一种铬铁预还原生产工艺原料系统的电气控制要求*

汪淑英， 刘永峰

(大峘集团有限公司， 江苏 南京 211112)

一种铬铁预还原生产工艺原料系统的电气控制要求*

汪淑英， 刘永峰

(大峘集团有限公司， 江苏 南京 211112)

介绍了一种铬铁预还原生产工艺原料及烘干系统的电气要求，此配料系统中贮料仓数量多，共用设备多，控制比较复杂，阐述了各个贮料仓的料位控制反馈信号，各个设备的启停顺序，各设备的联锁要求及各信号的传输要求。

配料系统； 启动顺序； 停止顺序； 联锁； 报警信号

引 言

在工艺设计过程中，设计的主体专业需要对其他辅助专业提出任务书，明确设计的主要要求。工艺与电气通常是主体专业与辅助专业的关系，向电气专业提交电气任务书是工艺设计人员一个重要的工作，任务书中需提出工艺的电气控制要求及其他一些重要的信息。

1 工艺概况

某厂新建40万t铬铁合金工程，修建两个生产车间，共4条铬铁合金预还原生产线，每条生产线年产25万t铬铁球团，设计年产量共计100万t铬铁球团。生产出的热球团直接进入电炉生产铬铁合金。

受、供料系统是整个工程的起始阶段，主原料从原料场由铲车运输，按生产计划定时送至本系统的受料槽内，再由受料槽下振动给料机送至胶带运输机，由胶带运输系统将物料送至贮料仓内。本系统的另一个运输系统是将贮料仓的物料，按后续工作需求通过圆盘给料机将物料进行预先配比，再通过胶带运输系统送至烘干系统。

工艺设施和设备、生产工艺流程如图1所示。工艺流程图中，1#、2#仓为膨润土仓，3#、4#、5#仓为焦粉仓，6#、7#、8#为铬铁粉仓，9#仓为结圈物和铬铁粉的混合物；仓壁振打器共18个；01.06为直径2000的圆盘给料机共7台；01.07为B800皮带称共7台；01.08为直径为1600的圆盘给料机共2台；01.09为B500的皮带称共2台。

图1 配料系统工艺流程图

系统共设有三个钢结构受料槽，分别用于运输膨润土、焦炭粉、铬铁矿粉，互不干涉。每个受料槽堆存体积为24 m3左右。

受料槽下出口设有振动给料机，向B1000胶带运输机供料。胶带运输机运输能力为350 t/h左右，物料密度2.2 t/m3。胶带运输机生产能力满足铬铁矿粉和焦炭粉的供料时间均为6～7 h。主原料通过铲车供料，由于运输倒运的原因，系统会发生供料间断。所以工艺设计初步考虑，受料系统为两班作业，个别情况下也可能改为三班作业。系统中向烘干系统供料工作时间为三班连续作业。

贮料仓共8个，3个仓贮存矿粉，3个仓贮存焦炭粉，1个仓贮存返回料，1个仓贮存膨润土。每个仓的容积相同，均为320 m3。

为了监控贮料仓内的存料情况，要求每个仓都使用料位计测定料面高度变化。报值点为6个：1)低料位；2)料空；3)中料位；4)高料位；5)第二高料位；6)料满。报值点具体位置联手解决。

2 控制要求

2.1 总体控制思想

因本系统的原料均相连，原料场采用铲车供料(非连续运转设备)，则受料系统虽然是连续运转设备，可以实现自动控制，但两者之间必须有人工参与操作控制。

操作人员进入岗位后，首先要确认当前贮料仓内的贮存情况。观察供料车辆装载物料情况，决定如何进行装料作业。

烘干系统中的燃气炉、烘干机和除尘器为厂家自成一体系统，设备自带控制系统，将其控制信号传给控制室即可。

2.2 受料系统控制要求

2.2.1 受料系统启动顺序

(1)移动可逆配仓皮带机到位;

(2)启动上料主皮带;

(3)启动振动给料机;

