Система контроля и регулирования технологических параметров линии обжига известняка
Назначение системы распределения доменного газа
Линия обжига известняка состоит из четырех основных узлов: печи обжига, холодильника, 2-х скиповых подъёмников и котла-утилизатора.
Вращающая печь (ВП) - противоточный теплообменный агрегат длиной 75 м. и диаметром 3,6 м. производительностью 300 т/сутки. Привод печи от электродвигателя с фазным ротором через четырехступенчатый редуктор. Скорость вращения печи от 0,66 до 1,34 оборотов в минуту. Обжиг материала осуществляется за счет тепла, выделяемого при сгорании мазута или его заменителя (ЗТМ).
Регулировка подачи топлива осуществляется клапаном Ду=25мм с электрическим исполнительным механизмом.
Рисунок 1
Котел-утилизатор КУ-60 установлен за печью обжига известняка и предназначен для выработки пара, утилизируя тепло отходящих газов.
Котел однобарабанный, змеевиковый, с многократной принудительной циркуляцией, с вертикальным расположением газоходов и горизонтальным расположением змеевиков.
Компоновка котла П-образная. В восходящем газоходе расположены пароперегреватель и пакет второй испарительной секции.
Уровень воды в барабане поддерживается запорно-регулирующим клапаном Ду=32мм, установленным на трубопроводе питательной воды.
Скиповые подъёмники предназначены для транспортировки готового продукта от выхода холодильника до накопительных бункеров.
Рисунок 2
Силовая часть привода состоит из: тросовой лебёдки, цилиндрического редуктора, асинхронного двигателя с
короткозамкнутым ротором и электрогидравлического тормоза.
Фирмой ТОО «РВСА» разработана, смонтирована и введена в работу система контроля, регулирования и визуализации работы линии.
Работы выполнялись полностью «под ключ» с поставкой оборудования и программного продукта.
Контроль температуры материала в печи осуществляется в трех зонах измерителями «Wtrans B» фирмы JUMO с дистанционной беспроводной передачей данных по
протоколу Hart Wireless. Для монтажа датчиков температуры были изготовлены и смонтированы специальные закладные конструкции с защитой
передатчиков от теплового излучения печи.
Температура готового продукта на выходе из холодильника измеряется в промежуточном накопительном бункере.
По всему газовому тракту измеряется температура и разрежение.
Для определения расхода топлива применен кориолисовый расходомер Endress&Hauser Promass 40, который дополнительно измеряет плотность и температуру
проходящего через него продукта.
Расход воздуха на горелку измеряется вихревым расходомером Endress&Hauser Prowirl 72.
Общий расход воздуха на горение определяется с помощью измерительной диафрагмы и прибора dTRANS p02 DELTA фирмы JUMO, аналогичным образом
измеряются расход воды и пара на котле - утилизаторе.
Общий расход охлаждающей воды контролируется электромагнитным расходомером Endress&Hauser Promaq 10. Для измерителей температуры воды на сливе
с вращающихся опор печи предусмотрены специальные конструкции, с установленными в них датчиками.
Для контроля осевого смещения печи разработан и изготовлен специальный узел с датчиком линейного перемещения.
Скорость вращения печи определяется по частоте тока ротора прибором, разработанным и изготовленным в ТОО «РВСА».
Рисунок 3
Осуществляется контроль нагрева подшипников вращающихся опор.
В качестве вторичных приборов используются безбумажные самописцы «LogoScreen nt» с TFT-дисплеем,
CompactFlash-картой и USB-интерфейсом, связанные между собой и сервером по протоколу Modbus TC.
Приборы смонтированы на панелях, которые установлены в помещениях машинистов ВП №3 и котла – утилизатора.
На этих панелях так же установлены приборы сигнализации и органы управления.
Разработанная SCADA система в наглядной форме отображает состояние оборудования и производственного процесса.
Наличие графиков параметров процесса и архива сообщений позволяет анализировать производство за длительный промежуток времени.
Для визуализации параметров технологического процесса, в удобном для машинистов печи и котла виде, используется 23’’ монитор.
Рисунок 4
Выполняется автоматическое регулирование расхода топлива, для чего применен компактный микропроцессорный регулятор «IMAGO 500» фирмы JUMO,
который совместно с преобразователем частоты «ACS-150» управляет скоростью перемещения регулирующего органа.
Использование преобразователя частоты улучшает качество регулирования и значительно продлевает срок службы исполнительного механизма и регулирующего клапана.
Аналогичным же способом осуществляется автоматическое регулирование уровня воды в барабане котла-утилизатора.
В регуляторе уровня применена двух контурная схема.
Рисунок 5
Система предупредительной, аварийной и предпусковой сигнализации обеспечивает безаварийную работу оборудования, безопасность
обслуживания и исключает нарушения технологического процесса.
Система сигнализации состоит из звуковых и световых приборов, а также световых табло на щитах управления.
Система управления электроприводом скиповых подъемников
Система управления электроприводом скиповых подъемников выполнена с использованием микропроцессорной техники:
программируемого логического контроллера «Simatic S7-300», «CPU-313C-2DP» и частотного преобразователя «ACS-800» производства фирмы АВВ.
Управление приводом от преобразователя частоты позволяет обеспечить желаемую тахограмму работы скипового подъемника.
В результате внедрения частотно-регулируемого привода снижены динамические нагрузки на двигатель и механические узлы,
что продлевает срок их службы. Система управления частотного преобразователя осуществляет все необходимые защиты двигателя и кабельной линии.
Система управления обеспечивает:
- необходимые блокировки;
- вычисление текущего положения скипа;
- передача в систему управления верхнего уровня положения скипа;
- передачу дискретных сигналов о состоянии системы управления (работа/авария).
Рисунок 6
Оборудование электропривода и системы управления каждого скипа размещается в шкафу со степенью защиты IP55, оборудованном принудительной вентиляцией
с автоматическим включением по температуре.
Частотный преобразователь укомплектован тормозным блоком и резистором, обеспечивающим рассеивание энергии торможения.
Для вычисления текущего положения скипа установлен датчик абсолютного значения.
Дискретные бесконтактные датчики крайнего верхнего и крайнего нижнего положения скипа обеспечивают привязку вычисленного положения к истинным координатам.
В системе блокировок участвуют концевые выключатели: «калитка», «люк», «ловушка пересыпания материала», «переподъем скипа», «слабина троса».
Осуществлена замена органов ручного управления на пультах скипового подъемника. Установлены ключи и кнопочные выключатели со светодиодной подсветкой,
табло с буквенно-цифровой индикацией, что обеспечит удобство управления и диагностику.
Рисунок 7
Система работает в автоматическом и ручном (наладочном) режимах, для чего установлены посты местного управления на загрузке и выгрузке.
Скоростные режимы, а так же времена загрузки и выгрузки можно устанавливать как с постом местного управления, так и с АРМ оператора печи.