淺析煤層注水流量計(jì)在冶煉余熱鍋爐自動化控制中的應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù):1815 發(fā)布時間:2021-01-16 12:35:03
摘要:DCS系統(tǒng)能夠提高設(shè)備的控制質(zhì)量,確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。結(jié)合 DCS系統(tǒng)特點(diǎn),討論其在有色鉛鋅冶煉余熱鍋爐自動化控制中所起到的具體作用,為余熱鍋爐的自動化控制提供一些參考和借鑒。
1 有色鉛鋅冶煉余熱鍋爐簡述
1. 1有色鉛鋅冶煉工藝流程
在有色金屬冶煉過程中,將原料、燃料和輔助材料根據(jù)熱平衡原理按一定比例進(jìn)行配料,配料后的物料與空氣或高含氧的混合空氣在熔煉爐中進(jìn)行氧化或還原反應(yīng),熔煉出有色金屬產(chǎn)品。同時,在熔煉過程中會產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔猓?1200 ℃ 左右),高溫?zé)煔饨?jīng)過余熱鍋爐時,與余熱鍋爐水側(cè)的軟化水進(jìn)行熱量交換,煙溫迅速降至 250℃ 以下,再經(jīng)收塵、制酸或脫硫裝置進(jìn)一步收塵、降溫、凈化,*終達(dá)標(biāo)排放。余熱鍋爐水側(cè)的軟化水經(jīng)熱量交換后產(chǎn)生中壓飽和蒸汽(4 MPa 左右),送至余熱發(fā)電機(jī)組發(fā)電。具體的工藝流程如圖 1 所示。
1.2余熱鍋爐
在有色鉛鋅冶煉中,大多數(shù)選擇是爐窯水管式余熱鍋爐。從鍋爐控制對象來分,它主要由除鹽水箱、除氧給水泵、除氧器、汽包給水泵、余熱鍋爐本體、汽包、分汽缸、刮板除灰機(jī)、清灰系統(tǒng)等組成;根據(jù)自動化儀表來分,其主要由測量儀表(水位、壓力、流量、溫度等),執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電動、氣動調(diào)節(jié)閥、變頻器),設(shè)備電器控制以及 DCS 系統(tǒng)等組成。
2DCS 系統(tǒng)在有色鉛鋅冶煉余熱鍋爐控制的應(yīng)用要點(diǎn)
2.1DCS系統(tǒng)保證入爐煙氣穩(wěn)定供熱
保障余熱鍋爐系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,不僅要對余熱鍋爐水側(cè)的軟化水進(jìn)行控制,同時也需要將熔煉中產(chǎn)生煙氣的熱能控制在一定的范圍內(nèi),這樣才能保障余熱鍋爐及余熱發(fā)電的穩(wěn)定運(yùn)行。因此,這就要求不僅對進(jìn)入熔煉爐的物料按熱平衡原理計(jì)算出的比例進(jìn)行自動配料,對進(jìn)入熔煉爐氣體的流量、含氧量以及壓力也需要進(jìn)行控制,而且還需要對物料與氣體之間的比例進(jìn)行控制,這樣才能使物料在熔煉爐內(nèi)充分進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)??紤]以上需求,可以利用功能強(qiáng)大的 DCS 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn): ① 對原料、燃料和輔助材料按比例進(jìn)行精確穩(wěn)定動態(tài)配料,保證入爐物料有可靠的熱平衡穩(wěn)定性。 ② 對入爐混合空氣的流量以及含氧量進(jìn)行動態(tài)控制。 ③ 根據(jù)空料比或氧料比,對入爐加料量與混合空氣的流量、含氧量之間實(shí)現(xiàn)綜合聯(lián)動的比值調(diào)節(jié)。 ④ 為保障出口煙氣的熱能穩(wěn)定控制,根據(jù)入爐煙氣溫度,可以通過 DCS系統(tǒng)做到生產(chǎn)工藝的聯(lián)動??傊ㄟ^ DCS 系統(tǒng),能綜觀全局,實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制,其不僅穩(wěn)定生產(chǎn)、保證產(chǎn)量,也保障了出口煙氣的熱能穩(wěn)定控制,確保鍋爐內(nèi)蒸汽的壓力始終保持在穩(wěn)定狀態(tài),符合定值標(biāo)準(zhǔn),以*少的熱量能耗實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的燃燒效果,控制冶煉工藝熔煉爐的生產(chǎn)穩(wěn)定 。
