风机控制系统的改造(1).pdf

风 机 控 制 系 统 的 改 造 I mp r o v e o n t h e Ai r Bl o we r C o n t r o l S y s t e m 金 隆铜业有 限公 司 安徽铜 陵 2 4 4 0 0 0 闫闯 摘要 本文分析了反应塔风机风量不能自 动跟踪的原因， 针对性地进行改造， 并优化 了系统配置。 Ab s t r a c t An a l y z e t h e r e a s o n o f the a i r b l o we r fl o w c a n’ t a u t o ma t i c f o l l o w， a n d the n the c o n t r o l s y s t e m i s i l 】 叩r 0 - v e d an d o p t i mi z e d ． 关键词 冈祝橱 埔可鳙翟控制器 K e y wo r d s Ai r b l owe r Co n t r o l l e r PL C 1前言 闪速炉是金降铜业有限公一 J 铜冶炼生产中最重要 的环节，只有保证了 速炉牛产的稳定运行，才能使 生产任务达产达标 闪速炉主要r f 1 反应塔、 沉淀池 、 上 升烟道等构成。反应塔风机送来的塔风 一定量的氧 气混合后，形成过程风．． 铜精矿粉经中央精矿喷嘴与 过程风一同进 入闪速炉的反应塔 ，在儿秒的时 间内经 ⋯一 系列的化学反应 ，生成冰铜。如果反应塔风机出现 故障，将直接影响闪速炉的正常生J 。由此可 ，反 应塔风机是生产中十分重要的设备 为保证它能满足 『 f 1 央精矿喷嘴过程风 的需要 ，设置 r反应塔风机控制 系统。丰要同的是要求反应塔风机能提供随闪速炉投 料量变化而变化的风量； 同时要求在恒定投料最下 ， 风 量保持稳定。流量调 范同6 0 0 0 ～ 2 0 0 0 0 N m ／ h 。 但在生产初期，反应塔风机原来的控制系统经常 现不能跟踪设定值的故障。 经过一段时Ih J 的研究后 ， 找到原有控制系统中存在的问题 ， 并针对性的进行了 改造 ，取得 了良好 的效果 。 2原反应塔风机控制系统 改造前的风机拧制系统框罔如罔 l 所示，采用两 台武汉鼓风机厂生产的 D 3 5 0 1 8 离心鼓风机， 配套两 台液力耦合器和⋯套控制装置。配置如下 回 - ⋯ 田 i ； 巨 』 一 PC1 ⋯⋯ ；■一 去 电磁阀 回 A B风机转速调 节器 【D C S Q v 固 J剖 1 J泉反 应 塔 风 机 控 制系 统 框 1 A 、 B风机各配有液力耦合器， 通过现场手操 器控制电动执行器来调节风机转速。 2 在 A 、 B风机人口分别设 P V l 、 P V 2 两台电动 密封蝶阀 无锡工装产 6 0 0 S 6 0 0 ，在风机出口设置 了回流阀 P V 3 无锡工装产 7 1 0 C 3 0 0 ， 及放空阀 P V 4 无锡工装产 7 1 0 C 3 0 0 o 此阀带两位 通电磁阀， 以 便在紧急时 风机出口压力 P l 大于 1 4 k P a 放空。 3 设置了相应的流量、压力、温度 、 转速等测 量仪表。 4 采用两台 O R M O N C 6 0 P P L C ，一台用于集中 报警即 P l ；另一台用于切换流量的测量值和设定值 2 0 0 6 筇 第11 期中 阑 便霹 { 氟 表 黼 维普资讯 即 P C 2 5 设置了4台F O X B O R O 7 6 2 C N D数字式过程控 制器。c 2 用于控制防喘振放空阀 P V 4 ，C 1 用于控制 转速， c 3 用于控制风机入 | ] 阀P V 1 、 P V 2 ． C 4 用于控 制 回流阀 P V 3 。 原拧制系统设计思想采取了两种风机的防喘振保 护措施。 1 通过l口 『 编程控制器 P C 2 、 流量仪表 Q 2 及过程 控制器 c 3 、 c 4 进行分程控制。即当系统管道流量大 于是 1 0 0 0 0 N m ／ h时，闪速炉区域 D C S送来的设定流 量 Q 和测量值Q 在Q 2的接点开关控制下， 通过 P C 2 送到 c 3 的输人端，控制 P V 1 或 P V 2 的阀r J 歼度，调 节流量。