DCS控制系統(tǒng)在水泥生產(chǎn)實用工藝流程中地應(yīng)用

1、DCS控制系統(tǒng)在水泥生產(chǎn)工藝流程中的應(yīng)用學(xué)院：電氣工程與自動化班級：B130410學(xué)號：B13041013姓名：劉牧澤目 錄摘要2關(guān)鍵詞21、緒論21.1前言32、DCS控制系統(tǒng)簡介42.1概述42.1.1 DCS系統(tǒng)簡介4集散控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 7集散控制系統(tǒng)的軟件技術(shù) 72.2 DCS控制技術(shù)的發(fā)展72.3水泥廠控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷83、水泥生產(chǎn)工藝103.1水泥概述103.2工藝流程簡介10破碎及預(yù)均化 11生料制備11生料均化11預(yù)熱分解11水泥熟料的燒成 12326水泥粉磨133.3主要部分設(shè)備工作原理 154、DCS控制技術(shù)在工藝中的應(yīng)用 164.1控制項目16轉(zhuǎn)速控制16溫度控制1

2、84.2生料粉磨中的過程控制 184.3水泥廠常見設(shè)備的控制方法 194.4各工段控制方案22附錄：ATOX 50型水泥立磨示意圖 24參考資料25DCS控制技術(shù)在水泥生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用摘要以往的水泥生產(chǎn)線是以現(xiàn)場控制為主的， 主要通過繼電器控制系統(tǒng)進行控制， 無論在人力還是物力方面投資都是很大的， 近年來由于自動化技術(shù)的快速發(fā)展，DCS 控制技術(shù)在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用， DCS系統(tǒng)在水泥生產(chǎn)線上的使用，使得水泥 廠在人力和物力方面的投資大大減少， 增加了效率，另外也降低了危險系數(shù)，員工安 全得到有力的保障。關(guān)鍵詞水泥生產(chǎn)工藝，DCS,過程控制，PID1、緒論1.1前言隨著社會的快速發(fā)展，水泥

3、建材需求不斷擴大，應(yīng)用范圍也越來越廣泛，從高樓 大廈到園林藝術(shù)，都需要水泥的澆筑。另外，微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制理 論和通信技術(shù)的發(fā)展，DCS技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用，越來越深入。當(dāng) 然在水泥行業(yè)也不例外，DCS控制系統(tǒng)也得到了很大的應(yīng)用。由于 DCS的應(yīng)用，在 人員方面減少了需求，提高了效率；在安全方面，由于不需要人親自到現(xiàn)場即可進行 對整個生產(chǎn)流水線的控制，大大提高了安全系數(shù)。這篇實習(xí)報告就是我在銅陵上峰水 泥股份有限公司實習(xí)所得。在論文中寫到了 DCS的相關(guān)理論，并提到了水泥的部分知識。結(jié)合實習(xí)的實際 情況，將DCS控制技術(shù)與水泥生產(chǎn)工藝流程相結(jié)合， 敘述了 DCS控制技

4、術(shù)在水泥生 產(chǎn)工藝流程中的應(yīng)用，其中涉及到溫度控制、流量控制、壓力控制、轉(zhuǎn)速控制等。論 文中寫到了我的專業(yè)課所學(xué)，同時也聯(lián)系了我實習(xí)時所學(xué)到的新知識， 可謂是理論聯(lián) 系實際。在實習(xí)過程中，我所在的車間是生料車間，故而我所寫內(nèi)容大部分是圍繞生 料粉磨的流程而寫的。由于我的知識水平有限以及專業(yè)知識的欠缺，論文中難免會有不妥或錯誤之處， 希望老師批評指正。2、DCS控制系統(tǒng)簡介2.1概述計算機集散控制系統(tǒng)，又稱計算機分布式控制系統(tǒng)(Distributed Co ntrolSystem )，簡稱DCS系統(tǒng)。他是一種綜合了計算機技術(shù)、 控制技術(shù)、通信技術(shù)、CRT 技術(shù)，即4C技術(shù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程集中監(jiān)測

5、、操作、管理和分散控制的新型控制系 統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)既不同于分散的儀表控制，又不同于集中計算機控制系統(tǒng)，它克服了二者的缺陷而集中了二者的優(yōu)勢。 與模擬儀表控制相比，它具有連接方便、采用軟 連接的方法連接、容易更改、顯示方式靈活、顯示內(nèi)容多樣、數(shù)據(jù)存儲量大、占用空 間少等優(yōu)點；與計算機集中控制系統(tǒng)相比，它具有操作監(jiān)督方便、危險分散、功能分 散等優(yōu)點。另外，集散控制系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了分散控制、分而自治，而且實現(xiàn)了集中管 理、整體優(yōu)化，提高了生產(chǎn)自動化水平和管理水平， 成為過程自動化和信息管理自動 化相結(jié)合的管理與控制一體化的綜合集成系統(tǒng)。這種系統(tǒng)組態(tài)靈活，通用性強，規(guī)模可大可小，既適用于中小型控制系統(tǒng)