2.2DCS系統(tǒng)對余熱鍋爐運(yùn)行關(guān)鍵參數(shù)的控制調(diào)節(jié)
(1)DCS系統(tǒng)對余熱鍋爐水側(cè)的自動化控制可分為汽包水位三沖量串級自動調(diào)節(jié)控制,汽包、分汽缸蒸汽壓力PID調(diào)節(jié)自動控制,給水泵的變頻控制,除氧器水位PID調(diào)節(jié)自動控制,除氧器軟化水蒸氣加熱自動控制,除鹽水箱水位自動控制,清灰振動時序控制以及綜合聯(lián)動等。
(2)在余熱鍋爐控制中,汽包水位控制是重中之重。因鍋爐是發(fā)電、冶煉、化工等工業(yè)部門重要的能源、熱源動力設(shè)備,盡管鍋爐種類很多,但蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和蒸汽處理系統(tǒng)基本是相同的。余熱鍋爐設(shè)備是一個比較復(fù)雜的調(diào)節(jié)對象,為保證余熱鍋爐設(shè)備的安全穩(wěn)定并提供合格的蒸汽,余熱鍋爐汽包的水位控制至關(guān)重要。汽包水位過高會影響汽水分離,使蒸汽帶液,損壞汽輪機(jī)葉片;水位過低會損壞鍋爐,甚至引起爆炸。鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)就是使給水量與鍋爐的蒸汽量相平衡,并維持汽包水位在工藝規(guī)定的范圍內(nèi)。目前汽包水位控制方式有單沖量、雙沖量和三沖量 3 種,其中三沖量汽包水位控制是目前汽包水位*佳的控制方式之一。利用 DCS 系統(tǒng)特點(diǎn),通過編程方式實(shí)現(xiàn):汽包的水位是主沖量(主信號),蒸汽流量、給水量是輔助前饋沖量,根據(jù)蒸汽流量、給水量的變化及時校正調(diào)節(jié)閥閥位開度。其中,汽包水位是主回路調(diào)節(jié)控制,給水量的調(diào)節(jié)回路是副回路串級控制,其汽包水位的設(shè)定值由主回路來確定,副回路的給定值(即給水流量)由主回路調(diào)節(jié)器輸出來控制決定;蒸汽流量變化及時提前補(bǔ)償副回路給定值,從而實(shí)現(xiàn)前饋—串級復(fù)雜的系統(tǒng)功能調(diào)節(jié)。通過 DCS 系統(tǒng)的操作站(人機(jī)界面),利用 DCS 系統(tǒng)的 PV 、 SP 、 OP 運(yùn)行趨勢圖 ,對主、副回路PID 參數(shù)進(jìn)行直觀整定;根據(jù)汽包水位不同限值、熔煉爐不同工況階段,通過 DCS 系統(tǒng)可以做到對汽包水位進(jìn)行分程設(shè)定不同的值,實(shí)現(xiàn)對汽包水位的穩(wěn)定控制。
(3)余熱鍋爐采用 DCS系統(tǒng),不僅延長鍋爐系統(tǒng)的使用年限,而且對余熱鍋爐安全運(yùn)行提供了保障,如:一旦出現(xiàn)汽包水位過低等嚴(yán)重情況, DCS系統(tǒng)就會立刻聯(lián)動執(zhí)行停風(fēng)、停料、進(jìn)一步停爐等緊急避險操作。
2.3DCS系統(tǒng)對余熱鍋爐水力循環(huán)的控制
爐窯水管式余熱鍋爐水側(cè)水力循環(huán)分強(qiáng)制循環(huán)和自然循環(huán)兩種。對于強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐來說,不僅需要對循環(huán)動力、循環(huán)軟化水流量、各循環(huán)點(diǎn)水溫進(jìn)行監(jiān)控,還需要對水力循環(huán)中的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。因此,要綜合提高余熱鍋爐的應(yīng)用質(zhì)量。如:鍋爐內(nèi)的水酸堿值應(yīng)該保持在 10~12 ;硬度不易過高,我國《工 業(yè) 鍋 爐 水 質(zhì) 》( GB1576 - 2008 )文件中提出了嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn);需要使用儀器儀表對爐水情況進(jìn)行定期分析,取樣化驗(yàn),并做好排污工作,以免灰塵雜物沉積過多,在鍋爐底部形成結(jié)垢,伴隨水循環(huán)發(fā)生管堵現(xiàn)象。雖然我國很多企業(yè)在使用鍋爐余熱資源時已經(jīng)較為成熟,但是DCS系統(tǒng)在鍋爐水質(zhì)自動測控方面上仍存在一定困難,需要盡快完善監(jiān)督管理體系,從而推進(jìn)我國鍋爐系統(tǒng)應(yīng)用的不斷發(fā)展。
