汪淑英， 劉永峰

(大峘集團(tuán)有限公司， 江蘇 南京 211112)

一種鉻鐵預(yù)還原生產(chǎn)工藝原料系統(tǒng)的電氣控制要求*

汪淑英， 劉永峰

(大峘集團(tuán)有限公司， 江蘇 南京 211112)

介紹了一種鉻鐵預(yù)還原生產(chǎn)工藝原料及烘干系統(tǒng)的電氣要求，此配料系統(tǒng)中貯料倉(cāng)數(shù)量多，共用設(shè)備多，控制比較復(fù)雜，闡述了各個(gè)貯料倉(cāng)的料位控制反饋信號(hào)，各個(gè)設(shè)備的啟停順序，各設(shè)備的聯(lián)鎖要求及各信號(hào)的傳輸要求。

配料系統(tǒng)； 啟動(dòng)順序； 停止順序； 聯(lián)鎖； 報(bào)警信號(hào)

引 言

在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)的主體專(zhuān)業(yè)需要對(duì)其他輔助專(zhuān)業(yè)提出任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)的主要要求。工藝與電氣通常是主體專(zhuān)業(yè)與輔助專(zhuān)業(yè)的關(guān)系，向電氣專(zhuān)業(yè)提交電氣任務(wù)書(shū)是工藝設(shè)計(jì)人員一個(gè)重要的工作，任務(wù)書(shū)中需提出工藝的電氣控制要求及其他一些重要的信息。

1 工藝概況

某廠(chǎng)新建40萬(wàn)t鉻鐵合金工程，修建兩個(gè)生產(chǎn)車(chē)間，共4條鉻鐵合金預(yù)還原生產(chǎn)線(xiàn)，每條生產(chǎn)線(xiàn)年產(chǎn)25萬(wàn)t鉻鐵球團(tuán)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量共計(jì)100萬(wàn)t鉻鐵球團(tuán)。生產(chǎn)出的熱球團(tuán)直接進(jìn)入電爐生產(chǎn)鉻鐵合金。

受、供料系統(tǒng)是整個(gè)工程的起始階段，主原料從原料場(chǎng)由鏟車(chē)運(yùn)輸，按生產(chǎn)計(jì)劃定時(shí)送至本系統(tǒng)的受料槽內(nèi)，再由受料槽下振動(dòng)給料機(jī)送至膠帶運(yùn)輸機(jī)，由膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)將物料送至貯料倉(cāng)內(nèi)。本系統(tǒng)的另一個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)是將貯料倉(cāng)的物料，按后續(xù)工作需求通過(guò)圓盤(pán)給料機(jī)將物料進(jìn)行預(yù)先配比，再通過(guò)膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)送至烘干系統(tǒng)。

工藝設(shè)施和設(shè)備、生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。工藝流程圖中，1#、2#倉(cāng)為膨潤(rùn)土倉(cāng)，3#、4#、5#倉(cāng)為焦粉倉(cāng)，6#、7#、8#為鉻鐵粉倉(cāng)，9#倉(cāng)為結(jié)圈物和鉻鐵粉的混合物；倉(cāng)壁振打器共18個(gè)；01.06為直徑2000的圓盤(pán)給料機(jī)共7臺(tái)；01.07為B800皮帶稱(chēng)共7臺(tái)；01.08為直徑為1600的圓盤(pán)給料機(jī)共2臺(tái)；01.09為B500的皮帶稱(chēng)共2臺(tái)。

圖1 配料系統(tǒng)工藝流程圖

系統(tǒng)共設(shè)有三個(gè)鋼結(jié)構(gòu)受料槽，分別用于運(yùn)輸膨潤(rùn)土、焦炭粉、鉻鐵礦粉，互不干涉。每個(gè)受料槽堆存體積為24 m3左右。

受料槽下出口設(shè)有振動(dòng)給料機(jī)，向B1000膠帶運(yùn)輸機(jī)供料。膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸能力為350 t/h左右，物料密度2.2 t/m3。膠帶運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)能力滿(mǎn)足鉻鐵礦粉和焦炭粉的供料時(shí)間均為6～7 h。主原料通過(guò)鏟車(chē)供料，由于運(yùn)輸?shù)惯\(yùn)的原因，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生供料間斷。所以工藝設(shè)計(jì)初步考慮，受料系統(tǒng)為兩班作業(yè)，個(gè)別情況下也可能改為三班作業(yè)。系統(tǒng)中向烘干系統(tǒng)供料工作時(shí)間為三班連續(xù)作業(yè)。

貯料倉(cāng)共8個(gè)，3個(gè)倉(cāng)貯存礦粉，3個(gè)倉(cāng)貯存焦炭粉，1個(gè)倉(cāng)貯存返回料，1個(gè)倉(cāng)貯存膨潤(rùn)土。每個(gè)倉(cāng)的容積相同，均為320 m3。