此时， 通过 P C 2 内部的继电器 0 6 1 3 和 0 6 1 5 ， 使调节器 c 4 输 保持不变。当 Q 小于 1 0 0 0 0 N m ／ h 时， Q 和 Q 在 Q 2开关控制下 ， 通过 P C 2送到 c 4的 输入端，控制 P V 3 的阀开度，进行流量旁路调节。此 时，通过 P C 2内部的继电器 0 6 0 9和0 6 1 1 ，使调节器 c 3 输出保持不变， 使风机在保证系统工艺流程要求的 情况下避 开喘振区． ． A B 风机的切换通过切换开关触 发 P C 2 内部继电器 0 6 0 0和0 6 0 2 的得电情况，决定了 c 3 的输出是控制 P V 1 ，还是 P V 2 。 2 一但风机临近喘振点即当风机流量 Q ， 小于 1 0 0 0 0 N m ／h而出口风压大于 1 4 k P a 时，通过流量仪表 0 1 和可编程控制器 P C 1 、风压测量仪表 P 1 逐渐打开 放空阀P V 4 ， 使风机脱离喘振区，并发出报警信号。 3原反应塔风机控制系统存在的问题 如上节所述，原控制系统中没置了大量的仪表、 阀门及控制器，以期满足反应塔用风的要求。但 自 从 投产后， 反应塔风机多次出现不能 自动跟踪闪速炉设 定值的故障，严重地影响了闪速炉的正常生产，存在 如下问题 1 在通常情况下风机转速始终为 2 8 0 0 r p m，是 通过现场手操器调节的 ，并不构成 回路 ，因此 c 1完 全可取消 。 2 放空阀调节器 C 2经查线路，发现也仅用在 开停风机的情况下手动操作，并不参与 自动控制。 3 在风机入口阀和回流阀所构成的分程调节系 中阅 豫嚣 俄表2 0 0 6 年 第1 1 期 套■ 曩 t 总 ， 一 统中，当 c 3 、 4受 Q 2 开关挖制 1 0 0 0 0 N m ／ h 卜卜 切换时，存在无法切换的可能。正是这种情况下，导 致 r 风量 Q 有时无法跟踪设定量 Q ． 例如反应塔入 口压力过高时 ，人 口阀开度较小的情况 卜，既使回流 阀关闭， 风量也达不到 l O 0 0 0 N m ／ h以上，而此时， 入 r ] 阀按要求是保持不变的， 这就造成J ， 风鼍尢法提高。 反之亦然 ，当入 口阀开度较大时 ，而 反啦塔入 I 1 力 过低时，既使回流阀全扦， 风量也达不到 1 0 0 0 0 N m ／ h 以下 ， 入口阀按要求足保持不变的，这就造成了风量 无法降低。问题的关键在于送风系统背 的变化，导 致入 口阀开度在相 同风量下变化很大 ，从 造成 流 阀的流量{J吉 I节作用范 有时无法达到 1 O 0 0 0 N m ／ h 这个 点。而此点正足分程控制的切换点，最终导敏两个分 程控制阀不能顺利切换 。 4 控制系统过于复杂， 其实不用 Q 2 来触发 P C 2 ， F O XB O R O 7 6 2 C ND调节器功能十分强大 ， 利用它就 _口 f 完成流量的显示和切换 。 日 ． ，r 1 在内部组成两个调 节回路 。 5 通过现场观察，风机的实际工作区离喘振区 有很大距离 。在 1 0 0 0 0 N m ／ h以下时，一般在 1 0 k P a以 下 ，达不到 1 4 k P a ，因此不用分程控制也能满足生产 的需要 。 4改造后的反应塔风机控制系统 改造后 的反应塔风机控制 系统框 如图 2所示。 。 。 j 广 ． ． ． ． Q Q - 一 j 一 P C1 ⋯ ⋯■． ； ； A 手llB 手 操 I L _ - 二 二 _ _ - 去 电 磁 阀 【 c 3 I 【 操器 l器 I I C 4 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 一 陶 2改造后的反 塔风机控制系统框图 7 6 2 C N D 调节器 的功能十分强大 ，具有显示 、逻 辑判断、双回路 P I D控制 、串级回路控制等功能。 主要的没想 往满足上艺需要和风机安全运行的 维普资讯 U0 嗡 基础上，尽量减化系统，减少不必要的中间环节。取 消分程控制，闪速炉来的流量测量值和设定值直接送 到 c 3 ，在调节器 c 3中组态两个单回路控制器，分别 控制 P V1 、P V 2 。