

（6）雙罐CD濃相輸送泵在任意時刻只允許其中一套裝置輸送，其它階段不做限制。

3.2 控制實現(xiàn)

以圖1中一套雙罐CD濃相輸送系統(tǒng)為例，輸送（或清掃）前，必須滿足以下幾個條件：a.發(fā)送倉內(nèi)壓力小于0.03MPa；b.中間倉料位不存在低報警；c.目標(biāo)倉料位不存在高報警；d.各閥門不存在硬件故障；e.排氣閥處于開狀態(tài)。在Control Studio 組態(tài)工作室中，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的控制。

其中進料階段為：開輸送（或清掃）進料閥門，延遲30s關(guān)進料閥及關(guān)呼吸閥。加壓輸送階段程序框圖如圖2所示：進料完成后，若發(fā)送倉壓力小于0.03MPa且另一個CD泵沒有輸送，開啟出料閥、助推閥，直至輸送條件完成。

圖2 加壓輸送階段程序框圖

輸送過程中如果壓力持續(xù)5s高報警（0.45MPa），則關(guān)閉加壓閥，壓力下降至低于0.4MPa，重新開啟加壓閥；當(dāng)輸送超過最大輸送時間，程序默認堵料，此時產(chǎn)生報警顯示，等待人工手動復(fù)位。由于兩套雙罐CD濃相輸送泵完全相同，因此在這里只考慮一套中兩臺CD泵輸送。

當(dāng)單獨運行一臺CD泵時，控制系統(tǒng)循環(huán)執(zhí)行；當(dāng)兩臺同時使用時，任意一臺加料時，等待30s，第二臺CD泵加料。由于輸送階段程序存在互鎖，此時只允許一臺運行，直到輸送結(jié)束，整套系統(tǒng)交替循環(huán)執(zhí)行；當(dāng)任意一臺CD泵需要檢修時，可以隨時停止，同樣也可以隨時投入，不影響另一臺的正常使用。

圖3為一小時內(nèi)CD1泵，CD2泵的出料閥狀態(tài)。從曲線可以看出，任意時刻只有一個出料閥打開，即任意時刻只有一個CD泵輸送。通過觀察曲線相交處，不難發(fā)現(xiàn)，存在部分時段，兩個泵的出料閥都是關(guān)閉狀態(tài)，這是因為至少一個CD泵正在進料，沒有進料的CD泵處于等待狀態(tài)。兩套輸送裝置進行對比，如圖4所示，為一小時內(nèi)CD3泵、CD4泵的出料閥狀態(tài)。兩套裝置運行互不干擾，任意一套輸送裝置的運行完全不影響第二套。

4 結(jié)束語

本文介紹了濃相輸送系統(tǒng)的原理以及基于DeltaV系統(tǒng)下的自動控制。根據(jù)該工程現(xiàn)場實際要求，對控制系統(tǒng)做出了幾點改進，在確保輸送效率的同時，實現(xiàn)了兩套四臺輸送裝置的平穩(wěn)交替運行,增加了輸送效率。自該銅冶煉廠投產(chǎn)以來，兩套濃相輸送裝置已正常運行并滿足了現(xiàn)場實際需求。

[1]姚素平.“雙閃”銅冶煉工藝在中國的優(yōu)化和改進[J].有色冶金設(shè)計與研究,2008,6（09）：9-13.

[2]許東.濃相氣力輸送技術(shù)在物料輸送上的應(yīng)用[J].山東化工,2012,41（02）：54-57.

[3]高敬國,徐德龍,趙江平.粉體密相氣力輸送理論與技術(shù)進展[J].中國粉體技術(shù),1999,5（05）：35-37.

DCS系統(tǒng)在銅冶煉干礦濃相輸送上的應(yīng)用

羅雙華

圖3 CD1,CD2出料閥狀態(tài)

圖4 CD3,CD4出料閥狀態(tài)