2.4DCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集監(jiān)測組網(wǎng)
(1)DCS系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時存貯,對歷史數(shù)據(jù)可以按時間進(jìn)行查詢,通過趨勢圖可以分析故障發(fā)生原因,還可以對測點(diǎn)數(shù)據(jù)超限通過 DCS畫面發(fā)出聲光報警、關(guān)鍵測點(diǎn)數(shù)據(jù)嚴(yán)重超限時可以自動聯(lián)鎖停機(jī)等。這些功能為技術(shù)人員、操作人員、儀表維修人員分析、判斷、及時處理設(shè)備或工藝故障提供了很好的工具,為安全生產(chǎn)提供了有力保障。
(2)在有色鉛鋅冶煉過程中,為提高產(chǎn)品的回收率,需要對物料進(jìn)行多工序冶煉,這就產(chǎn)生出多種形式的熔煉爐,也就配套生成了多臺余熱鍋爐。根據(jù)工藝、設(shè)備、生產(chǎn)管理等方面的要求,需要對它們進(jìn)行集中管理與控制。因此,利用 DCS開放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和國際性的開放現(xiàn)場總線這一特性,可以做到對多臺鍋爐(例如:鉛鋅冶煉中的底吹爐、側(cè)吹爐、煙化爐、鋅碚燒爐的余熱鍋爐)、配套冶煉生產(chǎn)線以及余熱發(fā)電機(jī)組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集監(jiān)測綜合組網(wǎng),對每臺鍋爐產(chǎn)生的中壓飽和蒸汽進(jìn)行并網(wǎng)控制、集中輸送,從而保障余熱能源的充分利用、發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了公司內(nèi)各工序之間的本地控制、異地數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)一調(diào)度、余熱能源*大化利用。
2.5DCS系統(tǒng)儀表設(shè)備的選型
對于整套自動化儀表系統(tǒng)來說,DCS 系統(tǒng)是“上層建筑”,而儀表設(shè)備是“經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)”,儀表設(shè)備的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性對自動化控制是十分重要的。有色鉛鋅冶煉及余熱鍋爐工藝涉及的儀表設(shè)備種類繁多:有測溫的,如熱電偶、熱電阻;有測壓的,如壓力和差壓變送器;有流量測量,如采用差壓式(如孔板、阿流巴等)、渦街、電磁、熱式質(zhì)量等原理的流量計(jì);有分析氣體成分的分析表、水位計(jì);有氣動、電動調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此,對儀表設(shè)備的選型、安裝和使用應(yīng)注意幾點(diǎn):
(1)對引風(fēng)機(jī)出口煙氣流量的測量,可選用熱式質(zhì)量流量計(jì);對常壓、常溫、導(dǎo)電液體介質(zhì)的流量測量,可選用煤層注水流量計(jì);對于氣體、蒸汽的流量測量,可采用孔板等帶溫壓補(bǔ)償?shù)牧髁坑?jì)。
