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窑优化控制系统
编号 : 001
价格 :
300000.00
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水泥优化控制系统

                                        用户手册

目录

、系统概述 

二、系统功能 

2.1.煤磨出口温度优化控制 

2.1.1系统概述 

2.1.2 功能说明 

2.1.3 操作方法 

2.1.4 查看曲线 

2.1.5 使用该系统的优点 

2.1.6 投入该系统的必要条件 

2.1.7 中控操作员可操作画面 

2.2.均化库称重仓仓重优化控制 

2.2.1系统概述 

2.2.2 功能说明 

2.2.3 操作方法 

2.2.4 查看曲线 

2.2.5 使用该系统的优点 

2.2.6 投入该系统的必要条件 

2.2.7 中控操作员可操作画面 

2.3.分解炉温度优化控制 

2.3.1系统概述 

2.3.2 功能说明 

2.3.3 操作方法 

2.3.4 查看曲线 

2.3.5 使用该系统的优点 

2.3.6 投入该系统的必要条件 

2.3.7 中控操作员可操作画面 

2.4.篦冷机一段料层厚度优化控制 

2.4.1系统概述 

2.4.2 功能说明 

2.4.3 操作方法 

2.4.4 查看曲线 

2.4.5 使用该系统的优点 

2.4.6 投入该系统的必要条件 

2.4.7 中控操作员可操作画面 

、使用窑优化控制系统的优点 

、使用优化控制系统的局限性 

、使用优化控制系统需用的软硬件 

使用后能产生的经济效益分析 


水泥优化控制系统

一、系统概述

   目前,水泥行业产能早已过剩,新的国家能耗标准和环保标准迫使每个水泥企业进行技术改造,以降低能耗,降低成本,减员增效。而实现这一目标,必须在精细化管理的基础上,生产工艺保证均质、稳定。要实现均质稳定,大多数企业考虑使用进口的专家系统。而一套专家系统(300万~400万)非常昂贵,很多水泥公司因为资金方面只能望洋兴叹。专家系统确实是一套非常好的煅烧控制系统,在窑系统运行正常时,投用窑专家系统,确实能起到锦上添花的功效,但在窑系统运行不太正常时,投用窑专家系统,功效却起到适得其反的结果。窑专家系统对窑系统检测仪器仪表的要求非常苛刻,如需要安装烟室在线气体分析仪、窑头红外、烟室红外测温仪、C1气体分析仪、窑头比色高温检测仪等,必须保证其准确无误。可以想象,对于水泥厂用户来讲,窑专家系统需要的管理水平和自动化仪器仪表的维护都很难满足其要求,因此,窑专家系统的投用率并不理想。我公司开发的这套优化控制系统(以下简称窑优化控制系统),并不强制用户增加窑系统检测仪器仪表,当然用户想要提升自动化水平也是好事。窑优化控制系统,是简化版的窑专家系统,实现了窑专家系统的主要功能。窑优化控制系统已成功在盘固水泥集团有限公司(盘景)五条水泥生产线投用四年多,效果比较理想,投用率在95%以上,堪比所谓的专家系统。窑优化控制系统的性价比特别高,价格不到窑专家系统.的20%,是水泥厂用户的最佳选择。

二、功能说明:   

   窑优化控制系统设计由四个子控制系统组成:煤磨出口温度的优化自动控制系统、均化库称重仓的优化自动控制系统、分解炉出口温度的优化自动控制系统、一段篦床料层厚度的优化自动控制系统,它们之间相互独立,有机地组合在一起,相互影响,又相辅相成,构成了一个完整的优化控制系统,实现对窑煅烧的整体协调控制。

四个子系统的功能介绍:

2.1煤磨出口温度的优化自动控制系统

2.1.1系统概述

  由于受篦冷机温度变化较大的影响,煤磨进口热风温度变化也较大,导致煤磨出口温度波动范围一般在10℃左右,严重的达20℃,对煤粉水份含量影响较大,从而影响窑系统煅烧的稳定性、经济性,同时煤磨出口温度过高,严重威胁到煤磨和袋收尘的安全。因此,为确保煤磨系统的稳定运行,控制煤磨出口温度的稳定是非常必要的。煤磨出口温度的自动控制系统,成为煤磨系统控制的必然选择。

