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失重称加料阶段转到排料阶段

信息来源:上为科技 | 发布日期:2020-10-26 13:53 | 浏览量:

  Total 112铜业工程总第 112 期2011 年第 6 期No. 6 2011COPPER ENGINEERING失重秤原理及波动原因分析陈耕, 杨国强( 江西铜业集团贵溪冶炼, 江西 贵溪335424)摘要: 为了解决失重秤在运行时波动较大的现状, 我们通过深入了解失重秤的原理, 找出影响失重秤波动的若干因素。当失重秤波动时, 我们逐一检查影响失重秤波动的各个因素, 如发现有影响失重秤波动因素存在, 就需要寻找合适的方法解决。通过这种方法, 我们在失重秤出现波动的状况后, 能够及时的查找出造成波动的一些因素, 并及时消除这些因素, 使失重秤能够保持平稳运行关键词: 失重秤; 波动因素; 闪速...

  Total 112铜业工程总第 112 期2011 年第 6 期No. 6 2011COPPER ENGINEERING失重秤原理及波动原因分析陈耕, 杨国强( 江西铜业集团贵溪冶炼, 江西 贵溪335424)摘要: 为了解决失重秤在运行时波动较大的现状, 我们通过深入了解失重秤的原理, 找出影响失重秤波动的若干因素。当失重秤波动时, 我们逐一检查影响失重秤波动的各个因素, 如发现有影响失重秤波动因素存在, 就需要寻找合适的方法解决。通过这种方法, 我们在失重秤出现波动的状况后, 能够及时的查找出造成波动的一些因素, 并及时消除这些因素, 使失重秤能够保持平稳运行关键词: 失重秤; 波动因素; 闪速炉; 给料螺旋; 控制器中图分类号: TF542+. 1文献标识码: C文章编号:1009 -3842( 2011) 06 -0059 -04收稿日期:2011 -08 -03作者简介: 陈耕( 1982 - ) , 男, 湖南衡南人, 工程师, 主要研究方向为自动化仪表。E - mail: chengeng8182@163. comThe Principle and An Analysis of Fluctuation of Loss - in - weight FeederCHEN Geng, YANG Guo - qiang( JCC Guixi Smelter,Guixi 335424,Jiangxi,China)Abstract: In order to solve the volatile situation of Loss - in - weight feeder at run time, we in - depth understand the principle ofLoss - in - weight feeder and find out several factors about its fluctuation. We examine one by one the fluctuation factors when it's involatile situation. We figure out that if we find influence factors of fluctuation we have to find a suitable method to solve it. By thismethod,we can timely find out a number of factors caused fluctuation and timely eliminate these factors when the Loss - in - weightfeeder fluctuates so that it can maintain a smooth operation.Key words: Loss - in - weight feeder; fluctuation factor; flash furnace; screw feeder; controller1引言冶金闪速熔炼技术是一种新型强化冶炼技术。