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文檔簡介
2010年設備自動化控制培訓綱要主講:司秀斌第一頁,共六十一頁。主要內容第一節水泥生產設備介紹第二節水泥生產設備電氣自動化第三節設備管理知識第二頁,共六十一頁。第一節、水泥生產設備介紹根據水泥生產工藝流程以及現代化的管理控制,水泥生產設備主要有物料的破碎、均化、粉磨、輸送、物料預熱煅燒、粉塵治理等,下面分系統、分設備簡單介紹。第三頁,共六十一頁。一、物料的破碎與粉磨一)物料破碎概念粉碎使固體物料在外力作用下克服內聚力而破裂的過程稱作粉碎。在水泥行業中,根據固體粉碎后的大小不同,通常分為粉碎和粉磨。粉碎又分為粗碎和破碎,所謂粗碎,就是將物料由1000-1500mm破碎到200-300mm;破碎的中碎就是將物料由200-300mm破碎到20-80mm,細碎就是將物料由20-80mm破碎到3-10mm粉磨又分為粗磨、細磨、超細磨。粗磨---將物料磨到0.1-0.3mm;細磨---將物料磨到0.001-0.1mm;超細磨---將物料磨到0.001mm第四頁,共六十一頁。二)破碎的方式及機械物料破碎的方式主要有:1、壓碎。物料在兩個工作表面之間受到緩慢增長的壓力而破碎。這種方式多用于脆性、堅硬物料的粗碎階段。根據此原理設計出了鄂式破碎機。2、磨碎。物料在兩個相互滑動的工作面或各種形狀的研磨體之間,受摩擦作用被磨碎。這種方式多用于小塊物料的細磨。根據此原理設計出了輥壓機。3、劈碎。物料受到兩個楔狀物體作用被破碎。根據此原理設計出了錐式破碎機。4、擊碎。物料在瞬間受到沖擊力而被破碎。根據此原理設計出了錘式破碎機、反擊式破碎機。第五頁,共六十一頁。根據不同的破碎方式,設計出了不同的破碎機,水泥生產常用的破碎機械有鄂式破碎機、錘式破碎機、反擊式破碎機、錐式破碎機、輥式破碎機等,現水泥一分廠使用的破碎設備一共有四臺,分別是石灰石破碎機、砂巖破碎機、熟料破碎機、石膏破碎機。其中石灰石破碎機、熟料破碎機和石膏破碎機都是錘式破碎機,只是石灰石破碎為雙轉子,石膏、熟料破碎為單轉子,砂巖破碎為反擊式。多年實踐表明,在水泥生產中物料破碎得愈細,就能愈均勻地控制入磨物料,提高磨機的產量,而且破碎與粉磨的總電耗也愈小。搞好物料破碎對產量、質量、成本、安全等都有重要的意義。第六頁,共六十一頁。三)破碎設備的工作原理
1、石灰石破碎機。石灰石礦石通過重型板式給料機喂入破碎機的進料口后,通過由窄V帶驅動的兩個高速相向旋轉的轉子之間的破碎腔內,受到錘頭的打擊而被初步破碎。初碎后的物料在向下運動過程中在轉子和承擊砧之間受到進一步破碎,然后被承擊砧分流,分別進入兩個相互對稱的排料區,由篦子和轉子形成的下破碎腔進行最終破碎直到粒度小于篦縫尺寸從機腔下部排出。主要技術性能:破碎機型號:TKPC7502.YQ,生產能力750t/h,電動機功率2×710KW;最大進料粒度1500×1200×1000mm(給料中大于1m3的大塊重量百分比不大于10%);出料粒度:90%產品粒度小于30mm;2、砂巖破碎機。礦石從進料口的溜板滑入轉子打擊圓.轉子在快速轉動下具有相當高的動能,通過其上鑲嵌的板錘打擊料塊,使遭受打擊部位破裂并與母體分離,分離的料塊被甩向上腔而撞擊到反擊板上。這種撞擊喪失的動能使物料碎成若干更小的碎塊.此外,它們與被錘頭拋起碎塊也發生撞擊,在上腔中,這種過程反復進行著,打擊、撞擊和碰撞成為把機械能轉換為破碎功的主要手段,使物料尺寸被迅速減縮。在反擊板之后,有三角砧一道,成為上腔的最終屏障,以保證不至于有較大的料塊漏網。經過上腔破碎后的礦石,在重力和轉子的回轉運動下進入下腔,繼續受到板錘與擊碎板上很多齒板的重復打擊,達到了需要的粒度。本機具有堅實的結構,可以破碎強度達250MPa硬礦石。設備主要性能參數:破碎機型號LPF4016/16,生產能力200-250t/h,功率300-400KW,轉子尺寸φ1600×1610mm,轉速1000r/min,電壓10KV;進料口尺寸1200mm×1630mm;最大進料粒度600mm(大于600不超過10%,單邊最大小于1000mm),出料粒度<40mm
第七頁,共六十一頁。四)粉磨設備的工作原理水泥生產中經破碎機械處理后的物料,其粒徑約在2?a4厘米。如果將其制成生料粉、煤粉、水泥粉,需要用粉磨設備將其磨細。因為只有將煤磨制成煤粉,才能在回轉窯內迅速燃燒,形成煅燒熟料所需要的火焰,完成燒制熟料的任務;生料也只有粉磨成一定細度的生料粉,才能使混合得均勻,使熟料燒成過程中的物理化學反應順利進行,獲得高質量的熟料;水泥產品也只有粉磨到一定的細度,才能在水泥應用時產生足夠的強度,發揮水泥的應有性能。按磨機卸料方式,球磨機可分為中心卸料磨和邊緣卸料磨;按傳動方式,球磨機可分為中心傳動磨和邊緣傳動磨。按生產方法,球磨機可分為干法磨和濕法磨。第八頁,共六十一頁。(一)球磨機的優缺點。1、球磨機的優點。(1)適用于多數固體物料的粉碎,能符合工業上大規模生產的要求,生產能力大。(2)粉碎比i可達到300以上,產品尺寸在0.1mm以下。生產操作時能夠迅速而較準確地調整細度,產品粒度比較均勻。(3)適用于不同情況下作業,如粉磨與烘干同時作業等。(4)機構可靠,磨損的零件容易檢查和更換。(5)操作可靠,維護管理簡單。2、球磨機的缺點。(1)工作效率低,筒體的有效容積利用率在50%以下,單位產量的能量消耗大。(2)工作時噪音大。(3)體型笨重,全機的總重量大。(4)磨機轉速低,需要大型減速器。第九頁,共六十一頁。(二)球磨機的構造及主要零部件
