新型干法水泥生产过程DCS系统简述.doc

水泥生产过程DCS系统

摘要:本文介绍了以PLC为核心,采用网络技术实现水泥生产过程自动控制系统的硬件配置和软件组态。并对水泥生产过程中的主要控制技术进行了介绍。
关键词:DCS 水泥干法生产
概述
二十世纪水泥工业有两次重大的技术突破,第一次是回转窑在上世纪初得到全面推广,提高了水泥的产量和质量,奠定了水泥工业作为现代化工业的基础;第二次是五十年代悬浮预热器和七十年代预分解技术的出现,大大提高了水泥窑的热效率和单机生产能力,促进了水泥工业向大型化、现代化的进一步发展。
由于湿法窑具有良好的均化性能,产品质量优良,且操作维护方便,因而在20世纪上半叶一直是传统窑型发展的主流。60年代初发展到顶点,×232M,产量3600t/d。随着世界经济的高速增长,生产技术和水泥设备制造技术及其有关的材料性能的提高和自动化控制技术的发展,使生产规模进一步扩大和完善,加快了预热器的大型化和发展,60年代预热器窑投产的数量已超过湿法窑,70年代的能源危机进一步加速了干法生产的进程,预分解窑的出现,窑径在相同的情况下,产量增加了一倍以上,热耗进一步下降,为水泥产量迅速增长创造了条件,其投资和生产成本远低于湿法窑。预分解窑的先进技术综合反映在以下方面:
水泥熟料热耗一般水平为3100kJ/kg(~740kcal/kg),先进的可达2930kJ/kg(~700kcal/kg)。
水泥电耗一般水平为95~100kWh/,先进的约85~90kWh/t水泥。
窑系统年运转率一般为85%,先进约为90%,生料磨的年运转率可与窑匹配。
劳动生产率视生产线规模而定,大型生产线一般为8000~10000t水泥/,先进的可达15000t水泥/。
有毒有害气体排放量得到严格控制,粉尘排放量一般<50mg/m3,先进的为15~30mg/m3,NOx、SOx均低于控制指标以内。
熟料质量优良,达到国家所规定的高标号熟料质量要求。
水泥工艺的重大变化对生产的自动控制提出了更高的要求。DCS系统、FCS系统在水泥行业的推广应用为水泥工艺的变化提供了技术保证。目前控制系统硬件以国外品牌为主,控制系统应用软件自行开发。
水泥生产过程DCS系统
主要生产过程控制原理
水泥生产工艺主要包括:生料制备、水泥烧成、水泥制成等主要环节。这些环节直接影响到水泥生产的质量和生产厂的经济效益。水泥制成与生料制备在控制方面类似。故本文主要对生料制备、水泥烧成进行介绍。
生料制备框图
砂岩
粘士
矿石
石灰石
均化监测
均化库
生料均化
配比控制
生料配料
成份分析
生料磨
负荷控制

生料制备控制原理
本工段的主要控制环节是:生料质量控制、原料粉磨机负荷控制、原料粉磨入磨负压自动调节。

生料质量控制系统是通过入库生料取样系统,取出生料的平均试样,将试样送到样品制备间,制成标准试样,在荧光分析仪上分析生料试样的成份,把各种参数送入计算机,由计算机计算出生料率值,根据已设定的生料率值,然后进行分析处理得到新的喂料比例,同时用该信号控制原料配料库下定量给料机的皮带机速度,以改变各种物料的配比,使得生料的率值符合要求的设定率值。

原料粉磨机负荷控制系统是通过立磨进、出口差压参数的检测,送入计算机,由计算机分析处理,再控制配料库底定量给料机的给料量,以控制原料粉磨的喂料量,保证磨机运行在最佳的工况状态下。

保持立磨内适当的风速以及热风量与喂料量的适当比例,对原料系统热工参数的稳定及获得合格的产品,起着至关重要的作用。其控制方法是利用立磨入口压力调节原料粉磨系统循环阀门开度来实现。
水泥烧成框图
熟料库
熟料冷却
分解炉监测
煤磨气体
成分分析
温度监测
水泥煅烧
负荷控制
煤粉计量
窑外分解
喂料量控制
煤粉制备
煤粉量控制
水泥烧成控制原理
本工段的主要控制煤粉制备、水泥煅烧、分解炉等环节。

煤磨机负荷控制系统是通过立磨进、出口差压参数的检测,并送入计算机由计算机分析处理,控制原煤仓圆盘喂料机的变频装置。通过改变其圆盘喂料机的转速而实现改变其喂料装置的喂料量。实现对煤磨磨机负荷的有效控制,以保证磨机安全运行在最佳的工况状态下。

为确保煤磨的安全操作,保持磨内温度稳定于安全限值以内是十分重要的。其控制方法是利用磨机出口温度调节入磨冷风阀阀门的开度,确保磨内温度稳定在要求的限值内。

探求最佳运转操作,窑炉的热工制度稳定是一个重要因素。出五级旋风筒气体是窑尾废气和分解炉气