120万吨球团二期自动化技术方案

联亚炉料有限公司120万吨球团项目自动化控制系统第一部分概述一、工程背景联亚炉料有限公司异地搬迁二座（年产120万吨酸性球团烧结矿）10m2竖炉，其自动化控制系统由马钢控制技术有限公司负责完成。二座10m2竖炉，年产球团矿120万吨，共分四大系统：原料系统（烘干、润磨）造球系统焙烧、汽化、冷却、成品筛分系统辅助系统（风机、水泵）2座10m2竖炉，每座竖炉增加一套汽化冷却控制系统，主要控制目标是系统的安全和正常稳定的工况，利用水的汽化回收竖炉中的物理热。二、工艺流程简介联亚炉料有限公司的二座10m2竖炉，其生产的球团矿主要供给高炉进行炼铁。原料系统把精矿粉和膨润土送入配料间和膨润土配料矿槽。精矿粉和膨润土通过电子称在配料室按一定比例进行集中配料，由胶带运输机送至干燥机进行干燥混匀，将混合料充分混匀并控制其水份在8％以下，送入润磨系统，分料后由胶带机送至竖炉系统的圆盘造球机进行造球。具有一定强度和粒径的生球由胶带机送至生球圆辊筛分机进行筛分，小于6mm粒径的小球和粉末由返矿胶带机送至造球机重新造球，筛上生球经皮带称计量后由胶带机送至竖炉间，由梭式布料小车均匀布入竖炉内。生球在炉内经过干燥、预热、焙烧、均热和冷却等过程变成成品，由振动给料机排放到链板机上，然后通过成品筛分机进行筛分，粒径6mm的成品球团矿通过胶带运输机经计量后送入成品系统，粒径5mm以下的小球和碎块由胶带机送到返矿槽。流程图详见下页2×10m2竖炉球团自动化控制系统技术方案烘干、混匀旁路水＞6mm精矿粉膨润土配料润磨造球生球筛分竖炉焙烧冷却筛分成品矿槽10m2竖炉生产工艺流程助燃风冷却风汽车外运＜6mm2×10m2竖炉球团自动化控制系统技术方案第二部分控制系统说明一、电气传动及控制方式1、主要传动设备：振动给料机；链板式输送机成品筛齿辊液压系统布料车物料输送皮带圆辊筛布料车电动滚筒圆盘给料机造球机烘干筒冷却风机带冷机竖炉主生产线的设备运转及控制，由设在低配室内的PLC完成，并由设在焙烧室中的控制操作站集中操作和监视。2、系统概述二座10m2竖炉，年产球团矿100万吨，共分四大系统：原料系统（烘干、润磨）造球系统焙烧、汽化、冷却、成品筛分系统辅助系统（风机、水泵）2.1、原料、烘干及润磨给料系统原料系统设备，供配电系统均由需方提供，供方应根据工艺要求为需方提供安全、先进的控制系统，包括PLC控制柜、烘干系统操作台、润磨系统控制柜(高2×10m2竖炉球团自动化控制系统技术方案低压润滑油站)、润磨系统操作台、各检测仪表以及现场机旁控制箱。烘干部分根据甲方要求整套系统整体搬迁，由甲方负责。柜内调试由甲方负责，乙方负责PLC系统调试和投运。2.1.1、原料、烘干主要设备:2.1.2、润磨给料主要设备：润磨给料皮带润磨机高压电机（两台）2.1.3、工艺说明：精矿粉、膨润土经皮带送到配料室矿槽，同时竖炉电除尘灰运到配料室矿槽内，经变频调速圆盘给料机到电子皮带称上，称重后配加到配料皮带，电除尘灰则定量加到配料皮带上。配料后的精矿粉经P-1皮带送至烘干混匀筒脱水，并将造球混合料混匀至成分均匀；烘干混匀料经P-2皮带运到润磨间，向润磨机供料。P-1~P5皮带机电控干燥筒主电机电控干燥筒辅助电机电控掺冷风电机电控助燃风机电控原料、烘干系统操作台润磨系统操作台润磨系统高低压润滑油站控制2.2、造球系统造球系统设备，供配电系统均由需方提供，供方应根据工艺要求为需方提供控制系统，包括PLC控制柜、操作台以及现场控制箱。