為了監(jiān)控貯料倉(cāng)內(nèi)的存料情況，要求每個(gè)倉(cāng)都使用料位計(jì)測(cè)定料面高度變化。報(bào)值點(diǎn)為6個(gè)：1)低料位；2)料空；3)中料位；4)高料位；5)第二高料位；6)料滿(mǎn)。報(bào)值點(diǎn)具體位置聯(lián)手解決。

2 控制要求

2.1 總體控制思想

因本系統(tǒng)的原料均相連，原料場(chǎng)采用鏟車(chē)供料(非連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備)，則受料系統(tǒng)雖然是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但兩者之間必須有人工參與操作控制。

操作人員進(jìn)入崗位后，首先要確認(rèn)當(dāng)前貯料倉(cāng)內(nèi)的貯存情況。觀(guān)察供料車(chē)輛裝載物料情況，決定如何進(jìn)行裝料作業(yè)。

烘干系統(tǒng)中的燃?xì)鉅t、烘干機(jī)和除塵器為廠(chǎng)家自成一體系統(tǒng)，設(shè)備自帶控制系統(tǒng)，將其控制信號(hào)傳給控制室即可。

2.2 受料系統(tǒng)控制要求

2.2.1 受料系統(tǒng)啟動(dòng)順序

(1)移動(dòng)可逆配倉(cāng)皮帶機(jī)到位;

(2)啟動(dòng)上料主皮帶;

(3)啟動(dòng)振動(dòng)給料機(jī);

(4)開(kāi)啟受料閘門(mén)(手動(dòng))。

注：停止順序與啟動(dòng)順序相反，也需聯(lián)動(dòng)。

2.2.2 受料系統(tǒng)聯(lián)鎖要求

(1)按啟動(dòng)順序聯(lián)鎖；

(2)當(dāng)系統(tǒng)中某一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，前方設(shè)備必須停止作業(yè)，并發(fā)出燈光及音響信號(hào)。

2.2.3 受料系統(tǒng)自動(dòng)控制要求

(1)根據(jù)貯料倉(cāng)料位情況，判斷當(dāng)下需加料倉(cāng)和物料種類(lèi)；

(2)根據(jù)上述判斷，移動(dòng)配倉(cāng)皮帶機(jī)到達(dá)需加料倉(cāng)位置，再?zèng)Q定配倉(cāng)皮帶電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。完成此作業(yè)后，發(fā)出可以加料信號(hào)；

(3)料向判斷：主原料焦炭粉和鉻鐵礦粉均有3個(gè)倉(cāng)。

①當(dāng)有兩個(gè)倉(cāng)已達(dá)“料空”位時(shí)，須發(fā)出急需上料信號(hào)。收料系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)后，該信號(hào)自動(dòng)停止。

②因作業(yè)制度決定，一般情況下，兩種物料不可能同時(shí)發(fā)出“料空”信號(hào)(只有在原料場(chǎng)發(fā)生事故，無(wú)法正常供料并已延續(xù)一段時(shí)間后才可能出現(xiàn))。如果確定發(fā)生這種情況，本操作系統(tǒng)應(yīng)向主控制發(fā)出斷料報(bào)警。

(4)當(dāng)受料倉(cāng)已達(dá)料面要求后，應(yīng)發(fā)出“料滿(mǎn)”信號(hào)，準(zhǔn)備下一個(gè)倉(cāng)加料。準(zhǔn)備下一個(gè)倉(cāng)加料的情況如下：同種物料3個(gè)倉(cāng)連續(xù)布置，加料時(shí)應(yīng)停止整個(gè)受料系統(tǒng)工作，然后移動(dòng)到需加料的倉(cāng)位，為下次啟動(dòng)做好準(zhǔn)備工作。

2.3 供料系統(tǒng)控制要求

2.3.1 供料系統(tǒng)啟動(dòng)順序

(1)啟動(dòng)供料總皮帶；

(2)啟動(dòng)焦炭粉倉(cāng)下的圓盤(pán)給料機(jī)；

(3)啟動(dòng)鉻鐵礦粉倉(cāng)下的圓盤(pán)給料機(jī)；

(4)啟動(dòng)碎礦倉(cāng)下的圓盤(pán)給料機(jī)；

(5)啟動(dòng)膨潤(rùn)土圓盤(pán)給料機(jī)。

注：第(4)點(diǎn)中的圓盤(pán)給料機(jī)并不是始終開(kāi)啟的，這就形成兩種作業(yè)程序，暫定為作業(yè)程序①不執(zhí)行(4)；②執(zhí)行(4)。

2.3.2 供料系統(tǒng)連鎖要求

(1)按啟動(dòng)順序聯(lián)鎖；

(2)當(dāng)系統(tǒng)中某一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，前方設(shè)備必須停止工作，并發(fā)出燈光及音響信號(hào)。

