DCS系统在铜冶炼干矿浓相输送上的应用

2014-05-09中国瑞林工程技术有限公司南昌330200

山东工业技术 2014年21期

（中国瑞林工程技术有限公司,南昌 330200）

主要介绍了艾默生DeltaV系统在国内某铜冶炼厂干矿浓相输送上的应用，并结合该项目现场要求，对控制过程做出了几点改进，大大增加了输送效率，实现了整个输送的控制，满足了生产的要求。

浓相输送；DeltaV系统；控制

本文结合国内某采用“双闪”（闪速熔炼FSF和闪速吹炼FCF）工艺的铜冶炼厂项目,阐述DCS系统在铜冶炼干矿浓相输送上的应用.该铜冶炼厂项目设置2套蒸汽干燥装置，干燥后的精矿进入中间干矿仓，用浓相气力输送系统送到位于闪速熔炼炉顶干矿仓内。考虑到设备运行的平衡性，干矿输送能力应略大于干燥机产能，这样才能保证干燥机能力的发挥不受输送能力的影响。综合比较，最终选定了英国克莱德浓相输送装置，它具有设备占地面积小，相对简单，易配置，垂直提升高度大，输送能力大，动力消耗低等优点。控制部分选用艾默生DeltaV系统。

1 DeltaV系统简介

艾默生DeltaV系统由工作站、控制器和I/O子系统组成，各工作站及各控制器之间用以太网方式连接。DeltaV系统支持将控制策略下装到现场总线设备中执行，使控制风险更加分散并提高回路的集成度。同时，该系统拥有强大的编程环境—— Control Studio 组态工作室，它配置了一个图形化模块控制策略（控制模块）库、标准图形符号库和操作员界面，其所有的控制策略都可以用标准图形完成，大大简化系统组态过程。

2 浓相输送工作原理

浓相正压输送是利用空气能量在密闭的管道内对颗粒物料，粉状物料进行输送。干燥成品包装上用的气力输送由气源部分、发送部分、管道部分、物料接收及除尘部分、控制部分组成。发送仓是输送的关键部分，其作用是将物料和压缩空气混合送入输送管中进行输送。

3 浓相输送控制系统及其实现

3.1 控制系统

目前，该工程项目拥有两套精矿输送系统。每套采用双罐CD浓相输送泵，共用一条输送管道，将供料仓的铜精矿输送至闪速炉内上方目标仓，如图1所示。为增加输送效率，控制系统做了适当改进：

图1 双罐CD浓相输送系统

（1）进料时间允许操作员手动设定，程序默认30s。操作员可以根据所进物料种类和气源压力，实时调整进料时间，节省工作时间。

（2）操作界面设置输送和清扫按钮，输送与清扫区别在于：输送有加料部分，而清扫没有此部分，加料部分主要考虑隔离圆顶阀。为防止堵料，增加辅助设备，助推阀和管线输送阀。

（3）由于精矿已经过干燥机干燥，为缩短工作时间，增加输送效率，忽略流化阶段。当进料结束时，开出料阀和助推阀，延迟5s，自动开启加压阀。

（4）输送过程，压力变送器选用模拟信号。防止断线产生误信号，影响控制过程。

（5）设定最小最大输送时间。最小输送时间到达且压力小于0.03MPa时，视为输送完毕；当输送至最大时间，视为堵料，发出报警，等待人工复位。

（6）双罐CD浓相输送泵在任意时刻只允许其中一套装置输送，其它阶段不做限制。

3.2 控制实现

以图1中一套双罐CD浓相输送系统为例，输送（或清扫）前，必须满足以下几个条件：a.发送仓内压力小于0.03MPa；b.中间仓料位不存在低报警；c.目标仓料位不存在高报警；d.各阀门不存在硬件故障；e.排气阀处于开状态。在Control Studio 组态工作室中，实现了整个系统的控制。

其中进料阶段为：开输送（或清扫）进料阀门，延迟30s关进料阀及关呼吸阀。加压输送阶段程序框图如图2所示：进料完成后，若发送仓压力小于0.03MPa且另一个CD泵没有输送，开启出料阀、助推阀，直至输送条件完成。

图2 加压输送阶段程序框图

输送过程中如果压力持续5s高报警（0.45MPa），则关闭加压阀，压力下降至低于0.4MPa，重新开启加压阀；当输送超过最大输送时间，程序默认堵料，此时产生报警显示，等待人工手动复位。由于两套双罐CD浓相输送泵完全相同，因此在这里只考虑一套中两台CD泵输送。

当单独运行一台CD泵时，控制系统循环执行；当两台同时使用时，任意一台加料时，等待30s，第二台CD泵加料。由于输送阶段程序存在互锁，此时只允许一台运行，直到输送结束，整套系统交替循环执行；当任意一台CD泵需要检修时，可以随时停止，同样也可以随时投入，不影响另一台的正常使用。

图3为一小时内CD1泵，CD2泵的出料阀状态。从曲线可以看出，任意时刻只有一个出料阀打开，即任意时刻只有一个CD泵输送。通过观察曲线相交处，不难发现，存在部分时段，两个泵的出料阀都是关闭状态，这是因为至少一个CD泵正在进料，没有进料的CD泵处于等待状态。两套输送装置进行对比，如图4所示，为一小时内CD3泵、CD4泵的出料阀状态。两套装置运行互不干扰，任意一套输送装置的运行完全不影响第二套。