6、，也適用于大型控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)具有如下特點：自治性，協(xié)調(diào)性，在線性和實時性，適應(yīng)性、靈活 性和可擴充性，系統(tǒng)組態(tài)靈活方便。2.1.1 DCS系統(tǒng)簡介集散控制系統(tǒng)是采用標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；拖盗谢脑O(shè)計，實現(xiàn)集中監(jiān)視、操作、管理，分散控制。其體系結(jié)構(gòu)從垂直方向可分為三級，第一級為分散過程控制級；第二級為集中控制管理級；第三級為綜合信息管理級，各級相互獨立又相互聯(lián)系。 從水平方向，每一級功能可分為若干子級(相當(dāng)于在水平方向分成若干級)。各級之間有通信網(wǎng)絡(luò)連接，級與各裝置之間喲本級的通信網(wǎng)絡(luò)進行通信聯(lián)系。（1 ）分散過程控制級分散過程控制級直接面向生產(chǎn)過程，是集散控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)

7、處理、回路調(diào)節(jié)控制和順序控制等功能，能獨立完成對生產(chǎn)過程的直接數(shù)字控制。其過程輸入信息是面向傳感器的信號，如熱電偶、熱電阻、變送器（溫度、壓力、液位、電壓、電流功率等）及開關(guān)量的信號，其輸出是作用于驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。同時，通 信網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)與同級之間的其他控制單元、上層操作管理站相連和通信，實現(xiàn)更大規(guī) 模的控制與管理。它可傳送操作管理級所需的數(shù)據(jù)，也能接受操作管理級發(fā)來的各種 操作指令，并根據(jù)操作指令進行相對的調(diào)整或控制。構(gòu)成這一級的主要裝置有：（a）現(xiàn)場控制站（工業(yè)控制機）；（b）可編程控制器PLC;（c）智能調(diào)節(jié)器；（d ）其他測量裝置。各控制器的核心部件是微處理器，且可以是單回路的，也可以是多

8、回路的。（2 ）集中操作監(jiān)控級這一級以操作監(jiān)視為主要任務(wù)，兼有部分管理功能。它是面向操作員和系統(tǒng)工程 師的，這一級配備有技術(shù)手段齊備，功能強的計算機系統(tǒng)及各類外部裝置，特別是 CRT顯示器和鍵盤，還需要較大存儲容量的存儲設(shè)備及功能強大的軟件支持，確保 工程師和操作員對系統(tǒng)進行組態(tài)、監(jiān)測和操作，對生產(chǎn)過程實現(xiàn)高級控制策略、故障 診斷、質(zhì)量評估等。這一級主要設(shè)備包括：（a）監(jiān)控計算機：即上位機，綜合監(jiān)視全系統(tǒng)的各工作站，具有多輸入多輸出控制功能，用以實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制或最優(yōu)管理。（b ）工程師操作站：主要用于系統(tǒng)的組態(tài)、維護和操作。（c）操作員操作站：主要用于對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視和操作。（3 ）綜合

9、信息管理級這一級有管理計算機、辦公自動化軟件、工廠自動化服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)成，從而實現(xiàn)整 個企業(yè)的綜合信息管理。綜合信息管理主要包括生產(chǎn)管理和經(jīng)營管理。（4）通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信控制系統(tǒng)將集散控制系統(tǒng)的各分布部分連接一起，完成各種數(shù)據(jù)、指令及其他信息的傳遞。圖1、集散控制系統(tǒng)（DCS）示意圖滬1T4».|_4ml":>ir ir w ir壓力開黃 幵黃tt李4IWIl«J科軍耳 爾般早圖2、集散控制系統(tǒng)（DCS）結(jié)構(gòu)示意圖2.1.2 集散控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)（1 ）分散過程控制級分散控制級主要由各種測控裝置組成，常用的有現(xiàn)場控制站、可編程控制器PLC、 智能調(diào)節(jié)器。（2