1、回轉部分。包括筒體、筒體內襯板、隔倉板、出料篦板、磨頭襯板、揚料板、進出料螺旋筒等主要零部件。其重量約占磨機重量的55-80%。2、支撐裝置。支撐裝置分為主軸承式、滑履式、混合式、托輪式四種。現在大部分采用滑履軸承。3、進料和卸料裝置(1)進料裝置。①錐形套筒進料,物料經下料溜管進入空心軸內的錐形套筒,沿著螺旋的錐形套筒自行進入磨內;②螺旋進料,物料由進料斗經溜管落入勺輪,回轉的勺輪將物料提升而進入中空軸里的螺旋筒,由螺旋葉片把物料送入磨內。(2)卸料裝置。①邊緣傳動磨機的卸料裝置:在磨尾卸料篦板和磨端蓋間裝有提升揚料板,物料被提升到一定高度,靠自重落入出料螺旋筒錐形溜子而進入出料螺旋筒,再由回轉的螺旋筒內的葉片把物料送至卸料出口,進控制篩檢驗合格的物料下進入卸料漏斗,大塊物料及研磨體被送至另一卸料口排出。②中心傳動卸料裝置:在磨尾卸料篦板用螺栓固定在磨尾端蓋上,卸料篦板和磨端蓋間裝有葉板,卸料空間裝有卸料錐。物料從卸料篦板排出后,被葉板提升沿卸料錐外壁送到空心軸內的卸料錐形套內,在經橢圓孔進入控制篩。控制篩與磨體一起回轉,物料通過篩分由卸料溜管進入輸送。③中心傳動邊緣卸料裝置:在磨機中部的兩個倉出口的筒體上設有卸料孔,兩個倉的出料口分別裝有隔倉板。筒體外的密封罩由上下兩部組成,底部為卸料斗。兩個粉磨倉的物料通過隔倉板篦孔經筒體卸料孔排出磨外,再經卸料斗進入提升機。4、傳動裝置:邊緣傳動和中心傳動5、主要零部件。筒體,包括回轉圓筒和端蓋;2、襯板及固定螺栓:包括階梯襯板、波紋襯板、分級襯板、端襯板等;3、隔倉板;4、揚料板;5、中空軸;6、主軸承;7、大小齒輪;第十頁,共六十一頁。(三)球磨機的使用情況目前全廠共有四臺球磨機。分別為生料磨、煤磨、1#和2#水泥磨。其中生料磨為中心傳動中間倉卸料,而水泥磨為中心傳動邊緣卸料,煤磨為邊緣傳動。1、生料磨工作原理.根據原料配比要求配制的混合料,由喂料設備喂入磨機進料裝置,進入烘干倉。同時從窯尾引來的熱風經進風管進入烘干倉,與由烘干倉內揚料板楊起的混合料幕交叉,廢熱氣與混合料進行充分的熱交換,帶走混合料中的水分,烘干倉內的物料經過倉尾的卸料錐,導料板進入粗磨倉。物料在粗粉倉內受到階梯襯板提升到較大高度、具有較大勢能的大鋼球的沖擊而被破碎,并繼續受到熱風的烘干。被破碎的物料中小于卸料倉篦板篦縫的物料通過篦縫進入卸料倉。從卸料倉出磨的物料由提升機送入選粉機進行分選,合格生料輸送入庫,粗粉被分別入磨。其中的約三分之一粗粉由輸送設備送回磨機的進料裝置,與混合料混合以改善其流動性。其余的粗粉由輸送設備送入磨機的回料裝置,由料勺經導料板喂入磨機細粉倉中。從窯尾引來的熱風由回料裝置的熱風管進入細磨倉,對物料進行下一步的烘干。由于粗粉的粒度已經較小,所以細磨倉中的研磨體平均球徑較小,以利于更好地將物料研磨細,磨細的物料也從卸料倉卸出。為了提高研磨效果,細磨倉采用波紋襯板。入磨熱風通過磨機后,烘干了物料,廢氣熱風溫度降低至100℃左右,從出料罩出磨。進入選粉機進行分選,細粉被收集起來與選粉機分選出的合格生料一起輸送入生料庫。出選粉機的廢氣由系統風機送到廢氣處理系統,經收塵凈化后排入大氣。設備參數。規格:φ5×10+2.5m,轉速:14.42r/min,生產能力:250t/h,傳動功率:4000KW;潤滑裝置:滑履軸承各一臺高低壓稀油站,冷卻水用量:79m3/h支撐方式:雙滑履軸承支承,研磨體裝載重量220t,喂料粒度<25mm,設備重量382t;制造廠家:中天仕名科技集團有限公司第十一頁,共六十一頁。2、水泥磨工作原理。水泥熟料和石膏等混合材料通過磨機進料裝置喂入磨機筒體第一倉,在該倉內物料被平均球徑較大的研磨體沖擊粉碎到一定粒度,然后經隔倉板進入第二倉。第二倉裝有平均直徑較小的研磨體,物料在此倉被研磨體進一步研磨。粉磨后的物料經過出料篦板,從出料裝置的下部出口排出,然后經配套的選粉機分選后,粗粒物料重新喂入研磨體繼續粉磨,合格的細粉即為水泥成品。性能參數。規格φ4.2×13m,生產能力75t/h(52.5#水泥)傳動功率3150KW,電壓10KV;筒體轉速15.6r/min,裝球量209t,設備重量228.5t;支承方式:雙滑履,潤滑方式:高低壓稀油站;冷卻水用量12t/h;制造廠家:唐山水泥機械廠第十二頁,共六十一頁。二、物料選粉設備
1、組合式選粉機的工作原理。從生料磨來的高濃度含塵空氣由下部風管進入選粉機,經內錐體(下)整流后沿外錐體與內錐體之間的環形通道減速上升,其中的粗粉經重力沉降沿外錐體邊壁滑入粗粉收料筒實現重力分選,重力分選后的空氣經可調導風葉導向后,在調速轉子和導風葉間的區域形成可控渦流選粉區。粉磨后的物料從選粉機上部進料口喂入,物料通過進料溜子分四股流入轉子上的撒料盤,高速旋轉的撒料盤等將物料均勻地撒入渦流選粉區實現渦流離心分選,分選出的粗粉掉入內錐體,流入粗粉收料筒,含成品細粉的空氣從轉子內部流入配風室、分四路進入選粉收塵器,將大部分成品粗粉分離出來。收塵后的空氣從旋風收塵器上的排風管排出,進入下一級收塵設備。性能參數。型號:ZX3000,生產能力:190-220t/h,傳動功率:110KW;設備重量:67200Kg;轉子外徑(O.D.)mmφ3000;轉子轉速范圍rpm55~160;細度篩余≤8%~10%;選粉機壓降:2.2~2.8kPa;最大喂料能力:800t/h;廢氣處理量260000~320000m3/h;制造廠家:成都利君實業有限責任公司第十三頁,共六十一頁。2、O-Sepa高效選粉機的工作原理。粉磨后的粗物料經提升機進料口喂入,通過旋轉的撒料盤均勻撒向四周,因擋料圈的作用,物料在分散狀態下撒落在導風葉和轉子之間的選粉區。由于收塵器風機的抽風作用,選粉室內為負壓狀態,一、二次風口處的空氣會自然被吸入選粉室內。粉磨后的含塵氣體通常經風管由一次風口進入選粉室。