(2)汽包兩側(cè)水位的測量應(yīng)采用不同原理制造的水位計(jì)。傳統(tǒng)的測量方法是采用平衡容器差壓式水位計(jì),由于該測量方式的引壓管道在冬天時管道內(nèi)易結(jié)冰,不能正常工作,因此需要對引壓管道進(jìn)行伴熱保溫。同時,它也不能實(shí)施全工況測量,存在“假水位”測量,例如在鍋爐啟停、連排、排空、事故等不穩(wěn)定運(yùn)行工況下建立穩(wěn)定差壓條件時間較長,恢復(fù)時間較長或干脆不能建立正常差壓,需要人工干預(yù)等。汽包水位*佳的測量方法是采用智能汽包電容液位計(jì)或?qū)Рɡ走_(dá)液位計(jì),雖然價格略高,但生產(chǎn)中無須對管道伴熱保溫且平時基本不需要維護(hù)。但要注意的是,由于汽包內(nèi)的水在不同壓力和溫度下對汽包電液位計(jì)形成的電容值略有不同,或?qū)?dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的電磁波吸收略有不同,因此在汽包電容液位計(jì)或?qū)Рɡ走_(dá)液位計(jì)安裝完成后,需根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行遷移校正。
(3)在鍋爐設(shè)備的安裝調(diào)試期,設(shè)備全部安裝完成后進(jìn)行水壓試驗(yàn)前,*好將安裝好的鍋爐儀表如調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)等先拆卸下來,用短接連接;或?qū)x表設(shè)備前后的手動閥關(guān)閉,將旁路閥打開。這是由于鍋爐設(shè)備在焊接時會留下許多焊渣或鐵塊在管道內(nèi),水壓試驗(yàn)時這些焊渣或鐵塊會損壞儀表設(shè)備,如調(diào)節(jié)閥的閥芯或閥體,從而導(dǎo)致閥門關(guān)不嚴(yán),嚴(yán)重時甚至影響正常生產(chǎn)。
3 結(jié)語
在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)發(fā)展過程中, DCS系統(tǒng)的應(yīng)用對于控制余熱鍋爐正常運(yùn)行是十分關(guān)鍵的。近幾年,余熱鍋爐的資源利用率不斷提高, DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也更為廣泛,為企業(yè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
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1 有色鉛鋅冶煉余熱鍋爐簡述
1. 1有色鉛鋅冶煉工藝流程
在有色金屬冶煉過程中,將原料、燃料和輔助材料根據(jù)熱平衡原理按一定比例進(jìn)行配料,配料后的物料與空氣或高含氧的混合空氣在熔煉爐中進(jìn)行氧化或還原反應(yīng),熔煉出有色金屬產(chǎn)品。同時,在熔煉過程中會產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔猓?1200 ℃ 左右),高溫?zé)煔饨?jīng)過余熱鍋爐時,與余熱鍋爐水側(cè)的軟化水進(jìn)行熱量交換,煙溫迅速降至 250℃ 以下,再經(jīng)收塵、制酸或脫硫裝置進(jìn)一步收塵、降溫、凈化,*終達(dá)標(biāo)排放。余熱鍋爐水側(cè)的軟化水經(jīng)熱量交換后產(chǎn)生中壓飽和蒸汽(4 MPa 左右),送至余熱發(fā)電機(jī)組發(fā)電。具體的工藝流程如圖 1 所示。
1.2余熱鍋爐
在有色鉛鋅冶煉中,大多數(shù)選擇是爐窯水管式余熱鍋爐。從鍋爐控制對象來分,它主要由除鹽水箱、除氧給水泵、除氧器、汽包給水泵、余熱鍋爐本體、汽包、分汽缸、刮板除灰機(jī)、清灰系統(tǒng)等組成;根據(jù)自動化儀表來分,其主要由測量儀表(水位、壓力、流量、溫度等),執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電動、氣動調(diào)節(jié)閥、變頻器),設(shè)備電器控制以及 DCS 系統(tǒng)等組成。
2DCS 系統(tǒng)在有色鉛鋅冶煉余熱鍋爐控制的應(yīng)用要點(diǎn)
2.1DCS系統(tǒng)保證入爐煙氣穩(wěn)定供熱