2.1.2功能说明:

煤磨出口温度的自动控制系统设计的基本原则是稳定高产、节能降耗。

可自动调节煤磨的热风门、冷风门,稳定煤磨出口温度,为煤磨系统的稳定、安全生产创造条件。

2.1.2.1控制目标:

1.温度控制:煤磨出口温度设定值±395%以上时间稳定在±2℃,煤粉水分控制较稳定,基本消除喂煤秤因不下粉的波动影响,对稳定煅烧提供保证。

2.报警极限值控制:设定煤磨出口温度极限值,如72℃,自动全开冷风门、全关热风门,当温度低于极限值时,又恢复自动控制。这种情况多发生在原煤称挂料或跳秤的情形确保煤磨和袋收尘的安全生产。

2.1.2.2控制手段:根据煤磨出口温度设定值,自动调节热风阀和冷风阀的开度。

   DCS系统采用了美国Honeywell公司的PKS 101系统或ABB AC800F 系统,为进一步提高稳态精度缩短调节时间采用基于控制组态软件Control BuilderPID复合模块,依据煤磨出口温度的变化,通过智能PID控制程序对热风门、冷风门进行自动调节,来实现煤磨出口温度的稳定。

                图1   煤磨系统流程图

2.1.3操作方法:

煤磨出口温度的自动控制:(图1中橙色圈定部分)

  煤磨系统开机后,逐渐达到稳定状态,在中控图1的画面上,煤磨出口温度显示值的左侧 “自动允许”信号显亮,这时,在煤磨出口温度设定栏内输入需要的控制温度值,如67, ,点击其下面的 勾选,投入自动运行。自动状态下会自动调节热风门、冷风门使煤磨出口温度的稳定在67左。

  为确保原煤称挂料或跳秤的情形煤磨和袋收尘的安全,在煤磨运行正常后,务必勾选冷风门右侧的 ,在出磨温度高于报警值时,72℃,自动全开冷风门、全关热风门,当温度低于极限值时,又恢复自动控制

2.1.4查看趋势曲线

  与查看DCS系统中各模拟量参数的趋势曲线的方法一样,煤磨出口温度参数可以直接查看。

投入自动时5秒钟的曲线。

注:绿色直线为煤磨出口温度设定值,蓝色曲线为煤磨出口温度曲线。

投入自动时1分钟的曲线。

注:白色曲线为煤磨出口温度曲线蓝色曲线为煤磨进口温度曲线。

虽然煤磨进口温度曲线波动100度左右,但煤磨出口温度仍控制的非常稳!

2.1.5使用该系统的优点

1煤粉水份较低,降低煤耗,有助于窑系统喂煤秤的稳定,减少挂料现象。

确保煤磨和袋收尘的安全生产。

窑工艺参数更容易稳定。

2.1.6投用该系统的必要条件:

原煤称稳定、可靠。

冷、热风门执行器控制灵活、可靠。

温度测量仪表准确、可靠。

2.1.7中控操作员可操作界面:

1煤磨出口温度设定值

2 查阅分时/5秒钟温度变化趋势曲线图

3、超限报警,如上限70℃,下限60,画面显著位置弹出显示“温度超限,请转手控”,的红色大字,非常醒目,提醒操作员及时处理


2.2均化库称重仓仓重自动控制系统

2.2.1系统概述

  均化库底一般分2至7个区,自动循环下料运行,头几年运行会比较理想,均化库称重仓的波动范围较小,波动范围一般在10t左右,但随着时间的推移,个别区会因斜槽或反吹帆布的破损或堵死,造成在自动循环下料时有的区下料通畅有的不通畅甚至堵死,从而影响到称重仓仓重波动范围一般在20t左右,严重的达 40t,使得窑尾喂料秤的波动随称重仓仓重波动而波动,严重影响窑系统的正常煅烧因此,为确保系统的稳定运行,实行定时定区自动下料,控制均化库仓重的稳定是非常必要的。控制均化库仓重自动控制系统,成为系统控制的必然选择。