因一、二次風在導風葉片導流作用以及回轉的轉子葉片和水平分料板的作用下,空氣和物料在選粉區內形成穩定的水平渦流。在氣體作用下和離心力的作用下,在渦流中旋轉的細小微粒隨氣流被吸入轉子內部,經出風口由收塵器收集成為成品;粗重顆粒則下落。而剛被吸入轉子葉片區的較粗顆粒或較重顆粒在離心力的作用下被拋撒出轉子,顆粒在分選區內旋轉著向下運動,在穩定的水平渦流重再次進行分選。這樣,經過多次分選后,超過規格的粗顆粒最終被收集到下錐體,通過鎖風閥經輸送設備輸送進入磨機再磨。性能參數。轉速:145-190r/min;空氣量:2500m3/min;轉子直徑:φ2560mm,最大喂料量:450t/h;產量:90-150t/h;比表面積:3200-3600cm2/g第十四頁,共六十一頁。三、均化設備混勻堆取料機工作原理。懸臂回轉堆料機安裝于中柱上部的上中兩個回轉軸承之間,它的懸臂膠帶機既可以在340°范圍內回轉,又能在-15°~14°之間作變幅運動。在標準堆料程序中,堆料機在PC程控下,順時針作120°往復回轉,同時堆料臂在一次往復回轉過程中需要完成從上升到下降的周期變幅運動。幾次往復后,料堆高度達到標準堆高時,堆料臂順時針移動3°即從3°到123°范圍內繼續往復回轉及變幅不斷堆料,如此往復循環以實現連續人字形堆料法。取料機通過動力驅動端梁圍繞中柱在Φ80M圓形料場內運行,液壓驅動的料耙實施全斷面取料,通過刮板輸送系統將物料刮至中柱底部經地坑膠帶機運出。設備參數。堆料方式:連續合成式,堆料層數>400層,堆料半徑21m,變幅角度-15°~14°;正常堆料能力:800t/h,最大堆料能力:900t/h,料堆底寬:36m,取料方式:全斷面取料,取料能力:100-500t/h第十五頁,共六十一頁。四、熟料煅燒冷卻設備1、TFD爐型2500t/d級窯尾預熱器系統工作原理。物料從C2-C1風管上的喂料口進入本系統。隨上升氣流,風管內的物料被帶入C1旋風筒;在旋風筒內物料被收集,通過C1下料管進入C3-C2風管,下料管設有撒料裝置,力求物料均勻分布在上升氣流中。這樣物料與熱氣體得到了充分的熱交換。C4旋風筒以上的各級流程如上述。雙噴騰分解爐和流態化懸浮爐是本系統的一個核心設備,從大窯門抽取的三次風從流態化懸浮爐下部的兩側進入分解爐使物料形成沸騰層,四級旋風筒的部分物料和燃料由沸騰床上部進入爐中,并隨風攜帶向上,在懸浮狀態下進行燃燒與分解,物料從頂部經管道進入雙噴騰分解爐并與窯氣混合繼續燃燒分解,雙噴騰分解爐和流態化懸浮爐在柱體中部均設有縮口,以加強料氣的湍流程度,提高燃燒及分解速度。經預熱分解的物料經五級旋風筒收集進入喂料室并喂入窯內繼續煅燒。總之,整個過程是:物料自上而下,高溫氣體自下而上運動,并進行物料加熱和分解的過程。第十六頁,共六十一頁。2、回轉窯工作原理。回轉窯內熟料的煅燒工藝可分為六個帶,其中分解帶,物料的運動速度最快,占筒體長度比例最大。放熱反應帶,物料溫度上升很快。燒成帶長度等于堅固窯皮的長度。回轉窯內的燃料燃燒。1)、煤粉的燃燒過程:干燥→預熱→揮發分逸出→揮發分燃燒→焦炭燃燒.火焰的長度就是從噴嘴到95%燃料燃燼這一段距離是火焰的長度。即火焰長度=黑火頭+白火焰回轉窯用煤要求:煤粉細度10%左右(0.08mm方孔篩篩余量所占比例)。2)、對一二次空氣的要求:總空氣量主要靠主排風機的抽吸作用來調節。當Va↑時,火焰過長,燒成溫度過低,對熟料形成不利,熱耗過高。當Va↓時,窯的發熱能力降低,產量降低,熱耗升高。一次風的作用:a.噴送煤粉,b.加強風煤混合,c.供揮發分燃燒;一次風量一般為25~30%(盡量少用一次風),風溫為常溫二次風的作用:供焦炭粒子燃燒用,應盡量回收利用二次風。風溫950℃左右。3)、回轉窯內的物料運動.(1)、窯內物料前進的原因。一是窯的筒體有一定的斜度;二是窯的筒體有一定的轉速。(2)、影響物料運動速度的因素。窯的轉速、物料的填充系數、物料性質及窯壁的光滑程度(3)、窯內各帶物料的運動速度。燒成帶最慢,分解帶最快。(4)、窯內物料的填充率。要求在生產過程中,填充率最好保持不變。4)窯內的氣體流動(1)、氣體組成:一次風、二次風、燃燒廢氣、漏風(2)、窯內阻力:主要是摩擦阻力。窯頭為零壓或微負壓;窯尾為負壓;(3)、阻力產生的原因。阻力主要有摩擦阻力、局部阻力,摩擦阻力產生于長直管道。例:窯體內;局部阻力產生于局部形狀改變。例:窯后預熱系統。第十七頁,共六十一頁。3、篦冷機基本構造和工作原理。
該篦冷機由上殼體、下殼體、篦床、篦床傳動裝置、篦床支承裝置、熟料破碎機、自動潤滑裝置及冷卻風機組等組成。因主體直接落地,漏料直接落入機下輸送設備中,不再另設漏料拉鏈機。熱熟料從窯口卸落到篦床上,在往復推動的篦板推送下,沿篦床全長分布開,形成一定厚度的料床,冷卻風從料床下方向上吹入料層內,滲透擴散,對熱熟料進行冷卻。冷卻熟料后的冷卻風成為熱風,熱端高溫熱風作為燃燒空氣入窯及分解爐(預分解窯系統),部分熱風還可作烘干之用。熱風利用可達到熱回收,從而降低系統熱耗的目的;多余的熱風將經過收塵處理后排入大氣。冷卻后的小塊熟料經過柵篩落入篦冷機后的輸送機中:大塊熟料則經過破碎、再冷卻后匯入輸送機中;細粒熟料及粉塵通過篦床的篦縫及篦孔漏下進入集料斗,當斗中料位達到一定高度時,由料位傳感系統控制的鎖風閥門自動打開,漏下的細料便進入機下的輸送機中而被輸送走。當斗中殘存的細料尚能封住鎖風閥門時,閥板即已關閉而保證不會漏風。技術參數。充氣梁型推動篦式冷卻機,型號TC-1164,能力2500t/d,總重:170t。熟料溫度:入料溫度1400℃,出料環境溫度+65℃(熟料粒度≤25mm占90%時的條件下),傳動段數:2段,沖程次數10~11次/min,沖程:130mm,單位冷卻風量:2.1~2.3Nm3/kg.cl第十八頁,共六十一頁。五、輸送設備