2.3.3 自動(dòng)控制要求

(1)自動(dòng)換倉(cāng)作業(yè)要求

當(dāng)貯料倉(cāng)料面達(dá)到“低料位”時(shí)發(fā)出換倉(cāng)預(yù)備信號(hào)。當(dāng)貯料倉(cāng)料面達(dá)到“料空”位置時(shí)，停止該貯料倉(cāng)下的圓盤(pán)給料機(jī)和拖拉皮帶秤工作，同時(shí)啟動(dòng)另一個(gè)貯料倉(cāng)下的圓盤(pán)給料機(jī)和拖拉皮帶。系統(tǒng)仍處于工作狀態(tài)。

當(dāng)兩個(gè)倉(cāng)出現(xiàn)“料空”信號(hào)，就須發(fā)出加料信號(hào)。

(2)自動(dòng)調(diào)節(jié)圓盤(pán)給料機(jī)和給料量

圓盤(pán)給料機(jī)的給料量是由圓盤(pán)給料機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的，給料機(jī)的電機(jī)需要變頻調(diào)速，請(qǐng)配備變頻器。重量信號(hào)是由圓盤(pán)給料機(jī)下配設(shè)的稱(chēng)量皮帶發(fā)出的，當(dāng)指定信號(hào)與稱(chēng)量信號(hào)差值小于稱(chēng)量指定信號(hào)的5%時(shí)，即為合格。

(3)稱(chēng)量補(bǔ)償

本生產(chǎn)線(xiàn)為連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn)，不同于高爐上料系統(tǒng)。上一次上料出現(xiàn)的稱(chēng)量誤差可以在下一次上料時(shí)給予補(bǔ)償。由烘干機(jī)的工作過(guò)程得知，物料在烘干機(jī)的停留時(shí)間為20～30 min，因此本補(bǔ)償作業(yè)，可以按時(shí)間段進(jìn)行，前一個(gè)時(shí)間段測(cè)得的稱(chēng)量誤差可以在下一個(gè)時(shí)間段補(bǔ)償。該時(shí)間段暫定為5 min。也即前5 min的稱(chēng)量誤差，在下一個(gè)5 min內(nèi)完成補(bǔ)償。

(4)水分補(bǔ)償

因?yàn)樵撋a(chǎn)過(guò)程的配料計(jì)算是按干基物料進(jìn)行的，而實(shí)際生產(chǎn)中各種物料的水分都是波動(dòng)的，如遇下雨天波動(dòng)會(huì)很大。稱(chēng)量過(guò)程測(cè)得的重量是含水的，所以必須進(jìn)行水分補(bǔ)償。水分檢測(cè)裝置設(shè)在稱(chēng)量皮帶上。

因水分監(jiān)測(cè)裝置種類(lèi)很多，請(qǐng)按專(zhuān)業(yè)予以配立，下階段設(shè)計(jì)中互相協(xié)商決定。同樣按時(shí)間段進(jìn)行補(bǔ)償，根據(jù)前一個(gè)時(shí)間段的物料重量以及測(cè)得的水分含量，在下一個(gè)時(shí)間段內(nèi)補(bǔ)償該物料的流量。

2.4 烘干系統(tǒng)控制要求

2.4.1 烘干系統(tǒng)啟動(dòng)順序

(1)啟動(dòng)02.07皮帶；

(2)啟動(dòng)02.06電磁除鐵器；

(3)燃?xì)鉅t—烘干機(jī)—除塵器(02.03—02.04—02.05)系統(tǒng)廠(chǎng)家自帶控制系統(tǒng)啟動(dòng)；

(4)啟動(dòng)02.01皮帶。

注：停止順序與啟動(dòng)順序相反，需要聯(lián)動(dòng)。

2.4.2 烘干系統(tǒng)聯(lián)鎖要求

(1)按啟動(dòng)順序聯(lián)鎖；

(2)當(dāng)系統(tǒng)中某一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，前方設(shè)備必須停止作業(yè)，并發(fā)出燈光及音響信號(hào)。

3 結(jié)束語(yǔ)

電氣控制要求是電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的依據(jù)，工藝主專(zhuān)業(yè)需準(zhǔn)確地描述整個(gè)工藝的控制要求，除此之外，還需提供設(shè)備載荷表，電氣原理圖等。當(dāng)今工廠(chǎng)設(shè)計(jì)一般都要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，各工藝的電氣控制要求是工藝的精髓，是整個(gè)工程是否能夠成功運(yùn)行的關(guān)鍵因素。此原料系統(tǒng)貯料倉(cāng)較多，作業(yè)率大，共用的物料運(yùn)輸設(shè)備多，所以控制方面更加復(fù)雜。

原料電氣控制要求主要包括貯料倉(cāng)的料位控制，自動(dòng)換倉(cāng)控制，物料運(yùn)輸設(shè)備的控制，稱(chēng)量系統(tǒng)控制，稱(chēng)量補(bǔ)償，各個(gè)設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)，及各個(gè)警報(bào)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求。

2015-07-06

TF325