2.2.2功能说明:

均化库称重仓仓重自动控制系统设计的基本原则是稳定高产、节能降耗。

它可自动调节均化库底流量阀开度,稳定均化库称重仓仓重窑系统的稳定、安全生产创造条件。

1控制目标:

称重仓仓重设定值±2t 95%以上时间稳定在±1t,消除对窑尾喂料秤的波动影响

2控制手段根据仓重设定值,自动调节进料流量阀开度

   DCS系统采用了美国Honeywell公司的PKS 101系统或ABB AC800F系统,为进一步提高稳态精度缩短调节时间采用基于控制组态软件Control BuilderPID复合模块,依据仓重的变化,通过智能PID控制程序对进料流量阀开度进行自动调节,来实现仓重的稳定。

                图1 均化库流程图

2.2.3、操作方法:

均化库仓重的自动控制:(图1中橙色圈定部分)

  窑系统开机逐渐达到稳定状态,在中控图1的画面上,仓重显示值的左侧 “自动允许”信号显亮,这时,在仓重的设定栏内输入需要的控制仓重值,如145t, ,点击其面的 勾选,投入自动运行。自动状态下会自动调节进料流量阀开度使仓重的稳定在145t左右。

在 “均化库控制”对话框中,选择需要控制的区,如3区、5区、7区等。

2.2.4查看趋势曲线

与查看DCS系统中各模拟量参数的趋势曲线的方法一样,均化库仓重参数可以直接查看。

投入自动时5秒钟的曲线。

注:绿色直线为仓重设定值,蓝色曲线为称重仓(小料仓)曲线。

投入自动时5秒种的曲线。

注:绿色曲线为设定值,蓝色曲线为称重仓(小料仓)曲线,粉色为流量阀开度变化情况。

2.2.5使用该系统的优点

有助于窑尾喂料秤的稳定

减小窑尾提升机电流的波动

窑工艺参数更容易稳定。。

2.2.6投用该系统的必要条件:

生料生粉细度、水分合格,流动性好。

出、入仓流量阀控制灵活、可靠。

仓重仪表准确、可靠。

2.2.7中控操作员可操作界面:

1、仓重设定值

2、查阅分时/5秒钟趋势曲线图

3、超限报警,如设定值±3t,画面显著位置弹出显示"仓重超限,请转手控"的红色大字,非常醒目,提醒操作员及时处理。

2.3分解炉温度自动控制系统

2.3.1系统概述

  分解炉温度波动范围一般在25℃左右,严重的达 50℃。分解炉的温度控制对整个熟料生产的分解系统热工制度的稳定至关重要。一般要求控制在850900℃范围内。它是一个极其复杂的煅烧过程,气相和固相相互交叉,呈现出动态的多变量特性,需要对系统进行全面分析,对操作员的熟练程度和责任感要求非常高。因此,为确保系统的稳定运行,控制分解炉温度的稳定是非常必要的。分解炉温度自动控制系统,成为系统控制的必然选择。

2.3.2功能说明:

  分解炉温度自动控制系统设计的基本原则是稳定高产、节能降耗。它可自动调节窑尾喂煤量,稳定分解炉温度窑系统的稳定、安全生产创造条件。

1控制目标:

控制分解炉温度稳定在设定值的±4   90%以上时间稳定在±2

2控制手段根据分解炉出口温度设定值,自动调节窑尾喂煤秤的喂煤量

   DCS系统采用了美国Honeywell公司的PKS 101系统或ABB AC800F系统,为进一步提高稳态精度缩短调节时间采用基于控制组态软件Control BuilderPID复合模块,依据分解炉温度的变化,通过智能PID控制程序对窑尾喂煤秤的喂煤量进行自动调节,来实现分解炉出口温度的稳定。

                图1 窑系统流程图

2.3.3、操作方法:

分解炉温度的自动控制:(图1中橙色圈定部分)