物料運輸機械可分為有牽引構件運輸機械和無牽引構件運輸機械。有牽引構件運輸機械主要有帶式輸送機、斗式提升機、板式輸送機、刮板輸送機等;無牽引構件運輸機械主要有螺旋輸送機、振動輸送機、氣力輸送設備等。1、帶式輸送機.按輸送帶的種類可分為:通用帶式輸送機、鋼繩芯帶式輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機;主要零部件有輸送帶、托輥、驅動裝置、逆止器和制動器、拉緊裝置、清掃裝置、裝卸裝置等。全廠皮帶輸送機共計34臺,其中鏟運車間12臺;燒成車間1臺;制品車間21臺。2、斗式提升機.牽引構件繞在上部驅動輪和下部漲緊輪上,料斗以等間距裝在牽引構件上。上、下輪和牽引構件與料斗封閉在機殼內。機殼由中間區段、上部區段和下部區段上組成。在上部區段上裝有驅動裝置,并設有出料口;在下部區段上裝有漲緊裝置,并設有加料口,為了檢修方便,在機殼上開設了檢視門。按用途不同可分為常用斗式提升機、專用斗式提升機;按裝載方式分為掏取式和流入式斗式提升機;按卸載方式分為離心式、離心--重力式和重力式卸載斗式提升機。按牽引構件類型不同分為帶式(D型)、環鏈(HL型)、板鏈(PL型)和鑄鏈(ZL型)斗式提升機;按料斗形式不同分為深斗(“S”制法)、尖斗(“J”制法)、梯形斗(“T”制法)提升機斗式提升機的主要零部件有料斗、牽引構件、驅動裝置、逆止器、過載保護裝置、漲緊裝置。全廠共有提升機12臺,其中燒成車間4臺;制品車間8臺。3、螺旋輸送機(絞刀).主要由頭節、中間節、尾節及驅動部分構成。內部結構:由機槽、葉片、螺旋軸、聯軸器、槽端板、平軸承、尾節、頭節。主要應用于輸送收塵器料斗的物料,該設備不宜輸送大塊物料、易變質的、粘性、易結塊的物料。工作環境-20℃--50℃范圍內,輸送物料的溫度應低于200℃。輸送距離不宜太長。第十九頁,共六十一頁。4、板式給料機。主要是用于金屬、非金屬礦山的礦石破碎輸送系統給料之用。主要由主軸裝置、驅動裝置、運載機構(主要包括牽引鏈條、承載鏈板)、尾部鏈輪張緊裝置、機架、托輪及附屬設施等組成。該機的工作原理:工作時由電機驅動,通過高速軸器、減速器傳給主軸裝置。安裝在主軸上的主動鏈輪拖動運載機構(即牽引鏈條和輸送槽)作直線運動,從而達到輸送物料的目的。目前全廠板式給料機共4臺。①石破板式給料機。型號B2200×10000mm,生產能力220-1080t/h,電機功率55KW;設備重量71114Kg,物料粒度≤1000mm,制造廠家:唐山開泰起重運輸機械有限公司。②砂巖板式給料機。型號BL1250×6000(右裝),生產能力30-300t/h,電機功率15KW,給料速度0.012-0.12m/s,物料粒度≤400mm,設備重量79000Kg,制造廠家:唐山開泰起重運輸機械有限公司。③煤/鐵粉板式給料機。型號BL1000×3000(右裝),生產能力35-350t/h,電機功率7.5KW,設備重量8355Kg,物料粒度≤30mm,制造廠家:唐山開泰起重運輸機械有限公司。④石膏板式給料機。型號B1250×16000mm,生產能力50-70t/h,電機功率11KW,設備重量33000Kg,物料粒度≤40mm,傾斜角度25°,制造廠家:唐山開泰起重運輸機械有限公司5、空氣輸送斜槽.由上槽體、下槽體、下料管、透氣層、卸料口和離心式風機組成。槽體沿輸送方向安裝成向下傾斜4%-6%的斜度。物料由斜槽高端下料管連續加在透氣層上,空氣由通風機送入下槽內。當空氣通過透氣層和物料時,使物料流態化,并在自身重力作用下沿槽體向下流動,由卸料口卸出。逸出物料層的空氣經過上槽頂的過濾層排入大氣,或由排氣管進入收塵設備。第二十頁,共六十一頁。六、風機類設備風機按工作原理可分為葉片式、容積式、噴射式;按風機出口氣體壓力可分為通風機、鼓風機、壓縮機、真空泵。1、按工作原理講,凡是依靠風機本身內葉輪的旋轉來輸送氣體的風機,叫做葉片式風機。按氣流方向又分為:(1)離心式----氣流軸向進入分機葉輪之后主要沿徑向流動。(2)軸流式----氣體軸向進入風機葉輪后近似地在圓柱形截面上沿軸向流動。(3)混流式----在風機的葉輪中,氣流的方向處于離心式和軸流式之間,近似沿錐面流動。凡依靠其工作容積的變化來實現氣體的吸入和排出,這種形式的風機叫做容積式風機。按產生容積變化的結構不同又可分為:(1)活塞式----它是通過活塞在缸體內作往復運行來使活塞與缸體形成的容積不斷變化,從而吸入和排出氣體。(2)回轉式----它是通過憑借殼內的轉子旋轉來使轉子與機殼之間所形成的容積不斷變化,從而吸入和排出氣體。凡是利用高壓氣體為工作介質來輸送另一種流體的風機稱作噴射式風機。當這種流體通過機械時,其中工作介質的動能減少,而被輸送的流體動能增加,將被輸送的流體排出。2、按風機出口氣體壓力的大小分類,(1)通風機----排氣壓力小于或等于15Kpa;(2)鼓風機----排氣壓力為15-390Kpa;(3)壓縮機----排氣壓力為290Kpa以上;(4)真空泵----進氣壓力低于大氣壓力,排氣壓力一般為大氣壓力。第二十一頁,共六十一頁。1、離心通風機。離心風機的構造可分為轉動部分(轉子)和固定部分,前者由葉輪、轉軸等組成,后者一般由機殼、集流器、出風口、軸承和軸承座等組成。主要零部件有:離心風機工作原理。當主軸帶動葉輪旋轉時,葉輪中的氣體受葉片的作用而獲得離心力,被甩出葉輪到蝸殼中,并經過蝸殼和出口擴壓器排出,由于氣體甩出葉輪后,在葉輪進口處形成真空、外界的氣體在大氣壓強作用下通過進風口進入風機葉輪,由于葉輪不斷旋轉,故氣體也源源不斷進入葉輪,這樣就保持了通風機中氣體的連續流動,不停地送風了。