緬甸PA—AN 水泥廠800t/d改900t/d熟料生產(chǎn)線中電氣改造設(shè)計方案探討

莫莉

【摘 要】介紹緬甸PA-AN水泥廠800t/d改900t/d熟料生產(chǎn)線中電氣改造工程設(shè)計及具體實施方案。

【關(guān)鍵詞】電氣改造；高、低壓變頻；DCS系統(tǒng)

1.項目概述

緬甸PA-AN 水泥廠位于仰光以東160公里，原有一條800t/d帶四級旋風(fēng)預(yù)熱器窯生產(chǎn)線，由法國FivesCall Babcock 公司設(shè)計，從1982年投產(chǎn)以來，經(jīng)過水泥廠全體員工的努力，為社會提供了大量優(yōu)質(zhì)水泥，為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展作出了較大的貢獻。

鑒于工廠采用的工藝和設(shè)備屬80年代初的水平，設(shè)備比較陳舊，工藝較落后，能耗高，運轉(zhuǎn)率較低；設(shè)計規(guī)模偏小，勞動生產(chǎn)率相對較低，難以長期在市場競爭中處于有利地位，水泥廠從長遠發(fā)展的角度出發(fā)，以采用新技術(shù)和擴大經(jīng)營規(guī)模為突破口，決定對現(xiàn)有的800t/d四級旋風(fēng)預(yù)熱器窯生產(chǎn)線進行技改，以利于發(fā)揮更大的經(jīng)濟和社會效益。

2.設(shè)計范圍及內(nèi)容

新增石灰石破碎、粘土破碎、水泥包裝及成品庫的工藝、建筑、結(jié)構(gòu)、電氣及自動化施工圖設(shè)計；原有生料粉磨及廢氣處理、生料均化庫、燒成系統(tǒng)、水泥粉磨改造的工藝、建筑、結(jié)構(gòu)、電氣及自動化施工圖設(shè)計。

3.設(shè)計原則

（1）節(jié)省投資，充分利用原有設(shè)施，降低改造成本，使項目盡快投產(chǎn)，發(fā)揮效益。

（2）生產(chǎn)規(guī)模從800t/d熟料擴改為900t/d熟料，確保達到900t/d。

（3）生產(chǎn)線選用技術(shù)先進、實用可靠的經(jīng)濟型干法技術(shù)裝備，盡可能節(jié)省投資，以獲取最大的經(jīng)濟效益。

4.電氣、自動化改造設(shè)計

4.1電氣部分

4.1.1負荷變化情況

800t/d生產(chǎn)線改為900t/d生產(chǎn)線，高壓部分增加約420kW，分別為生料磨由940kW增加到1250kW，高溫風(fēng)機由600kW增大到710kW。

低壓部分增加負荷情況：生料磨變電所，新增負荷約160kW，窯尾及廢氣處理增加約30kW，窯頭增加約450kW，水泥變電所減少約165kW。窯尾高溫風(fēng)機采用高壓變頻調(diào)速。窯主傳動由6.6kV/160kW液力偶合調(diào)速方式，改為380V/ 220kW的變頻電機變頻調(diào)速。

4.1.2電氣改造設(shè)計方案

①水泥廠原有的高壓柜全部保留，由于負荷有些變化， 只需調(diào)整其中的5臺高壓柜配出回路的參數(shù)，且增大高壓補償電容量。這樣高壓柜不增加，僅柜內(nèi)部分元件修改就能滿足用電需求，大大節(jié)省改造成本和時間。

②窯頭改造后新增窯頭車間變電所，內(nèi)設(shè)高壓柜、變壓器6.6/0.4kV 800kVA及低壓柜， 滿足燒成系統(tǒng)新增設(shè)備的用電及控制需求，且與原有柴油發(fā)電機聯(lián)絡(luò)，突顯燒成系統(tǒng)主要設(shè)備及重要負荷用電可靠性；石灰石破碎原有變壓器增大為6.6/0.4kV 800kVA，既可滿足該系統(tǒng)原有設(shè)備的運轉(zhuǎn)，又可以滿足新增設(shè)備的用電需求，實施簡便可行。

③窯尾高溫風(fēng)機采用高壓變頻柜，窯主傳動采用低壓變頻柜控制，通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)窯尾高溫風(fēng)機的用風(fēng)量以及窯轉(zhuǎn)速。其特點是：變頻裝置安裝方便，電機和負荷不動，將其加入電源側(cè)即可；運行可靠，變頻裝置在出現(xiàn)問題后，可以進行旁路的方式運行；節(jié)電降耗效果明顯，功率因數(shù)高，變頻運行精度高，可以實現(xiàn)精確調(diào)節(jié)，速度是由輸出頻率限定，當(dāng)負荷出現(xiàn)波動時，轉(zhuǎn)速不變；還具備軟起功能，啟動電流小，降低負荷強度，延長設(shè)備使用壽命；且變頻調(diào)速維護費用低，在設(shè)備正常運行時無消耗品。