10、）集中操作監(jiān)控級由監(jiān)控計算機、操作員工作站和工程師工作站等組成，硬件主要由操作臺、監(jiān)控 計算機、鍵盤、圖形顯示設(shè)備、打印機等組成。（3 ）綜合信息管理級這一級主要執(zhí)行生產(chǎn)管理和 經(jīng)營管理功能。主要由管理計算機、辦公自動化服 務(wù)系統(tǒng)、工廠自動化服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)成。（4）通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)中各級的通信設(shè)備是通過通信網(wǎng)絡(luò)互連，并進行相互通信的，已達到既自治又相互協(xié)調(diào)工作。主要組成有：通信介質(zhì)等。2.1.3 集散控制系統(tǒng)的軟件技術(shù)集散控制系統(tǒng)的軟件可分三類：控制軟件、操作軟件和組態(tài)軟件。（1 ）控制軟件：實現(xiàn)分散過程控制級的過程控制設(shè)備具有的數(shù)據(jù)采集、控制輸出、自動控制和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。（2 ）操作軟

11、件：完成實時數(shù)據(jù)管理、歷史數(shù)據(jù)存儲和管理、控制回路調(diào)節(jié)和顯示、 生產(chǎn)工藝流程畫面顯示、系統(tǒng)狀態(tài)、趨勢顯示以及產(chǎn)生記錄的打印和管理等功能。（3）組態(tài)軟件：包括畫面組態(tài)、數(shù)據(jù)組態(tài)、報表組態(tài)、控制回路組態(tài)等。2.2 DCS控制技術(shù)的發(fā)展自美國Honeywell公司于1975年成功地推出了第一個集散控制系統(tǒng)一一 TDC2000型計算機集散控制系統(tǒng)以來，經(jīng)歷了 20多年的時間，集散控制系統(tǒng)已經(jīng) 走向成熟并獲得廣泛應(yīng)用。器發(fā)展具體經(jīng)歷了四個階段。（1 ）第一階段（70年代初）第一代集散控制系統(tǒng)大多具有微處理器的分級控制系統(tǒng)，主要有過程空盒子裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、CRT操作站、監(jiān)控計算機和數(shù)據(jù)高速公路五部分組

12、成。（2）第二階段（80十年代中前期）第二代產(chǎn)品在原來產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，進一步向高精度、高可靠性、標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、 模塊化、單元結(jié)構(gòu)化、智能方向發(fā)展，使之具有更強適應(yīng)性和擴展性。（3）第三階段（80年代中后期）第三代產(chǎn)品開發(fā)了高一層次的信息管理系統(tǒng)和符合國際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO的OSI開放式互聯(lián)考模型的局域網(wǎng)絡(luò)。（4）第四階段（90年代初開始）在20世紀(jì)90年代，隨著對控制和管理要求的不斷提高，第四代集散控制系統(tǒng) 以管理一體化形式出現(xiàn)。它在硬件上采用了開放的工作站，使用RISC替代CISC，采用了客戶機/服務(wù)器（Client/Server ）的結(jié)構(gòu)2.3水泥廠控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷*氣動儀表式控制系統(tǒng)*電動

13、但愿組合式模擬儀表控制系統(tǒng)*集中式數(shù)字控制系統(tǒng)*分布式控制系統(tǒng)*分布式控制系統(tǒng)DCS*現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS由于現(xiàn)場總線適應(yīng)了工業(yè)控制系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、分散化、智能化發(fā)展的方向，它的出現(xiàn)導(dǎo)致了傳統(tǒng)控系統(tǒng)的變革，形成了新型的網(wǎng)絡(luò)化繼承至全分布控制系統(tǒng)一一現(xiàn) 場總線控制系統(tǒng)。FCS既是一個開放通信網(wǎng)絡(luò)，又是一個全分布式控制系統(tǒng)。它作為智能設(shè)備的聯(lián) 系紐帶，吧掛接在總線上作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的智能設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并進一步構(gòu)成自動化系統(tǒng)；實現(xiàn)基本控制、補償計算、參數(shù)修改、報警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控制一 體化的綜合自動化系統(tǒng)。這是一項以智能傳感器、控制、計算機、數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)為主 要內(nèi)容的綜合技術(shù)。目前新型干法水

14、泥廠絕大部分采用分布式計算機控制系統(tǒng)進行控 制。3、水泥生產(chǎn)工藝3.1 水泥概述水泥(cement)，粉狀水硬性無機膠凝材料。加水?dāng)嚢璩蓾{體后能在空氣或水中 硬化，用以將砂、石等散粒材料膠結(jié)成砂漿或混凝土。硅酸鹽水泥生產(chǎn)的原料：1. 硅酸鹽水泥的主要成分硅酸三鈣(3CaO SiO2)、硅酸二鈣(2CaO SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO AI2O3)、 鐵鋁酸四鈣(4CaO AI2O3 Fe2O3 )其中：CaO 62 67% ; SiO2 20 24% ; AI2O3 4 7% ; Fe2O3 2 6%。2. 硅酸鹽水泥生產(chǎn)的主要原料(1) 石灰質(zhì)原料： 以碳酸鈣為主要成分的原料，是水泥熟料中