2、羅茨鼓風機工作原理。羅茨鼓風機是一種容積、回轉式鼓風機。空氣經進氣消聲器進入風機機殼內兩個葉輪彼此保持一定的嚙合間隙,通過同步齒輪帶動作等速反向旋轉把吸入氣體從進口推移至出口,并克服出口側高壓氣體的阻力,經排氣消聲安全閥、彈性接頭及單向閥而強制排出機組,達到輸送氣體的目的。3、噴油螺桿空氣壓縮機。微油螺桿式壓縮機是一種雙軸容積式回轉型壓縮機。進氣口開于機殼的上端,排氣口開于下部,一雙高精密陽、陰轉子,水平而且平行裝于機殼內部,陽轉子有五個形齒,而陰轉子有六個形齒。陽轉子直徑較大,陰轉子直徑較小。齒形成螺旋狀,環繞于轉子外緣,兩者齒形互相嚙合。陰、陽轉子二端分別由軸承支承,進氣端各有一只滾柱軸承,排氣端各有一只四點軸承及一只滾柱軸承支承。滾柱軸承負擔徑向力,四點軸承負擔軸向推力。原動機經聯軸器、增速齒輪帶動陽轉子。由于二轉子互相嚙合,陽轉子直接帶動陰轉子一同旋轉。冷卻潤滑油由壓縮機機殼下部經由噴嘴直接噴入轉子間嚙合部分,并與空氣混合,帶走因壓縮而產生的熱量,達到冷卻效果。同時形成油膜,防止轉子間直接接觸及封閉轉子與機殼之間隙。噴入的潤滑油也可減少高速壓縮所造成的噪音。噴油的重量約為空氣重量的5-10倍。第二十二頁,共六十一頁。七、收塵設備工業收塵的目的就是要防止粉塵對室內空氣及對室外大氣的污染。為此一方面要將生產設備產生的粉塵予以搜捕,不使其散發到室內,污染室內環境;另一方面需要將含塵氣體凈化,將其中的粉塵清除至國家排放標準后,再排入大氣,以減少對環境的污染。根據收塵機原理,收塵設備可分為:1、重力收塵。一般適用于分離50-100μm的粒子,作初步凈化。2、慣性收塵。一般適用于分離>30μm的粒子。3、離心收塵。通常對5-10μm以上的粒子收塵效率較高,常做中等凈化。4、過濾收塵。對>1μm的粒子收塵效率很高,適用于粒子很細、分離要求高的場合。5、水收塵。適用于分離>0.1μm的粒子。6、電收塵。適用于分離>0.01μm的粒子。第二十三頁,共六十一頁。一)氣震式防爆袋收塵器工作原理含塵氣體從收塵器進入風箱體中的進風口進入經斜隔板轉向至灰斗,同時氣流速度滿,由于慣性作用,氣體中粗顆粒粉塵落入灰斗,細小塵粒隨氣流折而向上進入過濾室,粉塵附著于濾袋的外表,凈化后的氣體透過濾袋進入上部清潔室,由各分室清潔室匯集經出風口,由收塵系統的主風機吸出而排入大氣。隨著過濾工況的不斷進行,附著于濾袋外表的粉塵逐漸增多,氣流通過的阻力也逐漸增大。當達到一定阻力值時,根據需要可以手動,也可以經過定壓或定時清灰程序電控儀,自動控制啟動收塵器第一分室的提升閥關閉,切斷通過過濾室的氣流,再開啟脈沖閥釋放的高壓壓縮空氣,對第一分室氣箱內所有濾袋進行脈沖噴吹清灰,使每個濾袋突然膨脹,從而振落袋表積附的粉塵,使袋內外壓差恢復到開始使用狀態,粉塵沉落灰斗。隨后程控儀打開第二分室的過濾氣流,開啟第二分室的電磁閥釋放高壓壓縮空氣,對第二分室氣箱內所有濾袋進行停風脈沖噴吹清灰,清除第二分室濾袋上的粉塵。之后程控儀打開第二分室提升閥,恢復第二分室的過濾.此后按預先規定的電控程序對第三分室,第四分室……的濾袋進行停風噴吹清灰,直至最后一個分室清灰完畢。關閉電控儀,收塵器全部恢復正式過濾收塵。該類收塵器5臺,原料長堆入口處(1臺),1#煤皮帶機尾(1臺),煤磨房頂(2臺),熟料庫底周圍(2臺)第二十四頁,共六十一頁。三)電收塵工作原理。
電收塵器是以靜電凈化法進行收補煙氣中粉塵的裝置。是凈化工業廢氣的理想設備。它主要依靠放電極和沉淀極這兩個系統來完成。當兩極間輸入高壓直流電時在電極空間,產生陰、陽離子,并作用于通過靜電場的廢氣粉塵粒子表面,在電場力的作用下向其極性相反的電極移動,并沉積于電極上,達到收塵目的。兩極系統均有振打裝置。當振打錘周期性的敲打兩極裝置時,粘附在其上的粉塵被抖落,落入下部灰斗經排灰裝置排出機外。被凈化的廢氣由出口經煙囪排入大氣。第二十五頁,共六十一頁。八、水泥包裝設備目前分廠使用的是八嘴回轉式水泥包裝機,主要結構及工作原理為:1、主要結構。BHYW-8型回轉式包裝機主要由入料裝置、主傳動裝置、供電系統、回轉料倉、稱重機構、吊掛、閘板控制機構、錐體中間盤、下軸承、集灰收塵盤、電控系統等部分組成。2、工作原理。包裝用的水泥物料由斗式提升機輸送給振動篩,經其篩除水泥中雜物后進入中間倉存儲。中間倉存儲的水泥物料經手動螺旋閘門調節流量、給料機均勻給料后,通過進料器軟連接進入包裝機入料裝置,水泥物料由此進入包裝機。本包裝機采用筒體中心入料。水泥物料由入料裝置經入料裝置經主動空心主軸進入包裝機回轉料倉。料倉內有物料均勻布料。料倉的料位控制,由音叉式料位發訊器控制給料機的開停來實現。料倉的回轉速度采用變頻調速,調速范圍0-6轉/分。回轉方向為俯視順時針。回轉料倉的水泥物料進入出料斗殼體,在高速旋轉的葉輪作用下強制連續灌裝。整個灌裝過程為機電一體化控制,不需任何氣動元件。除人工插袋外,水泥袋壓袋、閘板啟閉、灌裝、稱重計量、定點掉袋等功能均可實現自動化完成。八嘴各有一電器控制箱,箱內裝有微機控制系統。控制箱由供電滑環供電。人工插袋后,通過內撞塊與閘板控制機構撞塊相碰實現定點開啟閘板。第二十六頁,共六十一頁。第二節、水泥生產設備電氣自動化一、自動化控制系統的工作原理自動化控制要為實際的水泥生產制造工藝服務,控制系統需要從實際的工藝過程獲得代表當前實際狀態的信號以及現場的操作指令,并且按照工藝規律對這些信號和指令進行邏輯和數學運算,最后把運算得出的控制信號傳遞給具體的執行機構,完成控制任務。第二十七頁,共六十一頁。全廠自動化控制框圖
第二十八頁,共六十一頁。二、自動化控制系統的構成