  窑系统开机逐渐达到稳定状态,在中控图1的画面上,5级筒堆部温度显示值的左侧 “自动允许”信号显亮,这时,在分解炉温度设定栏内输入需要的控制温度,如880℃,点击其面的 勾选,投入自动运行。自动状态下会自动调节进料窑尾喂煤量使分解炉温度的稳定在880℃左右。

2.3.4查看趋势曲线

与查看DCS系统中各模拟量参数的趋势曲线的方法一样,分解炉温度参数可以直接查看。

投入自动时5秒钟的曲线。

注:绿色直线为分解炉出口温度设定值,蓝色曲线为分解炉出口温度曲线。

投入自动时1分钟的曲线。

注:绿色、白色曲线为分解炉出口两侧温度趋势曲线

蓝色曲线为窑尾烟室温度曲线。可以看出,即使烟室温度有较大波动,分解炉出口温度仍然比较平稳。

2.3.5使用该系统的优点

 1、系统工艺参数更容易稳定

 2、一定程度上降低煤耗

 3、提高熟料煅烧质量

 4、窑电流波动减小,一定程度上对窑主机、拖轮等减轻负载。

 5、窑尾发电量明显增加。

 6、窑操工作量减轻50%以上

2.3.6投用该系统的必要条件:

1窑尾喂料秤控制稳定、可靠。

2、温度测量仪表准确、可靠。

3、窑系统达产稳产

2.3.7中控操作员可操作界面:

1、分解炉出口温度设定值,可根据曲线进行“手动/自动”无扰切换

2、查阅分时/5秒钟温度变化趋势曲线图

3、超限报警,如上限910℃,下限850℃,画面显著位置弹出显示“温度超限,请转手控”的红色大字,非常醒目,提醒操作员及时处理。


2.4篦冷机料层厚度自动控制系统

2.4.1系统概述

  一段篦床篦下压力波动范围一般在2000pa左右,严重的达3000pa。而一段篦床篦下压力间接地反映了一段篦冷机料层厚度。窑操作员根据二次风温和篦下压力不停地手动调整一段篦速,存在料层厚度难以稳定,二次风温波动幅度大,影响煤粉燃烧、煤磨运行等问题。同时还必须控制整个系统相应温度、压力、电流等诸多因素,全凭经验操控。 若系统不正常时中控员精力消耗很大,一个班下来每人都是头昏脑涨,筋疲力尽。因此,为确保窑系统的稳定运行,一段篦冷机料层厚度的稳定是非常必要的,篦冷机料层厚度的自动控制系统,成为窑系统控制的必然选择。

2.4.2功能说明:

  篦冷机料层厚度的自动控制系统设计的基本原则是稳定高产、节能降耗。它可根据一段篦床篦下压力自动调节一段篦冷机转速,稳定一段篦床的料层厚度,使熟料达到最佳的冷却效果,提高熟料质量,窑系统的稳定、安全生产创造条件。

1控制目标:

控制一段篦床篦下压力在设定值±400pa 90%以上时间稳定在±200pa

2控制手段根据一段篦床篦下压力自动调节一段篦冷机转速。

   DCS系统采用了美国Honeywell公司的PKS 101系统或ABB AC800F系统,为进一步提高稳态精度缩短调节时间采用基于控制组态软件Control BuilderPID复合模块,依据一段篦床篦下压力的变化,通过智能PID控制程序对一段篦冷机转速进行自动调节,来实现一段篦床的料层厚度的稳定。

                1 窑系统流程图

2.4.3操作方法:

一段篦床的料层厚度的自动控制:(图1中橙色圈定部分)

  窑系统开机逐渐达到稳定状态,在中控图1的画面的右下角橙色圈定部分, “自动允许”信号显亮,这时,在一段篦床篦下压力的设定栏内输入需要的控制压力,如8000Pa,点击其面的 勾选,投入自动运行。自动状态下会自动调节一段篦冷机转速使一段篦床篦下压力的稳定在8000Pa左右。