15、 CaO的主要來 源。如石灰石、白堊、石灰質(zhì)泥灰?guī)r、貝殼等。一噸熟料約需1.41.5噸石灰質(zhì)干原料，在生料中約占80%左右。石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求如下表：品位CaO (%)MgO (%)R2O (%)SO3 (%)燧石或石英(%)一級品> 48V 2.5V 1.0V 1.0V 4.0二級品45 48V 3.0V 1.0V 1.0V 4.0(2) 粘土質(zhì)原料：含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要成分為SiO2，其次為AI2O3，少量Fe2O3，是水泥熟料中SiO2、AI2O 3、Fe2O3的主要來源。粘土質(zhì)原料主要有黃土、 粘土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。一噸熟料約需0.30.4噸粘土質(zhì)原料，在生料

16、中約占1117%。粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求如下表:品位硅酸率鐵率MgO(%)R2O (%)SO3 (%)塑性指數(shù)一級品2.7 3.51.5 3.5V 3.0V 4.0V 2.0> 12二級品2.02.7或3.5 4.0不限V 3.0V 4.0V 2.0> 12般情況下SiO2含量6067%，AI2O3含量1418%(3) 主要原料中的有害成分：MgO :影響水泥的安定性。水泥熟料中要求 MgO V5%，原料中要求MgOv 3%。 堿含量(K2O、Na2O):對正常生產(chǎn)和熟料質(zhì)量有不利影響。水泥熟料中要求R2O V 1.3%，原料中要求 R2O V4%。 P2O5：水泥熟料中含少量的 P

17、2O5對水泥的水化和硬化有益。當(dāng)水泥熟料中P2O5含量在0.3%時，效果最好，但超過1%時，熟料強度便顯著下降。P2O5含量 應(yīng)限制。 TiO2：水泥熟料中含有適量的TiO2,對水泥的硬化過程有強化作用。當(dāng)TiO2含量達0.51.0%，強化作用最顯著，超過3%時，水泥強度就要降低。如果含量繼續(xù)增加，水泥就會潰裂。因此在石灰石原料中應(yīng)控制TiO2V 2.0%3. 硅酸鹽水泥生產(chǎn)的輔助原料(1)校正原料鐵質(zhì)校正原料：補充生料中Fe2O3的不足，主要為硫鐵礦渣和鉛礦渣等。硅質(zhì)校正原料：補充生料中 SiO2的不足，主要有硅藻土等。鋁質(zhì)校正原料：補充生料中 AI2O3的不足，主要有鋁釩土、煤矸石、鐵釩土

18、等。校正原料的質(zhì)量要求硅質(zhì)原料硅率SiO2(%)R2O(%)> 4.0 70 90 V 4.0鐵質(zhì)原料 Fe2O3>40%鋁質(zhì)原料 AI2O3 > 30%(2)緩凝劑：以天然石膏和磷石膏為主。摻加量35%。4. 工業(yè)廢渣的利用 赤泥：燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁排出的赤色廢渣，以 CaO、SiO2為主。摻加石灰質(zhì)原料 可配制成生料。 電石渣：以CaO為主?？商娲糠质沂a(chǎn)水泥。 煤矸石：以SiO2、AI2O3為主?？商娲惩辽a(chǎn)水泥。 粉煤灰：以SiO2、AI2O3為主。可替代粘土配制生料，也可作混合材料。 石煤：以SiO2、AI2O3為主。可作粘土質(zhì)原料，也可作燃料。3.2工藝流程

19、簡介水泥的生產(chǎn)工藝，以石灰石和粘土為主要原料，經(jīng)破碎、配料、磨細制成生料， 喂入水泥窯中煅燒成熟料，加入適量石膏（有時還摻加混合材料或外加劑）磨細而成。 可簡述為“兩磨一燒”。上峰公司采用的是新型干法水泥生產(chǎn)工藝，具體流程如下：3.2.1 破碎及預(yù)均化（1 ）水泥生產(chǎn)過程中，很大一部分原料要進行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石 及煤等。因為石灰石是生產(chǎn)過程中用量最大的原料，開采出來之后的顆粒較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥的物料破碎中占有比較重要的地位。（2）原料預(yù)均化。預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過程中，運用科學(xué)的堆取料 技術(shù)，實現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。3.2