自控系統包括上位監控系統、下位PLC控制系統、通訊網絡等組成。自動化控制裝置的硬件結構圖第二十九頁,共六十一頁。三、DCS控制系統簡介DCS是分布式控制系統的英文縮寫(DistributedControlSystem),在國內自控行業又稱之為集散控制系統。主要特點有:DCS是計算機技術、控制技術和網絡技術高度結合的產物。通常采用若干個控制器(過程站)對一個生產過程中的眾多控制點進行控制,各控制器間通過網絡連接并可進行數據交換。操作采用計算機操作站,通過網絡與控制器連接,收集生產數據,傳達操作指令。因此,DCS的主要特點歸結為一句話就是:分散控制集中管理。第三十頁,共六十一頁。現代化水泥生產工業的過程控制系統第三十一頁,共六十一頁。從結構上劃分,DCS包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現場儀表組成,是系統控制功能的主要實施部分。操作級包括:操作員站和工程師站,完成系統的操作和組態。管理級主要是指工廠管理信息系統(MIS系統),作為DCS更高層次的應用,目前國內水泥行業應用到這一層的系統較少。DCS的控制決策是由過程控制站完成的,控制程序是由過程控制站執行的。DCS的過程控制站是一個完整的計算機系統,主要由電源、CPU(中央處理器)、網絡接口和I/O組成。集散控制系統體系結構的特征:按照功能,集散控制系統設備分為四級,與四級設備對應的四層網絡●縱向分層●現場控制級●現場網絡●橫向分散●過程控制級●控制網絡●設備分級●過程管理級●監控網絡●網絡分層●經營管理級●管理網絡第三十二頁,共六十一頁。(1)、現場控制級?典型的現場控制級設備(分類)●各類傳感器(如:溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、位移傳感器等)●各類變送器(如:溫度變送器、壓力變送器、電流變送器、位置變送器、流量變送器、料位計等)●各類執行器(如:電動執行器、電動流量閥、電動碟閥、電動球閥、電動百葉閥等)●各類計量秤體(如:喂煤轉子稱、電子配料皮帶秤、固體沖擊流量計、稱重傳感器等)其它的電氣設備及傳動設備(如:軟啟動器、水電阻調速器、變頻器、直流變流器、稀油站、低壓抽屜柜等)?現場控制級設備的主要任務是完成過程數據采集與處理。●直接輸出操作命令、實現分散控制。●完成與上級設備的數據通信,實現網絡數據庫共享。第三十三頁,共六十一頁。(2)、過程控制級?過程控制級主要設備:過程控制站、分布式I/O數據采集站等。?過程控制站●根據工藝控制程序產生控制作用。●可以實現閉環反饋控制、開關量邏輯控制、順序控制和批量控制以及PID調節控制等功能。?分布式I/O數據采集站●接收大量的非控制過程信息;●不直接完成控制功能。?過程控制級設備的主要功能●采集過程數據,進行數據轉換與處理;●對生產過程進行監測和控制;●現場設備及I/O模塊的自診斷;●與過程管理級進行數據通信。第三十四頁,共六十一頁。(3)、過程管理級?過程管理級的主要設備:操作站、工程師站和監控計算機等。?操作站●操作人員與DCS相互交換信息的人機接口設備;●DCS的核心顯示、監視、操作和管理裝置。工程師站●對DCS進行配置、組態、調試、維護。?監控計算機●實現對生產過程的監督控制;●生產運行優化和性能計算,先進控制策略的實現等。?過程管理級設備的主要功能●對生產過程進行監測和控制;●對DCS進行配置、組態、調試、維護;●對各種設計文件進行歸類和管理。●實現對生產過程的監督控制,故障檢測和數據存檔。第三十五頁,共六十一頁。(4)、經營管理級?經營管理級的設備是廠級管理計算機,也可是若干個生產裝置的管理計算機。?廠級管理系統的主要功能是監視企業各部門的運行情況。?管理計算機的要求是具有能夠對控制系統做出高速反應的實時操作系統。?經營管理級設備的主要功能●監視企業各部門的運行情況;●實時監控承擔全廠性能監視、運行優化、全廠負荷分配和日常運行管理等任務;●日常管理承擔全廠的管理決策、計劃管理、行政管理等任務。第三十六頁,共六十一頁。四、各自控制的工藝環節、設備及其作用
①傳感器類(溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、位移傳感器等)主要應用在測溫、測壓、流量、位移、電流等物理量的測量上,安裝的位置不同其用途也不同,控制的設備也各不相同。(具體的工藝環節和設備請參見中控操作畫面)②變送器類(溫度變送器、壓力變送器、電流變送器、料位計等)主要應用在測溫、測壓、電流、料位等物理量的測量上,安裝的位置不同其用途也不同,控制的設備也各不相同。(具體的工藝環節和設備請參見中控操作畫面)③執行器類(電動執行器、電動流量閥、電動碟閥、電動球閥、電動百葉閥等)主要應用在流量控制,風速控制、冷風摻量控制以及閥門開度控制等,安裝的位置不同其用途也不同,控制的設備也各不相同。(具體的工藝環節和設備請參見中控操作畫面)④計量秤體類(喂煤轉子稱、電子配料皮帶秤、固體沖擊流量計、稱重傳感器等)主要應用在物料計量、精確配比、物料噸位測量等環節,安裝的位置不同其用途也不同,控制的設備也各不相同。(具體的工藝環節和設備請參見中控操作畫面)⑤電氣設備及傳動設備(軟啟動器、水電阻調速器、變頻器、直流變流器、稀油站、低壓抽屜柜等)主要應用在減小電機啟動電流、變速調整、以及電機驅動等環節,安裝的位置不同其用途也不同,控制的設備也各不相同。(具體的工藝環節和設備請參見中控操作畫面)⑥自動化儀表(溫度儀表、壓力儀表、電流/電壓儀表)主要功能:工藝參數檢測,按控制規律調節,執行對象的控制操作。⑦工業電視(酮體掃描議、窯頭高溫看火攝像頭、蓖冷機看火攝像頭、工業監視攝像頭)主要應用在窯內溫度監測、窯內是否有結皮、以及煤的燃燒是否充分等,安裝蓖冷機下料口的攝像頭主要是間接監視熟料的燒成質量以及防止熟料產生“雪人”、”紅河“現象。