(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)。
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。
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。
3.1 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。
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。
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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)