2.4.4查看趋势曲线

与查看DCS系统中各模拟量参数的趋势曲线的方法一样,一段篦床篦下压力、一段篦冷机转速等参数可以直接查看。

投入自动时1分钟的曲线。

注:篦冷机一段篦床压力设定值9500Pa,蓝色曲线为篦冷机一段篦床压力曲线。

2.4.5使用该系统的优点

 1、稳定一段篦床料层厚度,熟料冷却效果好,提高熟料质量。

 2、一定程度上提高二次风温和三次风温,减小进入煤磨热风管的热风温度波动。 

 3、篦床负载变化小,一定程度上提高了设备运转率和利用率。

 4、窑头发电量明显增加。

 5、窑操工作量减轻50%以上。

2.4.6投用该系统的必要条件:

1窑尾喂料秤控制稳定、可靠。

2、一段篦床控制设备控制稳定、可靠。

3、一段篦床压力测量仪表准确、可靠。

4、窑系统达产稳产

2.4.7中控操作员可操作界面:

1、一段篦床压力设定值,可根据曲线进行“手动/自动”无扰切换

2、查阅分时/ 5秒钟温度变化趋势曲线图

3、超限报警,如上限8500pa,下限7000pa,画面显著位置弹出显示“压力超限,请转手控”的红色大字,非常醒目,提醒操作员及时处理。

三、优化控制系统的优点

1、窑系统应用优化控制技术;实现了窑系统的自动化、精细化、标准化运行。

1)自动化运行:

   窑系统的主要关键控制参数实现了自动调整,如窑尾量、均化库称重仓仓重一段篦床转速等,实现了实时在线自动控制调整。

2)精细化运行:

  优化控制系统对窑系统的调整控制是不知疲劳,是实时在线连续监控调整,力求产能最大化,达到提高运转效率的目的。

3)标准化运行:

  由于优化控制系统使用的是统一的整体操作思想去操作,不会因操作者的操作水平差异,责任心不同,影响系统的运行,减少了人为因素对系统运行产生的扰动。投入自动后,改变了操作员许多多年习惯的不操作习惯

2、提高了运行的稳定性,保护了设备安全性,提高了设备运转率。

1)煤磨和袋收尘的安全生产,且有效降低煤粉水份

2)窑尾提升机电流的波动明显减少

3)窑工艺数据的稳定,窑电流波动减小

3、提高了系统的反应速度。

1)避免了由于操作员的疲劳造成的效率降低的情况;

2)避免了手动操作的调整不及时的情况;

3)实时的调整窑工艺各项参数,不断把窑系统向最优化方向调整;

4、减轻操作员的劳动强度50%以上,提高了劳动效率。

  窑系统投入自动运行后,减少了操作员日常的、繁琐的、重复的、必须做的工作量,这样操作员能够有时间学习、思考、监控更多更深层的技术,尽而提高了生产效率;                     

5投入率可达到90%以上,达到了优化控制生产的目的。

6、 能够有效提高熟料质量。

7节约耗。

  系统的稳定性增强,提高用煤效率

使用水泥磨优化控制系统的局限性:

  非达产达标的生产情况下,不能投入自动控制系统如点窑投料前期。

使用窑优化控制系统需用的软硬件:

 安装本系统是直接在ABB (或Honywell RXXPKS)系统服务器上安装、编制相关优化控制程序,需用户授权允许使用ABB 服务器进行编程。不需要额外增加专用计算机,易于DCS工程师以后的维护。

优化控制系统有授权限制,请保护知识产权。

六、能产生的经济效益分析:

1、吨熟料煤耗减少至少0.5kg

2、大大减轻操作员的工作强度,可以讲窑操作员和煤磨操作员合并,也没原先的窑操作员工作强度大。

3、窑工艺参数更容易稳定,提高熟料煅烧质量,余热发电量明显增加。

4、有助于喂煤秤的稳定,尽量不挂料和少挂料,确保煤磨和袋收尘的安全。

5、稳定一段篦床料层厚度,熟料冷却效果好,提高熟料质量(提升2MPa左右)。一定程度上提高二次和三次风温,减小进入煤磨热风管的热风温度波动。