它是指把经过深度干燥的粉状硫化精矿和预热空气、富氧空气、熔剂、烟尘等物质的混合物在闪速炉悬浮熔炼成液态硫的火法冶金过程是贵溪冶炼 ( 以下简称贵冶) 闪速炉的重要设,它用于连续精矿计量输送。失重秤是一种配料装置,它把铜精矿输送到闪速炉反应塔内与工艺风混合后反应形成冰铜和渣的混合物。配料是化工、冶金、水泥等行业生产过程中的重要组成部分。由于配料现场环境差,生产线长,控制过程复杂,配料要求、及时闪速炉系统使用了两台失重秤,单台失重秤输送精矿能力为 80t/h。二系统闪速炉满负荷投料量一般在 110 ~120t/h 之间,这就要求单台失重秤的物料流量在 55 ~60t/h 之间。流量波动大小是衡量流量测量值与设定值之间偏差大小的量,生产要求[1 ]。失重秤[2 ]。贵冶新三十万 t 铜冶炼工程流量偏差在设定值的 8% 以内,超过 10% 对工艺生产不利。在实际生产中,会出现单台或两台失重秤同时波动较大的情况,测量值甚至会超过设定值的 30%。在风、油、氧用量一定的情况下,精矿流量大幅波动将对炉况带来很不利的影响,因而我们需要尽快掌握失重秤波动因素,进而解决失重秤波动大的问题。2失重秤介绍失重秤是一套流量控制系统, 它由现场设和控制器( WB - 930) 组成。它通过调节螺旋给料机的转速来达到质量流量的设定值。失重秤工序图如图 1 所示。失重秤控制器( WB -930) 控制以下设: 给料螺旋( 1 台) , 加料阀( 2 台) , 搅拌器( 2 台) , 流态化阀( 3 台) , 吸气放空阀( 2 台) , 计量仓( 1 个) 。失重秤控制时段2. 195 Total 112铜业工程总第 112 期失重秤控制时段计量仓总重量变化过程曲线 所示。当计量仓总重量大于加料下限时, 系统处于排料阶段。排料阶段。加料阀关闭, 流态化阀关闭, 吸气阀打开, 通入大气, 螺旋给料机和搅拌器运行, 失重给料控制器检测计量仓的排料量, 通过调节螺旋给料机的转速, 来控制给料量。失重给料控制器处于重量检测状态( 检测负载传感器的压头信号差, 该传感器是由芬兰的劳特精密有限生产的 RC - 22T - C3 型压力传感器, 它的具有灵敏度高、 动态响应时间短、 机械损失小等特点给料控制器检测并计算计量仓的排料量, 通过调节螺旋给料机转速来控制物料流量。[3 ]。 ) , 失重图 1失重秤工序简图图 2计量仓总重量变化过程曲线图当计量仓总重量小于加料下限时, 排料阶段转到加料阶段。此时加料阀打开, 放空阀打开, 含尘气体导入布袋收尘器, 如流态化阀选择“自动” 模式,则控制器给出流态化阀门打开的脉冲信号, 直到失重仓总重量大于加料上限为止。在加料期间, 螺旋给料机和搅拌器运行, 加料阀打开, 失重给料控制器处于容积检测状态, 因为计量仓同时处于加料和排料状态, 无法检测负载传感器的压头信号差值。当计量仓总重大于加料上限时, 加料阶段转到排料阶段。系统在加料完成后, 由于加料设有余流, 需要等待一预设的时间, 直到容积检测状态过渡到重量检测状态。排料期间控制器的操作WB -930 控制回路方块图如下:2. 2图 3 控制方块图WB -930 控制回路若直接采用基本 PID 控制,难以满足对系统的控制要求。而采用改进的 PID 控制策略, 一般可以获得较为满意的控制效果。微分先行 PID 控制是将微分作用提前, 即包含了一个先行的微分环节。微分环节的输出信号包含了被控参数及其变化速度值, 将其作为测量值输入到比例积分控制器中, 可使系统克服超调的作用加强, 从而补偿过程滞后, 达到改善系统控制品质的目的。失重称采用PI 的微分先行控制方案, 可较好地抑制滞后系统的超调量, 控制性能良好, 且不需要进行模型识别, 所以微分先行 PID 控制具有结构简单、 可靠性高、 易于工业实现等诸多优点内部 PID 控制器功能是尽可能地维持瞬间的物料流量的, 其控制间隔为 1 秒( 或几秒) , 用参数定义。