④對原生產(chǎn)線更換設(shè)備調(diào)整低壓配出回路容量及電纜截面積，對新增設(shè)備完成相應(yīng)的電控設(shè)計，盡可能利用工廠原有的高、低壓電氣柜和各種電纜、電纜橋架及電纜溝，滿足技術(shù)改造節(jié)省投資的基本原則。

4.2自動化部分

4.2.1自動化檢測變化情況

原生產(chǎn)線改為900t/d后，生產(chǎn)工藝的變化在于增加了窯尾分解爐，增加了分解爐天然氣輸送系統(tǒng)以及分解爐溫度、壓力測點。此外，磨機、高溫風(fēng)機等設(shè)備變化后，也會增加部分測點。增加熒光分析儀、窯尾氣體分析儀、回轉(zhuǎn)窯筒體掃描裝置以及管道閥門等的電動執(zhí)行器。

4.2.2 DCS系統(tǒng)設(shè)計方案及特點

改造后，生料磨系統(tǒng)、窯尾系統(tǒng)、窯頭系統(tǒng)、水泥磨系統(tǒng)由原來的繼電控制改為集散控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)），根據(jù)工藝控制要求，在生料磨、窯尾、窯頭及水泥磨設(shè)四個現(xiàn)場控制站，分別設(shè)于生料粉磨、窯尾、窯頭和水泥粉磨控制室，主要負責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和處理，同時向控制中心傳送數(shù)據(jù)并接受控制中心的數(shù)據(jù)、指令。這些現(xiàn)場站采用光纖環(huán)型以太網(wǎng)與中控室相連，使整個生產(chǎn)線全部納入計算機集散控制系統(tǒng)控制?，F(xiàn)場控制站均采用CPU板冗余，確保系統(tǒng)的可靠運行。在窯頭設(shè)中控室，內(nèi)設(shè)四個操作員站，一個工程師站。其中任何一個操作員站發(fā)生故障，其余操作員站能自動投入，保證生產(chǎn)線正常運轉(zhuǎn)。

在原料配料和熟料配料工段各設(shè)有一套配料系統(tǒng)，自動計量各組份的瞬時流量和累積流量，并控制各組份的配比。在原料庫、生料均化庫、熟料庫、水泥庫采用脈沖雷達料位計檢測料位具體實施方案為：在保留設(shè)備原有的二次控制的基本線路上，調(diào)整二次線路，增加少量信號中間繼電器柜，將現(xiàn)場原有設(shè)備的信號點全部通過新的中間繼電器柜進入中控DCS系統(tǒng)控制的設(shè)備。相應(yīng)的一次儀表進行更換或新增。

4.2.3電視監(jiān)控系統(tǒng)

在窯中設(shè)置窯胴體紅外線掃描裝置，對旋窯煅燒帶胴體溫度進行實時監(jiān)測，使操作員在中控室的電腦上，能直觀了解窯筒體溫度、窯皮分布、耐火磚厚薄，并可分析溫度曲線，避免生產(chǎn)過程中窯內(nèi)耐火磚脫落對窯筒體造成的損壞，以減少耐火磚檢修。該系統(tǒng)包括紅外測溫掃描裝置，計算機，外圍設(shè)備及相應(yīng)軟件。

在窯頭設(shè)置兩套HDTV型內(nèi)窺式高溫爐窯工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，對旋窯煅燒和篦冷機的工況進行實時監(jiān)控。該系統(tǒng)采用進口氣動元件作為推進機構(gòu)，將高溫鏡頭伸入爐窯內(nèi)，其中，窯頭工業(yè)電視安裝在窯頭罩上，可觀察到整個窯頭火焰燃燒、下料以及掛窯皮等情況；篦冷機工業(yè)電視安裝在篦冷機側(cè)壁，可觀察到落料、篦板運行、料層厚度、料塊大小等狀況。操作人員在控制室通過彩色監(jiān)視器可以直接觀察窯爐內(nèi)所需了解的情況，從而減輕勞動強度，提高工作效率，保障安全生產(chǎn)。

5.結(jié)束語

該生產(chǎn)線技改項目由武漢建材設(shè)計院有限公司負責(zé)設(shè)計、并負責(zé)設(shè)備供貨、安裝、調(diào)試直至生產(chǎn)的整個過程，項目組經(jīng)過近一年的努力工作，實現(xiàn)了改造成本低、周期短、且產(chǎn)品質(zhì)量高、出產(chǎn)產(chǎn)量穩(wěn)、產(chǎn)量達標(biāo)等合同要求，各項技術(shù)指標(biāo)在緬甸同類型生產(chǎn)線中處于領(lǐng)先地位。該項目的簽約，是武漢建材設(shè)計院有限公司依靠SINOMA品牌優(yōu)勢，實行“走出去”戰(zhàn)略的重要一步，對于擴大公司產(chǎn)品知名度、提升企業(yè)形象有著很好的示范效應(yīng)。