(4)开启受料闸门(手动)。

注：停止顺序与启动顺序相反，也需联动。

2.2.2 受料系统联锁要求

(1)按启动顺序联锁；

(2)当系统中某一个设备发生故障时，前方设备必须停止作业，并发出灯光及音响信号。

2.2.3 受料系统自动控制要求

(1)根据贮料仓料位情况，判断当下需加料仓和物料种类；

(2)根据上述判断，移动配仓皮带机到达需加料仓位置，再决定配仓皮带电机的旋转方向。完成此作业后，发出可以加料信号；

(3)料向判断：主原料焦炭粉和铬铁矿粉均有3个仓。

①当有两个仓已达“料空”位时，须发出急需上料信号。收料系统启动信号后，该信号自动停止。

②因作业制度决定，一般情况下，两种物料不可能同时发出“料空”信号(只有在原料场发生事故，无法正常供料并已延续一段时间后才可能出现)。如果确定发生这种情况，本操作系统应向主控制发出断料报警。

(4)当受料仓已达料面要求后，应发出“料满”信号，准备下一个仓加料。准备下一个仓加料的情况如下：同种物料3个仓连续布置，加料时应停止整个受料系统工作，然后移动到需加料的仓位，为下次启动做好准备工作。

2.3 供料系统控制要求

2.3.1 供料系统启动顺序

(1)启动供料总皮带；

(2)启动焦炭粉仓下的圆盘给料机；

(3)启动铬铁矿粉仓下的圆盘给料机；

(4)启动碎矿仓下的圆盘给料机；

(5)启动膨润土圆盘给料机。

注：第(4)点中的圆盘给料机并不是始终开启的，这就形成两种作业程序，暂定为作业程序①不执行(4)；②执行(4)。

2.3.2 供料系统连锁要求

(1)按启动顺序联锁；

(2)当系统中某一个设备发生故障时，前方设备必须停止工作，并发出灯光及音响信号。

2.3.3 自动控制要求

(1)自动换仓作业要求

当贮料仓料面达到“低料位”时发出换仓预备信号。当贮料仓料面达到“料空”位置时，停止该贮料仓下的圆盘给料机和拖拉皮带秤工作，同时启动另一个贮料仓下的圆盘给料机和拖拉皮带。系统仍处于工作状态。

当两个仓出现“料空”信号，就须发出加料信号。

(2)自动调节圆盘给料机和给料量

圆盘给料机的给料量是由圆盘给料机的转速决定的，给料机的电机需要变频调速，请配备变频器。重量信号是由圆盘给料机下配设的称量皮带发出的，当指定信号与称量信号差值小于称量指定信号的5%时，即为合格。

(3)称量补偿

本生产线为连续生产线，不同于高炉上料系统。上一次上料出现的称量误差可以在下一次上料时给予补偿。由烘干机的工作过程得知，物料在烘干机的停留时间为20～30 min，因此本补偿作业，可以按时间段进行，前一个时间段测得的称量误差可以在下一个时间段补偿。该时间段暂定为5 min。也即前5 min的称量误差，在下一个5 min内完成补偿。

(4)水分补偿

因为该生产过程的配料计算是按干基物料进行的，而实际生产中各种物料的水分都是波动的，如遇下雨天波动会很大。称量过程测得的重量是含水的，所以必须进行水分补偿。水分检测装置设在称量皮带上。

因水分监测装置种类很多，请按专业予以配立，下阶段设计中互相协商决定。同样按时间段进行补偿，根据前一个时间段的物料重量以及测得的水分含量，在下一个时间段内补偿该物料的流量。

2.4 烘干系统控制要求

2.4.1 烘干系统启动顺序

(1)启动02.07皮带；

(2)启动02.06电磁除铁器；

(3)燃气炉—烘干机—除尘器(02.03—02.04—02.05)系统厂家自带控制系统启动；

(4)启动02.01皮带。

注：停止顺序与启动顺序相反，需要联动。

2.4.2 烘干系统联锁要求

(1)按启动顺序联锁；

(2)当系统中某一个设备发生故障时，前方设备必须停止作业，并发出灯光及音响信号。

3 结束语

电气控制要求是电气专业设计的依据，工艺主专业需准确地描述整个工艺的控制要求，除此之外，还需提供设备载荷表，电气原理图等。当今工厂设计一般都要求实现自动化控制，各工艺的电气控制要求是工艺的精髓，是整个工程是否能够成功运行的关键因素。此原料系统贮料仓较多，作业率大，共用的物料运输设备多，所以控制方面更加复杂。

原料电气控制要求主要包括贮料仓的料位控制，自动换仓控制，物料运输设备的控制，称量系统控制，称量补偿，各个设备之间的联动，及各个警报点的设计要求。

2015-07-06

TF325