20、.2 生料制備水泥生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料（包括各種原料、 燃料、熟料、混合料、石膏），據(jù)統(tǒng)計，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動力約 占全廠動力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占 40%。因此，合理選擇粉磨設(shè)備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制作業(yè)制 度，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。3.2.3生料均化新型干法水泥生產(chǎn)過程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提, 生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。324 預(yù)熱分解把生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來完成，代替回轉(zhuǎn)窯部分功能，達到縮短回轉(zhuǎn)窯長度，同時

21、使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進行氣料換熱過程，移到預(yù)熱器內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進行， 使生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱氣體充分混合， 增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱 交換效率高，達到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。（1 ）物料分散換熱80在入口管道內(nèi)進行的。喂入預(yù)熱器管道中的生料，在與高速上升氣流的 沖擊下，物料折轉(zhuǎn)向上隨氣流運動，同時被分散。（2 ）氣固分離當(dāng)氣流攜帶料粉進入旋風(fēng)筒后， 被迫在旋風(fēng)筒體與內(nèi)筒（排氣管）之間的環(huán)狀空 間內(nèi)做旋轉(zhuǎn)流動，并且一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下運動，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體 的端部，然后轉(zhuǎn)而向上旋轉(zhuǎn)上升，由排氣管排出。（3）預(yù)分解預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)是水泥煅燒工藝的一次技術(shù)飛

22、躍。 它是在預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間 增設(shè)分解爐和利用窯尾上升煙道，設(shè)燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的 碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內(nèi)以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進行， 使入窯生料的分 解率提高到90以上。將原來在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行的碳酸鹽分解任務(wù)， 移到分解爐內(nèi)進行； 燃料大部分從分解爐內(nèi)加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，延長 了襯料壽命，有利于生產(chǎn)大型化；由于燃料與生料混合均勻，燃料燃燒熱及時傳遞給 物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優(yōu)化。因而具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點。325水泥熟料的燒成生料在五級旋風(fēng)預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后，下一道工序是進入回轉(zhuǎn)窯中進行

23、熟料的燒成。在回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應(yīng)，生成水泥熟料中的硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣等礦物。隨著物料溫度升 高近1300 C時，硅酸三鈣（C3S）、硅酸二鈣（C2S）、鋁酸三鈣（C3A）、鐵鋁酸四鈣（C4AF） 等礦物會變成液相，溶解于液相中的C2S和CaO進行反應(yīng)生成大量水泥熟料（C3S）。 熟料燒成后，溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機將回轉(zhuǎn)窯卸出的高溫熟料冷卻到 下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度，同時回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的 熱效率和熟料質(zhì)量。3.2.6 水泥粉磨水泥粉磨是水泥制造的最后工序， 也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟

24、料（及膠凝劑、性能調(diào)節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細度、比表面積等表示），形成一定的顆粒級配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結(jié)、硬化要 求。右無行礦山砂巖產(chǎn) qL.；J預(yù)禺化堆場預(yù)為化難楓盛天堆場1【 1牛一料配料庫先料配料市生料配料庫中同倉険煤r堆場預(yù)血化堆場生料均化庫1原煤倉預(yù)熱器j-I分解爐煤耕倉;熟牽水泥配料砂中河倉打敬分級機水詫廨選電機水況庫圖3、新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程示意圖睦質(zhì)原料石我石單段銬式破碎機校正.系料煤石膏穗合材預(yù)飆堆場>配料站 *立式主料磨均化庫1F1F分解爐 <.1F回轉(zhuǎn)密 <.吟卻機均化堆場煤磨煤粉倉破碎眼碎烘干貯庫貯庫商品熟料出廠

25、水泥磨水淀庫>水泥散裝庫包裝機1卩成品庫r您裝水泥出廠散裝水泥出廠圖4、新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程簡述圖解3.3主要部件工作原理1、原料磨工作原理：物料通過下料溜子喂到磨盤中心，在磨盤旋轉(zhuǎn)過程中依靠 離心力的作用，被甩到磨盤四周，在運動到墨輥之下的過程中被墨輥擠壓研磨。2、水泥回轉(zhuǎn)窯工作原理：生料粉從窯尾體高端的下料管喂入窯筒體內(nèi)，由于窯 筒體的傾斜和緩緩地旋轉(zhuǎn)，使物料產(chǎn)生一個既咬著圓周方向翻滾， 有沿著軸向從高端 向低端移動的往復(fù)運動，生料早窯內(nèi)通過費解、燒成等工藝過程，燒成水泥熟料后從 窯筒體得底端卸出，進入冷卻機。燃料從搖頭噴入，在窯內(nèi)進行燃燒，發(fā)出的熱量加熱生料，使生料煅燒成熟料，