其它工業現場的攝像頭主要用于配料監視及生產過程監視。第三十七頁,共六十一頁。五、自動化控制設備的巡檢要求一)計量稱體類巡檢要求。計量稱是生產線上的重要設備,它的運行狀態直接影響到生料、熟料、水泥生產的正常組織和生產的質量。為保證現場計量稱的穩定運行和計量的準確性,特制定本巡檢要求。第三十八頁,共六十一頁。1、電子皮帶秤巡檢內容:(定量給料機、固體流量計)⑴、稱重傳感上方及砝碼支架與護板的間隙處,是否有物料夾住,保持稱體的清潔。⑵、稱量架是否卡料,稱量托輥是否卡料,托輥是否正常轉動。⑶、檢查稱擋皮是否調整合適。(與稱體離開2-3mm間隙)。⑷、檢查稱皮帶是否跑偏,或有跑偏趨勢,檢查皮帶有無明顯損壞、撕傷。⑸、檢查電機是否有異聲,溫度是否正常,冷卻風扇是否運行正常。⑹、檢查減速機是否有異聲,潤滑是否良好。⑺、檢查稱前后滾筒是否串軸,軸承運行是否正常。2、粉煤灰計量稱與煤粉計量稱巡檢內容:⑴、定期清掃設備現場,嚴禁稱體圓盤上堆料(清掃時,禁止有人踩在稱盤上,以勉損壞稱重傳感器)。⑵、檢查轉子稱電機及給料設備變頻電機聲音是否異常。⑶、每天用壓縮空氣吹掉稱重傳感器上的灰塵及稱體圓盤上的灰塵。第三十九頁,共六十一頁。二)傳感器及變送器類巡檢要求(溫度、壓力)。溫度和壓力是工業生產中最基本的工藝參數之一,任何化學反應或物理變化的進程都與溫度或壓力密切相關,因此溫度和壓力的測量與控制是生產過程自動化的重要任務之一。1、壓力變送器巡檢要求:⑴、檢查變送器的表頭顯示數據是否與工藝環節所要求的數據相符。⑵、檢查變送器表頭的采集數據是否有變化,是否存在死機現象。(干擾的原因)⑶、檢查變送器表頭上的通訊指示符是否在模擬轉動。⑷、檢查表頭有無數據顯示及氣管是否有堵塞現象。2、溫度傳感器及溫度變送器巡檢要求:⑴、檢查測溫探頭處的接線是否有明顯的斷路及破損情況。⑵、觀察現場與之對應的溫度儀表箱上的智能儀表的顯示數據,是否與正常時的一致。⑶、如果發現現場儀表顯示的數據與中控顯示的數據有較大的差距時,應及時用手持式紅外線測溫儀測試對應測溫點的實際溫度并匯報中控及有關領導。⑷、做好相關記錄。第四十頁,共六十一頁。三)執行器類巡檢要求(電動執行器、電動流量閥、氣動閥、電磁閥等)1、角行程電動執行器類巡檢要求⑴、檢查執行器是否有震蕩現象。(時開時關)⑵、檢查執行器是否能準確到位。(如果不能到位,先檢查一下是否是卡料的原因,用手盤動飛輪看是否能活動,如果沒有卡料就通知相關技術人員進行維修)⑶、檢查現場的開度是否與中控的顯示相一致。⑷、檢查執行器的輸出軸與旋轉臂的花鍵連接是否牢靠及正確。(如果改變了花鍵的連接角度,將有可能損壞執行器或導致過力矩停轉)⑸、檢查執行器在運行的過程中是否有異常聲音。⑹、為保證其良好的工作環境,防止意外損壞,應定期檢查定位器周圍的工作環境。同時保證其工作環境的潔凈,減少外界因素造成的儀表波動和故障。⑺、檢查閥門和定位器的泄露和工作情況,及時消除隱患。定期檢查零點、量程、線性和回差等參數,并對其優化和調整,保證其工作質量。⑻、定期對調節閥進行檢修和維護,確保閥門工作質量。同時對DCS調節控制回路參數進行優化,以確保與定位器互相工作的協調性和穩定性。2、直行程類巡檢要求(電磁閥等)⑴、檢查閥芯是否能動作到位。⑵、電磁閥在工作時,是否能看到線圈的供電指示燈亮。第四十一頁,共六十一頁。四)、自動化儀表類巡檢要求(溫度儀表、智能壓力儀表等)⑴檢查各溫度及壓力儀表是否有數據顯示。⑵所顯示的數據是否與中控顯示一致,且真實有效。⑶各儀表所顯示的參數是否有較大的波動。(判斷是否是由干擾引起的)⑷檢查儀表的各功能鍵是否能正常動作。⑸當懷疑有故障時,檢查儀表的顯示。(顯示的是閃爍的數值還是?°ERR?±)第四十二頁,共六十一頁。六、自動化系統常見故障類別1、電網系統的干擾及采取措施DCS對電源質量的要求是非常嚴格的,
當電網內部變化、開關操作浪涌和大型電力設備啟停時,
都會通過電網對DCS系統造成干擾。采取措施是:針對電網系統的干擾,
DCS系統的供電采用了如圖1所示的結構。低通濾波器可以讓50Hz的基波通過,濾掉高頻干擾信號;在線式不間斷供電電源(UPS)在交流供電中斷情況下,可以瞬時輸出交流電代替外界交流供電,
是一種無觸點的不間斷供電,而且UPS還具有較強的干擾隔離性能。同時為確保供電安全,我廠中控室采取了兩路供電線路。
第四十三頁,共六十一頁。2、電磁干擾及采取的措施(1)、
雷電電磁波的干擾及采取的措施雷電電磁波是由強大的雷閃電流產生的脈沖電磁場,
它對DCS系統的干擾有以下2種形式:①當控制室建筑物的防直擊雷裝置接閃時,在引下線內會通過強大的瞬間雷電流,
如果在引下線周圍的一定距離內設有連接DCS系統的電纜,則會對電纜產生電磁輻射,將雷電電磁波引入DCS系統,干擾或損壞DCS系統。②當控制室周圍發生雷擊放電時,會在各種金屬管道、電纜線路上產生感應電壓,從而傳到DCS系統上,
并對其產生干擾或損壞。采取的措施:
系統應有良好的防雷擊措施,
同時要將DCS系統和防雷系統的接地系統進行等電位連接,即使受到雷電電磁波的干擾,由于它們之間不存在電位差,從而大大減少了DCS系統受雷電電磁波的影響。(2)、空間輻射電磁場的干擾及采取的措施空間輻射電磁場主要是由電力網絡、變頻器等產生的,
通常稱為輻射干擾。若DCS系統置于其射頻場內,
就會受到輻射干擾。采取的措施:
輻射干擾與現場設備的布置以及設備所產生的電磁場大小特別是頻率有關,
一般通過設置屏蔽電纜和DCS局部屏蔽進行消除空間輻射電磁場對DCS系統的干擾。屏蔽電纜選用雙絞線是抑制電磁場干擾的有效辦法,
原因是由于雙絞線的每個小絞紐環中會通過交變的磁通,