瞬间测定值( y ) 输入到测定结果的环形缓冲器内, 并计算其和( -y) , 此( -y) 作为当前的检测值并用此值计算设定值( u ) 和测量值( -y)[4 ]。06 陈耕, 等: 失重秤原理及波动原因分析2011 年第 6 期之间的差( e ) 。外部 PI 控制器的功能维持长期的。PI 控制器控制时间比 PID 控制器的控制时间长, 其间隔一般为一分钟。外部 PI 控制器控制内部 PID 控制器的设定值。前馈控制回路 f( u 1) 是通过插入法螺旋性能曲线获得, 该螺旋性能曲线是分段线性, 随物料量而增加。数字型 PID 和 PI 控制器工作原理如下: 控制器的输入是设定值与检测值之差( 用△ d 表示) , 控制器的积分部分是△ d , 偏差部分是两个连续△ d之差, 新的控制计算如下:控制输出 CTRL = P × △d + I ×△d + D ×△d[5 ]这里: △d = 设定值 - 测量值△d = △d 之和△d = △d( n) - △d( n -1)加料期间控制器的操作加料控制参数定义为失重给料控制器在加料时的控制。有三种不同的方式:( 1) 恒定控制方式: 加料时, 给料螺旋速度恒定控制。( 2) 加速控制方式: 加料时, 给料螺旋速度增加控制。( 3) 减速控制方式: 加料时, 给料螺旋速度降低控制。下图为加料时恒定和变量( 减速) 控制方式。虚线 为恒定控制。虚线 加料期间的控制二系统失重秤在加料期间使用虚线 - 恒定控制方案。通过对失重秤控制原理的了解, 我们了解到失重秤的控制方案是先进的、 控制精度是很高的。但是要使失重秤高精度的平稳运行, 就必使它工作在符合控制、 测量原理的条件下。从这面入手, 我们通过将近半年的时间, 总结归纳了失重秤波动的若干原因。3影响失重秤波动的原因归纳3. 1机械电器方面( 1) 变频器工作是否正常: 确认变频器控制参数, 事件记录, 报警信息, 检查变频器输入输出是否实时跟踪。( 2) 给料电机和螺旋工作是否平稳: 检查其震动和噪音的大小。( 3) 螺旋检修用固定平台和螺旋壳体之间是否完全脱离, 称重系统与周边物件是否有触碰和粘连。( 4) 给料螺旋叶轮是否有缺损, 如果有会影响给料的均匀性。我们发现其螺旋叶片有时候磨损较快, 偶尔还会出现缺片的现象, 影响螺旋给料的稳定性修。( 5) 失重仓和干矿仓之间的软连接, 失重仓和呼吸管之间的软连接, 螺旋和集料斗之间的软连接保温是否正常。工艺方面( 1) 失重仓和干矿仓之间的软连接, 失重仓和呼吸管之间的软连接, 螺旋和集料斗之间的软连接是否有粘结, 如有粘结会影响称重计量。如有此种情况发生, 需停车检修。( 2) 呼吸管是否有粘结或堵塞, 如有粘结或堵塞, 失重仓压力不能和大气压保持平衡, 影响称重计量的准确性, 影响加料周期, 影响排料的均匀性。如有此种情况发生, 需停车检修。( 3) 干矿仓料位低。仪表方面( 1) WB -930 工作是否正常: 确认组态参数, 控制参数和报警信息。( 2) 称重传感器是否有偏移, 如有偏移, 会影响称重计量的准确性。如有此现象, 需停车纠偏。( 3) 失重仓和固定平台之间的连杆是否保持松弛灵活, 如果连杆受力, 会影响称重计量。( 4) 加料阀运行是否正常: 检查加料阀开、 关是否到位, 确认加料阀动作时间, 如果加料阀开、 关不到位或加料阀开、 关时间过长, 会影响称重计量。( 5) 螺旋流态化阀门动作是否正常, 螺旋流态化压力是否正常。[6 ]。出现这种情况, 我们就必须要停车进行检3. 23. 316 Total 112铜业工程总第 112 期( 6) 仓流态化阀门动作是否正常, 仓流态化压力和流量是否正常。4结束语总之, 影响失重秤投料量波动原因有很多, 当给料量波动时, 我们依据失重秤原理, 从原料及测量原理上进行分析、 查找原因, 找出解决方法。2009 年二系统失重秤投料量出现了 1 次较大波动( 超过设定值的 30%) 。