26、在與物料交換過程中形成的熱空氣， 由窯進料端進入磨 系統(tǒng)，最后由煙囪排入大氣中。3、電收塵器：是以靜電凈化法進行收捕煙氣中粉塵的裝置。它的工作主要依靠放電極和沉淀極這兩個系統(tǒng)來完成。當(dāng)兩極間輸入高壓直流電時在電極空間，產(chǎn)生陰、 陽離子，并作用于通過靜電場的廢氣粉塵粒子表面，在電場力的作用下向其極性相反 的電極移動，并沉積于電極上，達到收塵目的。兩極系統(tǒng)均有振打裝置，當(dāng)振打錘周 期性的敲打兩極裝置時，粘附在其上的粉塵被抖落，落入下部灰斗經(jīng)排灰裝置排出機 外。被凈化了的廢氣由出氣口經(jīng)煙囪排入大氣中，此時完成了收塵過程。4、DCS控制技術(shù)在工藝中的應(yīng)用4.1控制項目4.1.1 轉(zhuǎn)速控制1、在水泥的生

27、產(chǎn)過程中，轉(zhuǎn)速的控制是非常重要的，以板喂機的轉(zhuǎn)速控制為例， 在水泥廠的原料配料系統(tǒng)中，粘土的物料水分一般情況下均在 12%以上，特殊情況達 到17%以上。而配料的精確對生料質(zhì)量和熟料質(zhì)量影響很大 ，因而配料的準(zhǔn)確與否是 系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。一般系統(tǒng)流程主要是在粘土倉下布置板喂機，然后接皮帶秤，通過皮 帶秤的計量來實現(xiàn)準(zhǔn)確配料。皮帶秤的控制機理：皮帶秤上裝有一個壓力傳感器，當(dāng)有物料通過秤面時，電子皮帶 秤稱重橋架安裝于輸送機架上，當(dāng)物料經(jīng)過時，計量托輥檢測到皮帶機上的物料重量 通過杠桿作用于稱重傳感器，產(chǎn)生一個正比于皮帶載荷的電壓信號。 速度傳感器直接 連在大直徑測速滾筒上，提供一系列脈沖，每個脈沖

28、表示一個皮帶運動單元， 脈沖的 頻率正比于皮帶速度。稱重儀表從稱重傳感器和速度傳感器接收信號， 通過積分運算 得出一個瞬時流量值和累積重量值， 并分別顯示出來。當(dāng)通過皮帶上的物料的重量大 于給定值時，則通過調(diào)節(jié)器降低轉(zhuǎn)速，以達到適當(dāng)?shù)倪\料量；反之，則增加轉(zhuǎn)速。皮帶秤主要技術(shù)參數(shù)：系統(tǒng)精度：土 0.125%稱量范圍：450t/h皮帶寬度：1400mm皮帶速度：2.0m/s遠傳傳輸115918mm皮帶輸送機傾角：14 °環(huán)境溫度： 機械：-20 C+50 C 儀表：0 C40 C功率：75kwNo 00圖7、電子皮帶秤示意圖2、在水泥生產(chǎn)工藝流程中，另一個對于轉(zhuǎn)速控制要求較高的環(huán)節(jié)就是燒

29、成窯的 轉(zhuǎn)速控制。由于物料要在窯內(nèi)充分煅燒，時間要足夠長，故窯體要控制在適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速 情況下，銅陵上峰水泥廠的窯體轉(zhuǎn)速是控制在4 r/min。物料只有在窯體內(nèi)充分地煅 燒，才能不至于浪費熱量，達到節(jié)能、高效的目的FT!u1.氣轉(zhuǎn)雷Ilk休；2欣劃；4大齒輪;5小齒輪;&煙畫:7番具機*弘電收塵;*如:：I卜Mfrfrz】卜哨煤??；12親廉賢門3聆卻機圖8、水泥燒成窯的組成溫度控制在水泥的生產(chǎn)工藝過程中，溫度控制是至關(guān)重要的，不僅僅是在窯體內(nèi)的溫度控 制還有油站的溫度控制。如立磨主電機的溫度控制，立磨軸承在轉(zhuǎn)動是會產(chǎn)生高溫， 若不及時降溫，將會造成嚴(yán)重后果。油站的作用是為其供油，達到降溫作