保障余熱鍋爐系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,不僅要對余熱鍋爐水側(cè)的軟化水進(jìn)行控制,同時也需要將熔煉中產(chǎn)生煙氣的熱能控制在一定的范圍內(nèi),這樣才能保障余熱鍋爐及余熱發(fā)電的穩(wěn)定運(yùn)行。因此,這就要求不僅對進(jìn)入熔煉爐的物料按熱平衡原理計(jì)算出的比例進(jìn)行自動配料,對進(jìn)入熔煉爐氣體的流量、含氧量以及壓力也需要進(jìn)行控制,而且還需要對物料與氣體之間的比例進(jìn)行控制,這樣才能使物料在熔煉爐內(nèi)充分進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)??紤]以上需求,可以利用功能強(qiáng)大的 DCS 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn): ① 對原料、燃料和輔助材料按比例進(jìn)行精確穩(wěn)定動態(tài)配料,保證入爐物料有可靠的熱平衡穩(wěn)定性。 ② 對入爐混合空氣的流量以及含氧量進(jìn)行動態(tài)控制。 ③ 根據(jù)空料比或氧料比,對入爐加料量與混合空氣的流量、含氧量之間實(shí)現(xiàn)綜合聯(lián)動的比值調(diào)節(jié)。 ④ 為保障出口煙氣的熱能穩(wěn)定控制,根據(jù)入爐煙氣溫度,可以通過 DCS系統(tǒng)做到生產(chǎn)工藝的聯(lián)動??傊ㄟ^ DCS 系統(tǒng),能綜觀全局,實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制,其不僅穩(wěn)定生產(chǎn)、保證產(chǎn)量,也保障了出口煙氣的熱能穩(wěn)定控制,確保鍋爐內(nèi)蒸汽的壓力始終保持在穩(wěn)定狀態(tài),符合定值標(biāo)準(zhǔn),以*少的熱量能耗實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的燃燒效果,控制冶煉工藝熔煉爐的生產(chǎn)穩(wěn)定 。
2.2DCS系統(tǒng)對余熱鍋爐運(yùn)行關(guān)鍵參數(shù)的控制調(diào)節(jié)
(1)DCS系統(tǒng)對余熱鍋爐水側(cè)的自動化控制可分為汽包水位三沖量串級自動調(diào)節(jié)控制,汽包、分汽缸蒸汽壓力PID調(diào)節(jié)自動控制,給水泵的變頻控制,除氧器水位PID調(diào)節(jié)自動控制,除氧器軟化水蒸氣加熱自動控制,除鹽水箱水位自動控制,清灰振動時序控制以及綜合聯(lián)動等。
(2)在余熱鍋爐控制中,汽包水位控制是重中之重。因鍋爐是發(fā)電、冶煉、化工等工業(yè)部門重要的能源、熱源動力設(shè)備,盡管鍋爐種類很多,但蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和蒸汽處理系統(tǒng)基本是相同的。余熱鍋爐設(shè)備是一個比較復(fù)雜的調(diào)節(jié)對象,為保證余熱鍋爐設(shè)備的安全穩(wěn)定并提供合格的蒸汽,余熱鍋爐汽包的水位控制至關(guān)重要。汽包水位過高會影響汽水分離,使蒸汽帶液,損壞汽輪機(jī)葉片;水位過低會損壞鍋爐,甚至引起爆炸。鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)就是使給水量與鍋爐的蒸汽量相平衡,并維持汽包水位在工藝規(guī)定的范圍內(nèi)。目前汽包水位控制方式有單沖量、雙沖量和三沖量 3 種,其中三沖量汽包水位控制是目前汽包水位*佳的控制方式之一。利用 DCS 系統(tǒng)特點(diǎn),通過編程方式實(shí)現(xiàn):汽包的水位是主沖量(主信號),蒸汽流量、給水量是輔助前饋沖量,根據(jù)蒸汽流量、給水量的變化及時校正調(diào)節(jié)閥閥位開度。其中,汽包水位是主回路調(diào)節(jié)控制,給水量的調(diào)節(jié)回路是副回路串級控制,其汽包水位的設(shè)定值由主回路來確定,副回路的給定值(即給水流量)由主回路調(diào)節(jié)器輸出來控制決定;蒸汽流量變化及時提前補(bǔ)償副回路給定值,從而實(shí)現(xiàn)前饋—串級復(fù)雜的系統(tǒng)功能調(diào)節(jié)。通過 DCS 系統(tǒng)的操作站(人機(jī)界面),利用 DCS 系統(tǒng)的 PV 、 SP 、 OP 運(yùn)行趨勢圖 ,對主、副回路PID 參數(shù)進(jìn)行直觀整定;根據(jù)汽包水位不同限值、熔煉爐不同工況階段,通過 DCS 系統(tǒng)可以做到對汽包水位進(jìn)行分程設(shè)定不同的值,實(shí)現(xiàn)對汽包水位的穩(wěn)定控制。