放空阀和 回流阀一同在调节器 c 4上 手动控制，c 4 组态成两个手操器。 1 风机调速由现场手操器完成，控制器 c l 可 取消，作为备品。 2 取消原来的流量表 Q 2 及可编程控制器 P C 2 ， 流量 Q 和设定值 Q 直接进入 c 3 ， 利用 7 6 2 C N D调节 器具有双回路调节功能，取消原来的分程控制， 改为 两路单回路分别控制 A、B风机的运行 ；同时，在 c 3 的面板上显示 Q Q 当运行 A风机时 ，先通过调 节器 的切换键 S E L切换到 B风机控制 回路 ， 将 B风 机打到手动控制 ， 并手动关闭入n阀P V 2 。 再通过 S E L 切回A风机控制回路， 则可按单回路对 A风机进行自 动控制。 3 为保 证风机 的安全运行 ，不进入喘振区，回 流阀 P V 3 始终开 2 0 ％， 既避开了喘振区， 又适当地增 大了系统的阻尼， 保证了系统在小风量下能够稳定。 放空阀 P V 4 送风前由调节器 c 4 手动控制， 也就是 c 4 变成了 P V 3和 P V 4的手操器。这样 ，调节器 C 2可节 省 。当风机流量 Q 。 小于 1 0 0 0 0 N m ／ h而出口风压大于 1 4 k P a时，通过流量仪表 Q 1 、风压测量仪表 P 1 和可 编程控制器 P C 1 利用电磁阀打开放空阀P V 4 ， 使风机 脱离喘振区，并发出报警信号。 5结束语 反应塔风机控制系统经此次改造后，节省两台流 量数显表、 两台 F O X B O R O 7 6 2 C N D数字式调节器、 一 台 O M R O N C 6 0 P P L C 。而且，A、B风机成为了相对 独立的两个 系统 ，可以在手动下 ，进行运行切换 。整 个系统变的非常简单明了， 且大大提高了系统的调节 性能，达到了事半功倍的效果。 对于一个系统，首先应充分了解丁艺条件 ，在满 足需要的基础上，应力争简单实用，充分发挥现有设 备 的功能 ，以提高系统的性能价格 比。 参考文献 1 邵欲森主编． 过程控制及仪表． 上海交通大学出版社． 热电公司在H A A K E M A R S 流变仪通用温度控制炉上的最新功能 前沿技术与便捷操作的结合 作为全球分析测试仪器的领导者热电公司于2 0 0 6 年 9月 1 5 1 8日在山东大学召开的 ‘ ‘第八届全国流变学学 术会议”上 ，为他们的 H A A K E MA R S流变仪平台推出 了一种全新的温度控制炉。在众多的附件中， C T C 一 控制 测试炉 ，非常适合于对聚合物熔体和固体样品的测试 ， 满足绝大部分严格的技术要求 ，并且操作极其方便。 C T C的两半炉体安装在两个导轨上 ，每一半炉体可 以独立的向后或向侧面滑动，使炉体具有 “ 停驻位置” 功能。该功能可以同时实现控制炉体温度和更换样品， 简化了样品的更换程序和在实验交替时清理测量系统。 停 驻位置”功能还可以在不拆卸 C T C的同时更换其他 温度控制单元。只需简单地把 C T C推移到 “ 停驻位置” ， 测试空间就可以空闲出来，帕尔帖温度单元或其他特殊 的单元就可以进行其他测试。C T C的设计结合了热辐射 和热对流两种加热方式的各 自优点，热辐射可以快速达 到设定温度，热对流加热可使温度分布均匀。温度控制 炉的操作温度范围极宽，为 3 0 ～ 6 0 0。 C ，扩展功能可以 达到一 1 5 0。 C 。一些特殊的测量系统也大量被开发用于 C TC。 C T C提供了一个创新型的固体测试爽具 ，爽具的上 下两部分各 自具有双弹簧夹持面 ，可以使样品相对流变 仪测量轴 自动对中。夹持作用保持一个恒定的夹持力， 不仅是一个初始的样品厚度。使由于热膨胀或收缩产生 的样品厚度的变化得到自动补偿。该功能可以使在很宽 温度范围下的宴验， 不需要中断就可进行样品的再夹紧， 也因此节省了大量的实验时间。 为了满足用户对流变测量的精确性和重复性的需要。 热电公司提供用于颗粒料和粉料的辅助加样和修整工具， 以改进样品的装填效果。 H A A K E M A R S的开放式设计结 构 ，可以更加经济地重新配置板， 板和锥， 板测量系统。 5 6 2 0 0 6 年 第1 1 期中 阅豫 嚣 俄表 维普资讯