失重秤波动后, 我们首先检查仪表方面可能出现的原因, 我们核对 WB -930 控制器中的参数是否改变, 检查压力传感器的位置是否正常等等, 发现仪表方面没有问题, 然后我们配合电气人员逐一检查电气设, 也没有问题, 后我们我们把目标锁定在给料螺旋叶片有缺片上。正常生产时,我们不能检查螺旋是否缺片, 只有等待停车时才能够检查, 在安排好的停车检修时间中我们打开螺旋的观察口, 发现螺旋有 2 处缺片, 工艺人员安排更换螺旋后, 失重秤波动消失。在处理过程中, 我们积累了一定的经验: 利用排查法, 先排查螺旋运行时可以检查处理的因素, 如果故障依然存在,失重称 只能在停车或定修时对其余因素进行排查处理。实践证明, 这种思路和方法是行之有效的。参考文献[ 1] 万维汉,万百五,杨金义. 闪速炉的神经网络冰镍质量模型与稳态优化控制研究[ J] . 自动化学报, 1999( 6) : 800 -803.[ 2] 刘银华. 失重法自动配料系统的设计[J] . 中国有色冶金,2004( 4) : 84 -86,失重称 92.[ 3] 谢煜,杨三序,李晓伟. 基于反拟合法的电容称重传感器非线性校正[ J] . 仪器仪表学报, 2007( 5) : 921 -925.[ 4] 侯树文, 王永梅, 肖慧文, 等. 基于 PLC 的火力发电机组主汽温微分先行控制器[J] . 电力自动化设,2009( 2) : 140 -144.[ 5] OUTO KUMPU. Loss - In - Weight Feeders 220 - FE - 001, 220- FE -002 Document DE018228[ K] . Finland: OUTO KUMPU,2008.[ 6] 张和平. 烧结竖炉球团润磨机给料螺旋改造[J] . 甘肃冶金,2008( 4) : 71 -72,櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥84.( 上接第 33 页) 这也就决定了诱导法对各种离子的脱除率都很高, 而并联循环法对锑、 铋的脱除效果相对较低。5结论电积法通过蒸发和结晶控制离子浓度。为平衡铜离子, 诱导法产出的粗硫酸铜开路处理。脱铜砷槽前三槽电积产出的铜板返回阳极炉精炼, 能耗损失很大。整个过程电流效率都不高, 但杂质脱除全面, 脱除率较高。流量和温度难以控制。操作环境比较理想。两段并联循环通过电积脱铜生产高纯铜,通过蒸发结晶调节各种离子浓度,产出的硫酸铜全部反溶。电积脱砷在高位槽补液,流量容易调节,对砷的脱除率和电流效率都很高,且黑铜量只有诱导法的 27. 5%,但对锑、铋脱除效果比较不理想。脱砷槽可以和脱铜槽相互转换。脱铜槽操作环境还有待改进提高。参考文献[ 1] 何昌明. 现代铜冶金学[ M]. 北京: 科学出版社, 2003: 206 -228.[ 2] 毛志琨. 铜电解液脱铜及脱杂技术探讨[J]. 有色冶金设计与研究, 2010( 6) : 44 -47.[ 3] 褚仁雪. 连续脱铜电解研讨[J]. 有色冶炼,1996( 6) : 46 -50.[ 4] 丁 昆,华宏全. 铜电解净液过程中砷的脱除[J] . 有色冶炼,2003( 5) : 30 -31.[ 5] 罗劲松. 赤峰云铜铜电解净液工序的工艺设计[ D]. 云南: 昆明理工大学, 2007: 83 -97.[ 6] 冯治兵,赵宇飞. 诱导法脱铜、 砷、 锑、 铋的生产技术研究[J] .甘肃冶金, 2010( 6) : 39 -41.[ 7] 华宏全. 并联循环连续电积脱砷法在云铜的应用[J] . 有色金属( 冶炼部分) , 2010( 5) : 18 -20.[ 8] 吴争平,尹周澜,陈启元. 超声波作用下钼酸铵溶液的结晶过程[ J] . 中国有色金属学报, 2002, 12( 3) : 595 -596.26
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