(3)余熱鍋爐采用 DCS系統(tǒng),不僅延長鍋爐系統(tǒng)的使用年限,而且對余熱鍋爐安全運(yùn)行提供了保障,如:一旦出現(xiàn)汽包水位過低等嚴(yán)重情況, DCS系統(tǒng)就會立刻聯(lián)動執(zhí)行停風(fēng)、停料、進(jìn)一步停爐等緊急避險操作。
2.3DCS系統(tǒng)對余熱鍋爐水力循環(huán)的控制
爐窯水管式余熱鍋爐水側(cè)水力循環(huán)分強(qiáng)制循環(huán)和自然循環(huán)兩種。對于強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐來說,不僅需要對循環(huán)動力、循環(huán)軟化水流量、各循環(huán)點(diǎn)水溫進(jìn)行監(jiān)控,還需要對水力循環(huán)中的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。因此,要綜合提高余熱鍋爐的應(yīng)用質(zhì)量。如:鍋爐內(nèi)的水酸堿值應(yīng)該保持在 10~12 ;硬度不易過高,我國《工 業(yè) 鍋 爐 水 質(zhì) 》( GB1576 - 2008 )文件中提出了嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn);需要使用儀器儀表對爐水情況進(jìn)行定期分析,取樣化驗(yàn),并做好排污工作,以免灰塵雜物沉積過多,在鍋爐底部形成結(jié)垢,伴隨水循環(huán)發(fā)生管堵現(xiàn)象。雖然我國很多企業(yè)在使用鍋爐余熱資源時已經(jīng)較為成熟,但是DCS系統(tǒng)在鍋爐水質(zhì)自動測控方面上仍存在一定困難,需要盡快完善監(jiān)督管理體系,從而推進(jìn)我國鍋爐系統(tǒng)應(yīng)用的不斷發(fā)展。
2.4DCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集監(jiān)測組網(wǎng)
(1)DCS系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時存貯,對歷史數(shù)據(jù)可以按時間進(jìn)行查詢,通過趨勢圖可以分析故障發(fā)生原因,還可以對測點(diǎn)數(shù)據(jù)超限通過 DCS畫面發(fā)出聲光報警、關(guān)鍵測點(diǎn)數(shù)據(jù)嚴(yán)重超限時可以自動聯(lián)鎖停機(jī)等。這些功能為技術(shù)人員、操作人員、儀表維修人員分析、判斷、及時處理設(shè)備或工藝故障提供了很好的工具,為安全生產(chǎn)提供了有力保障。
(2)在有色鉛鋅冶煉過程中,為提高產(chǎn)品的回收率,需要對物料進(jìn)行多工序冶煉,這就產(chǎn)生出多種形式的熔煉爐,也就配套生成了多臺余熱鍋爐。根據(jù)工藝、設(shè)備、生產(chǎn)管理等方面的要求,需要對它們進(jìn)行集中管理與控制。因此,利用 DCS開放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和國際性的開放現(xiàn)場總線這一特性,可以做到對多臺鍋爐(例如:鉛鋅冶煉中的底吹爐、側(cè)吹爐、煙化爐、鋅碚燒爐的余熱鍋爐)、配套冶煉生產(chǎn)線以及余熱發(fā)電機(jī)組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集監(jiān)測綜合組網(wǎng),對每臺鍋爐產(chǎn)生的中壓飽和蒸汽進(jìn)行并網(wǎng)控制、集中輸送,從而保障余熱能源的充分利用、發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了公司內(nèi)各工序之間的本地控制、異地數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)一調(diào)度、余熱能源*大化利用。