设备名数量用途P-1~P5皮带机1物料输送皮带干燥筒主电机1原料烘干干燥筒辅助电机1掺冷风机1助燃风机12×10m2竖炉球团自动化控制系统技术方案2.2.1、主要设备：造球：P-6~P9皮带（变频控制）—→1#~4#造球机1#~4#造球机1#~4#造球圆盘电机（变频控制）1#~4#造球刮刀电机（变频控制）S-1皮带，1#~2#造球下—→1#圆辊筛S-2皮带，3#~4#造球下—→2#圆辊筛返料系统：F-1皮带熟球系统：Q-1皮带2.2.2、工艺说明：润磨后的料经P4、P-5皮带送入混匀料缓冲钢仓，落入其下对应P-6~P-9皮带，向1#~4#造球圆盘造球机供料，造球圆盘造好的小球通过接料板落入S-1、S-2皮带，然后进入1#、2#圆辊筛筛分，分级后不合格的小球和粉末返回到F-1皮带机，合格的生球通过设有电子称的S-3、S-4皮带机转运至梭式布料机，梭式布料机再向竖炉均匀布料。筛下的不合格小球和粉末经F-1皮带机返回到造球机。造球系统操作台A：皮带运行指示，圆辊筛运行指示，布料皮带运行指示，返料系统（集中/机旁），返料系统集中启动，返料系统集中停止，系统（试车/联动），信号箱启动允许，圆辊筛机旁启动允许，系统启动预告。造球机操作台B：造球机电流、频率指示，给料机频率指示，造球机运行指示，给料机运行指示，给料机停止，给料机启动，造球机停止，造球机启动，P-6~9皮带运行指示，P-6~9皮带启动，P-6~9皮带停止，刮刀运行、频率指示，刮刀启动，刮刀停止圆辊筛电控返料系统电控熟球系统电控2.3、竖炉系统2×10m2竖炉球团自动化控制系统技术方案竖炉系统设备，供配电系统均由需方提供，供方应根据工艺要求为需方提供先进、安全、可靠的控制系统。包括PLC控制柜、仪表柜、操作台、各检测仪表以及必要的现场控制箱。2.3.1、主要设备：S3、S-4皮带机（圆辊筛—→竖炉），布料车行走电机，布料车减速机，振动给料机，链板式输送机，带冷机、成品筛。2.3.2、工艺说明：合格生球在炉顶布料后进入炉体，经过干燥、预热、焙烧、均热、冷却，再通过液压传动的齿辊卸料机，振动给料机排出炉体。布料：辊筛分级合格的生球。通过梭式布料器布到炉内生球干燥蓖上；料层厚度150~200mm；生球干燥：在生球干燥蓖的生球被向上流动的热废气（550~750℃）烘干，水分低于1.5%；焙烧：烘干的生球经预热后焙烧。靠来自燃烧室的热废气，穿透球团料层，使竖炉整个断面的球团料层在1200~1250℃焙烧温度进行高温固结反应。竖炉供热来自竖炉两侧燃烧室的高温废气，燃烧室温度通过控制烧嘴的煤气和空气流量进行调节，保证温度稳定；均热：在炉内设置导风墙，在焙烧段下为高度2.5m的均热段，促使焙烧后球团氧化再结晶；冷却：从竖炉下两侧鼓入的冷却风，通过冷却段，与热球团矿充分交换热量，初步冷却球团，冷却风成为热废气，沿导风墙上升与焙烧废气会合到生球干燥蓖作为生球干燥的热风；卸料：设在竖炉下的液压传动齿辊卸料机具有破碎和排料作用，通过振动给料机连续均匀排出炉体并卸入链板输送机。S-3、S-4皮带机电控布料车行走电控（布料车行走变频控制）布料车电动滚筒电控：齿辊液压系统电控：注：设备由厂家成套齿辊干油润滑系统电控注：系统由厂家成套2×10m2竖炉球团自动化控制系统技术方案振动给料器电控板式输送机电控竖炉操作台成品筛允许启动，链板机工作指示，系统故障指示，报警解除按钮，给料机频率表，系统（试车/联动），启动预告，系统启动，系统停止，布料车工作指示，布料车停止，布料车向前，布料车向后，齿辊手动/自动，齿辊故障指示，齿辊运行指示，齿辊启动，齿辊停止，急停按钮，振动给料机手动/自动，给料机工作指示，给料机调速，给料机启动，给料机停止，电笛。提升机电控2.4、成品系统成品系统设备，供配电系统均由需方提供，供方应根据工艺要求为需方提供先进、安全、可靠的控制系统。2.4.1、主要设备：1#、2#链板机带冷机冷筛C-1~C4皮带机卸料小车卸料平板阀门2.4.2、工艺说明：竖炉卸下的球团由振动给料器卸到链板机上，冷却后球团从链板机机头部卸下，均匀布到悬臂振动筛筛分，合格成品经C-1皮带、设有电子秤的C-2和C-3皮带、C-4运到成品矿槽。