30、用，還可以 達到潤滑的作用。在水泥的溫度控制中，墨輥油站郵箱的溫度控制如下：TV 52 C加熱器啟動加熱T>54 C 加熱器關(guān)閉T>56 C 開啟循環(huán)水系統(tǒng)，進行冷卻溫度傳感器技術(shù)參數(shù)：供電電壓：24V DC輸出信號：DC 05V420mA精度：w 0.0005 % /V功耗：0.5W工作環(huán)境 溫度：-20 C 80 C濕度：W95%RH在自動控制系統(tǒng)中，溫度設(shè)定值可根據(jù)現(xiàn)場的特殊情況自行修。如控制線路故障， 會致使循環(huán)式冷卻系統(tǒng)不能正常開啟，這是需手動開啟。4.2生料粉磨中的過程控制1、磨機負(fù)荷控制。水分、硬度發(fā)生變化時，系統(tǒng)通過入磨喂料量來保證磨機處于負(fù)荷穩(wěn)定的最佳粉磨狀態(tài)，避

31、免堵塞和空磨發(fā)生。負(fù)荷自控系統(tǒng)通常采用的調(diào)節(jié)方 法一是設(shè)置一個入磨常數(shù)，穩(wěn)態(tài)下的選粉機入磨量加新喂料量與之相等；二是以提升 機功率或者磨機電流信號分別作為主控或監(jiān)控信號實時調(diào)節(jié)；三是以選粉機回灰、提升功率、電流等信號進行數(shù)學(xué)模型分析控制或者極值控制。水泥磨大多采用常數(shù)控制調(diào)節(jié)，生料磨多采用電流或提升機功率信號調(diào)節(jié)。 因為， 熟料硬度較大，磨音清脆，與鋼球撞擊聲無明顯差別，使電信號的靈敏度變差。2、磨機溫度控制。根據(jù)入料和成品的水分要求，烘干粉磨系統(tǒng)溫度可通風(fēng)機風(fēng)口開度調(diào)節(jié)入磨熱風(fēng)量，也可通過熱風(fēng)入口管道上的冷風(fēng)閥調(diào)節(jié)入磨溫度。 后者更有 利于保持系統(tǒng)的生產(chǎn)穩(wěn)定。對于利用選粉機等設(shè)備同時進行烘干

32、的粉磨系統(tǒng)，上述調(diào) 節(jié)熱風(fēng)進入量和滲入冷風(fēng)改變?nèi)肽ワL(fēng)溫的兩種方法也為適用， 對此的控制大多采用單 回路自動控制系統(tǒng)。3、壓力控制。壓力控制可檢測并及時調(diào)節(jié)磨機的通風(fēng)。磨內(nèi)的工作狀況可根據(jù) 磨機的出、入口的負(fù)壓差進行判斷和調(diào)節(jié)。壓差增大，與磨機負(fù)荷過大、隔板倉堵塞 等原因有關(guān)，都由磨內(nèi)通風(fēng)阻力增大所致。4、系統(tǒng)設(shè)備啟動程序控制。系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的啟動需要合理、有序的進行。如磨機 啟動時，喂料調(diào)節(jié)器控制喂料量逐步增大至目標(biāo)值；正常負(fù)荷下的喂料均勻、穩(wěn)定以 及系統(tǒng)聯(lián)動的開、停機程序等。4.3水泥廠常見設(shè)備的控制方法1、普通電機的測點備妥（RD）: DI點，備妥，設(shè)備是否具備啟動條件；應(yīng)答（RN）： DI點

33、；應(yīng)答，設(shè)備是否運行；驅(qū)動（DR）： DO點；驅(qū)動，DCS是否給設(shè)備驅(qū)動；2、基本控制原理：設(shè)備有備妥后可以驅(qū)動，驅(qū)動后設(shè)備運行。其中要加各種聯(lián)鎖保護。啟動故障：設(shè)備驅(qū)動后在規(guī)定時間內(nèi)沒有返回應(yīng)答， 計算機自動產(chǎn)生故障，報警 并停止驅(qū)動；運行故障：設(shè)備驅(qū)動后，返回應(yīng)答，驅(qū)動自保，運行期間應(yīng)答丟失，超過規(guī)定時 間，自動產(chǎn)生故障，報警，停止驅(qū)動；安全聯(lián)鎖：電機本身的安全保護：如包括：綜合故障；溫度開關(guān)；速度開關(guān)；跑 偏開關(guān)；撕裂等；上位聯(lián)鎖：又名啟動聯(lián)鎖，確保設(shè)備按照工藝順序啟動；下位聯(lián)鎖：又名運行聯(lián)鎖，確保設(shè)備按照工藝順序運行；如下位設(shè)備（參與順序聯(lián)鎖）出現(xiàn)異常故障，將自動聯(lián)鎖停止本設(shè)備的驅(qū)動；