2.5DCS系統(tǒng)儀表設(shè)備的選型
對于整套自動化儀表系統(tǒng)來說,DCS 系統(tǒng)是“上層建筑”,而儀表設(shè)備是“經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)”,儀表設(shè)備的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性對自動化控制是十分重要的。有色鉛鋅冶煉及余熱鍋爐工藝涉及的儀表設(shè)備種類繁多:有測溫的,如熱電偶、熱電阻;有測壓的,如壓力和差壓變送器;有流量測量,如采用差壓式(如孔板、阿流巴等)、渦街、電磁、熱式質(zhì)量等原理的流量計(jì);有分析氣體成分的分析表、水位計(jì);有氣動、電動調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此,對儀表設(shè)備的選型、安裝和使用應(yīng)注意幾點(diǎn):
(1)對引風(fēng)機(jī)出口煙氣流量的測量,可選用熱式質(zhì)量流量計(jì);對常壓、常溫、導(dǎo)電液體介質(zhì)的流量測量,可選用煤層注水流量計(jì);對于氣體、蒸汽的流量測量,可采用孔板等帶溫壓補(bǔ)償?shù)牧髁坑?jì)。
(2)汽包兩側(cè)水位的測量應(yīng)采用不同原理制造的水位計(jì)。傳統(tǒng)的測量方法是采用平衡容器差壓式水位計(jì),由于該測量方式的引壓管道在冬天時管道內(nèi)易結(jié)冰,不能正常工作,因此需要對引壓管道進(jìn)行伴熱保溫。同時,它也不能實(shí)施全工況測量,存在“假水位”測量,例如在鍋爐啟停、連排、排空、事故等不穩(wěn)定運(yùn)行工況下建立穩(wěn)定差壓條件時間較長,恢復(fù)時間較長或干脆不能建立正常差壓,需要人工干預(yù)等。汽包水位*佳的測量方法是采用智能汽包電容液位計(jì)或?qū)Рɡ走_(dá)液位計(jì),雖然價格略高,但生產(chǎn)中無須對管道伴熱保溫且平時基本不需要維護(hù)。但要注意的是,由于汽包內(nèi)的水在不同壓力和溫度下對汽包電液位計(jì)形成的電容值略有不同,或?qū)?dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的電磁波吸收略有不同,因此在汽包電容液位計(jì)或?qū)Рɡ走_(dá)液位計(jì)安裝完成后,需根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行遷移校正。
(3)在鍋爐設(shè)備的安裝調(diào)試期,設(shè)備全部安裝完成后進(jìn)行水壓試驗(yàn)前,*好將安裝好的鍋爐儀表如調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)等先拆卸下來,用短接連接;或?qū)x表設(shè)備前后的手動閥關(guān)閉,將旁路閥打開。這是由于鍋爐設(shè)備在焊接時會留下許多焊渣或鐵塊在管道內(nèi),水壓試驗(yàn)時這些焊渣或鐵塊會損壞儀表設(shè)備,如調(diào)節(jié)閥的閥芯或閥體,從而導(dǎo)致閥門關(guān)不嚴(yán),嚴(yán)重時甚至影響正常生產(chǎn)。
3 結(jié)語
在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)發(fā)展過程中, DCS系統(tǒng)的應(yīng)用對于控制余熱鍋爐正常運(yùn)行是十分關(guān)鍵的。近幾年,余熱鍋爐的資源利用率不斷提高, DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也更為廣泛,為企業(yè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
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