链板机电控带冷机电控（变频控制）C-1~C-4皮带机电控带冷风机电控（软起动）2.5辅助系统2×10m2竖炉球团自动化控制系统技术方案2.5.1风机系统风机系统设备，供配电系统均由需方提供，供方应根据工艺要求为需方提供先进、安全、可靠的控制系统，包括PLC控制柜、仪表柜、各检测仪表以及必要的现场控制箱。风机系统主要设备包括3台助燃风机，3台冷却风机（电机为10KV高压电机）。风机系统的控制主要包括高压电机启停控制、高压电机联锁保护、风机及电机轴承温度的检测、电机定子温度检测、风机振动检测，风机入口、出口风门的控制要求在中控室监控画面和风机房都能控制。2.5.2除尘风机系统除尘风机系统的控制主要包括高压电机联锁保护、风机及电机轴承温度的检测、电机定子温度检测、风机振动检测，风机入口风门的控制要求在中控室监控画面和除尘风机房都能控制。2.5.3供水系统供水系统设备，供配电系统均由需方提供，供方应根据工艺要求为需方提供先进、安全、可靠的控制系统，包括水池液位控制的仪表柜和各检测仪表。水泵房控制系统共有3台循环泵、3台冷却泵、2台冷却塔电机的控制。水泵房节能MCC柜根据甲方要求整体搬迁，由甲方负责。柜内甲方负责调试，乙方只负责系统调试和投运。2.5.4汽化软水供水系统汽化控制系统共有3台软水泵，供二座竖炉汽化冷却使用，两用一备。2.5.5煤气加压站系统煤气加压站控制系统根据甲方要求，整套系统整体搬迁，由甲方负责。柜内甲方负责调试，乙方只负责系统调试和投运。二、操作方式远程HMI画面操作机旁操作（用于单体调试和维修）操作的开关设在机旁操作箱与操作台，全部设备工艺状态，报警，设备集中操作均可在HMI上完成，每座竖炉设置2台操作站以方便监视与操作。2×10m2竖炉球团自动化控制系统技术方案第三部分计算机控制系统一、概述按工艺生产需求，采用一级基础自动化，一级基础自动化级包括电气传动控制和仪表数据采集及控制两部分，面向生产过程，完成电控部分的顺序控制、联锁控制、准确定位，仪控部分的数据采集、PID单回路控制，串级比值控制，联锁报警控制功能;在HMI上完成：电气部分装置的启停，设备与操作状态显示，操作记录；仪控部分的数据显示，现场调节阀的状态，PID调节，，电磁切断阀的开关控制及状态，重要数据的历史曲线，报警记录；PLC采用SEIMENSS7-400系列可编程控制器,使用现场总线分布式控制，在现场设置从站I/O，变频器亦属于从站并用现场总线相接，网络结构为工业局域网，使用标准TCP/IPEthernet协议，速率10M/100Mbps。HMI使用WINCC，操作系统为Windows2000。二、基础自动化组成设计使用当前国内流行的操作站+控制站+分布式现场网络，考虑现场控制设备的分布及仪控数据采集控制任务安全的需要，配置3套PLC控制系统，1#竖炉、2#竖炉、公用部分各一套，完成所有电控、仪控控制、数据采集、系统联锁等功能，相距较近工艺段的可以几个合用一个从站，PLC主站位于竖炉电磁站内，便于维护与调试，也有利于PLC工作PLC系统的每一个扩展机架都必须有独立的模块电源，PLC模块电源与其它设备所需的24V电源必须分开。PLC数字量输入输出回路需使用带熔断器端子排。PLC供电电源应有防过电压及短路措施。为便于日后对控制系统的完善和发展，每一套PLC必须预留15-20%的输入输出点作为备用。三、PLC系统主要功能各皮带运输机控制（各皮带机均需有启动预告，即在各皮带机旁控制箱上面安装声光报警器）2×10m2竖炉球团自动化控制系统技术方案逆料流启动，顺料流停车电子称，温度信号数据采集烘干筒干燥机控制变频给料皮带速度调节布料小车速度调节调节阀阀位控制润磨机控制圆盘造球机控制焙烧布料控制汽化冷却控制链板机控制带冷机控制风机水泵控制高压电机的启停及联锁保护四、HMI操作站主要功能动态工艺流程和操作参数设置、历史趋势及打印报警信息，报警记录及打印数据采集及生产数据处理第四部分仪表数据采集及生产过程控制一、概述原则上采用当前先进的检测技术及工艺，选用先进、节能、可靠的检测设备，充分满足生产工艺的各项技术要求及设备维护