34、停車聯(lián)鎖：確保設(shè)備按照工藝順序停車；允許停車命令的有效；抖動：由于現(xiàn)場各種原因所引起的、進入計算機系統(tǒng)的測點信號出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。 具體 包括：測點信號瞬間間斷、瞬間閉合、測量值超出正常范圍等。延時保護：安全聯(lián)鎖可以加延時輸出保護；延時的時間可以定為1秒或適當(dāng)?shù)臅r 間；在規(guī)定的延時內(nèi)測點的抖動可以忽略不計， 不參與聯(lián)鎖控制，一但超出規(guī)定時間， 計算機系統(tǒng)將執(zhí)行相應(yīng)的聯(lián)鎖控制。同理下位聯(lián)鎖可以加延時斷開保護。3、組操作將相關(guān)設(shè)備按照工藝要求合理分成若干組，進行成組控制，即成組啟動、成組停 車。組的九種表示方式如下：組備妥；組啟動命令；組啟動進行；組停車命令；組停車進行；組故障；組運行；組解鎖；組狀態(tài)

35、。例如，根據(jù)工藝流程，可以將粉磨工段分成若干組進行控制：第一組：稀油站組第二組：系統(tǒng)風(fēng)機組第三組：成品輸送組第四組：選粉機組 第五組：提升機組第六組：磨主電機水電阻組第七組：磨主電機組 第八組：喂料組4、解鎖解鎖后電機可脫離組控制，可以單獨控制開停。5、電機正反轉(zhuǎn)如電動液壓推桿、翻板閥等，屬于正反轉(zhuǎn)的設(shè)備。其測點包括：備妥（RD）；正向應(yīng)答（RNF）；反向應(yīng)答（RNR）；正向驅(qū)動（DRF）；反向驅(qū) 動（DRR）；正向限位（LMF）；反向限位（LMR ）。另外每個正反轉(zhuǎn)的電機應(yīng)該有正反轉(zhuǎn)選擇（SEL）。聯(lián)鎖保護：正反轉(zhuǎn)電機用正反應(yīng)答做保護，就是正轉(zhuǎn)選擇和正向應(yīng)答與上或上正 反轉(zhuǎn)選擇和反向應(yīng)答與上

36、做聯(lián)鎖；但電動液壓推桿和閘板閥等電機應(yīng)該特殊考慮， 一 般應(yīng)該用正轉(zhuǎn)限位或反轉(zhuǎn)限位做聯(lián)鎖， 但由于現(xiàn)場很復(fù)雜，由于多種原因，多數(shù)的限 位開關(guān)都經(jīng)常失靈，所以進入計算機系統(tǒng)的限位測點很難及時、準(zhǔn)確；這時我們在做聯(lián)鎖的時候，就應(yīng)要特殊考慮，用正反轉(zhuǎn)選擇做聯(lián)鎖保護，不要用限位做聯(lián)鎖，否則 將會帶來不必要的麻煩，還有一點也應(yīng)注意，一般是驅(qū)動到限位后，應(yīng)答先丟失，大 約2秒后，限位才上來，這期間，不應(yīng)該讓設(shè)備產(chǎn)生運行故障，所以還應(yīng)該考慮時間 問題。閘板閥隨組啟動打開；隨組停車關(guān)閉；6、高壓電機控制高壓電機和低壓電機的控制比較接近，不同的是增加了一些高壓控制保護：FT1事故跳閘FT2 綜合過電流繼電器故障

37、FT3 失電報警FT4跳閘回路斷線FT5 熱過載高壓電機出現(xiàn)故障時，可以從計算機上查找這些高壓保護動作了沒有。另外高壓 電機還增加了電機軸承、轉(zhuǎn)子、定子等溫度監(jiān)視，當(dāng)溫度超過規(guī)定值時，計算機保護 動作，將自動取消高壓電機的驅(qū)動，各種保護的數(shù)值為：軸承溫度保護：75 C定子溫度保護：120 C轉(zhuǎn)子溫度保護：120 C高壓風(fēng)機啟動加相關(guān)閥門關(guān)限位聯(lián)鎖為啟動聯(lián)鎖。7、變頻電機控制變頻調(diào)速電機一般有原料選粉機、 喂料皮帶電機等。這些電機都有自己的變頻控 制裝置，只需要計算機系統(tǒng)的驅(qū)動和速度給定，且在驅(qū)動之前，速度給定要回零。8、直流調(diào)速電機的控制窯主電機、篦冷機篦床一段、二段電機、高溫風(fēng)機等，可以選配直流調(diào)速電機。 先驅(qū)動主回路，應(yīng)答返