而這些變化磁通會在周圍的導體中產生電動勢,
相鄰絞紐環在同一導體上產生的電動勢方向相反,相互抵消,對電磁場干擾起到較好的抑制作用。第四十四頁,共六十一頁。3、信號線路引入的干擾及采取的措施與DCS系統連接的各類信號線,除了傳輸有效的各類信息之外,
總會有外部干擾信號侵入,引起
I/O模件信號工作異常和測量精度大大降低,嚴重時會引起元件的損壞。對于隔離性能差的系統,
還將導致信號間互相干擾,引起共地系統總線回流,造成邏輯數據變化、誤動作和系統主機死機。信號線路引入的干擾在工業現場較為嚴重,實踐證明,因信號線路引入的干擾造成DCS控制系統故障的情況很多,
甚至造成I/O模件的損壞,筆者曾在某
5000t/d熟料生產線工程調試中遇到過,
經過良好的屏蔽和接地等多種措施后問題才得到解決。
采取的措施:
選用屏蔽電纜,敷設時應盡量不與動力電纜靠近或平行,
并應遠離大功率變壓器等感性負載和變頻器等干擾源。電源電壓220V以下、電流10A以下的電源電纜與信號電纜之間的距離大于150mm;電源電壓220V以上的間隔距離應大于600mm。現場不能遠離的可放在同一橋架內,
但在中間加隔離鋼板,
如圖
2
所示。
第四十五頁,共六十一頁。4、電容、電感耦合引入的干擾及采取的措施在設備現場往往有很多信號同時接入
DCS
系統,
而且這些信號線通過走電纜橋架或者電纜管道與DCS
現場站連接,
很多根信號線就不可避免地在一起。由于這些信號之間均有分布電容存在,
則會通過其將干擾加到別的信號線上。同時在交變信號線的周圍會產生交變的磁通,
使并行的導體之間產生電動勢,
這也會造成線路上的干擾。
采取的措施:
可用金屬電纜管道或金屬電纜橋架敷設信號線,
而且金屬電纜管道或金屬電纜橋架要有很好的接地,
來消除電容電感耦合引入的干擾。第四十六頁,共六十一頁。5、
接地系統混亂引起的干擾
⑴
對接地系統的要求1)
由于接地系統直接關系到DCS系統的安全性及抗干擾能力的強弱和通訊系統的暢通,
因此接地能否滿足要求,
對系統十分重要。對于DCS系統,
接地一般有四種,
分別為:
信號接地電阻
R<5Ω,
過程計算機接地電阻
R<1Ω,
機柜接地電阻
R<5Ω,
通訊網絡屏蔽接地電阻
R<1Ω。它們之間相互獨立,
每兩接地間距要大于
5m。
2)
在DCS系統中,
DCS機柜用銅導線(≥35mm2,2AWG)接到裝置接地排。機柜內部都安置了模擬地匯流排或其它設施,
在接線時將屏蔽線分別接到模擬地匯流排上,
然后將各機柜的匯流點再用絕緣的銅辮或銅條以輻射狀連到接地點。如果信號線中間有接頭時,
屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理,
一定要避免多點接地;
如果多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏蔽電纜連接時,
各屏蔽層應相互連接好,
并經絕緣處理,
選擇適當的接地處單點接地。⑵
屏蔽層接地模擬信號屏蔽層的接地,
是所有接地中要求最高的一種。由于模擬信號有精度要求,
有時信號比較小而且與生產現場連接,
因此模擬地要確保良好。如果電纜屏蔽層兩端都接地,
就會存在地電位差而形成地環路,
地環路產生的電流會流過屏蔽層干擾信號。
1)過程電纜屏蔽層接地:
直接連接到機柜接地。
2)
通訊電纜屏蔽層接地:
主要是指PROFIBUS--DP電纜屏蔽層接地。每條PROFIBUS--DP電纜屏蔽層都需單點接地,可在其一端將其屏蔽層固定連接到控制器的安裝框架上。
⑶
附屬設備接地負載、傳感器或調制解調器等所使用的附帶電源,
如安裝在機柜內,
那么設備的(PE)端子應連接到保護地接地棒。
⑷
控制器接地使用鋼絲網接地寬帶(
如DSU485)和最近的機柜金屬表面連接,
要求接地寬帶最長300mm、截面最小16mm2,
寬帶傳導性良好、機柜金屬表面接觸良好。
第四十七頁,共六十一頁。6、環境條件異常造成的干擾及采取的措施
1)控制室內環境溫度。DCS系統控制室內環境溫度一般認為以19~23℃為宜。當環境溫度大于29℃時,
由于設備電子元件的溫度升高而使本身散熱效果不好,
容易使設備電子元件溫升過高而損壞;
溫度過低時會引起空氣結露,
容易使設備電子元件受潮,
這就要求控制室內的空調制冷情況良好。
2)控制室環境衛生。當過多粉塵侵入設備內部時會造成元件散熱差,
絕緣下降。特別是網絡設備的接口處在灰塵較大時,
更易發生接觸不良的情況。在我公司1號、2號水泥磨DCS系統實際維護工作中,就發現其中有2個DO820輸出模件由于內部積灰過多造成工作不正常,
清掃積灰后一切運行良好的情況。在確保控制室環境衛生良好的同時,
控制柜散熱風扇也要良好,
還要利用設備定檢機會對設備進行吹灰除塵。控制室應盡量采用封閉式,
進入時應有一個二道門的中間緩沖間,
窗戶采用雙層密封。第四十八頁,共六十一頁。7、靜電干擾及采取措施
靜電產生的大小,
不僅與物質種類有關,
而且也與空氣中的濕度有關,
靜電一經產生便會自動積累,放電時的靜電電壓高達幾百到數千伏,
對
DCS
系統危害相當大,
因此我們采取了一定措施:
1)DCS系統中央控制室均采用了防靜電地板;
2)中央控制室門口放置了一塊裸露的金屬地板,而且金屬地板有良好的接地;
3)機房保持一定的濕度,
防止空氣過于干燥而產生靜電,
一般空氣濕度應保持在45%~55%;
4)維修人員在維護、檢修DCS設備時手不要觸及電子元件。
第四十九頁,共六十一頁。8、智能電動執行器常見故障及現場處理1)控制信號變化,調節閥不動作(排除閥體因素)是智能定位器運行過程常見故障,處理辦法,重點檢查閥位傳位器是否運轉自如,電氣連續性等
2)閥位難以控制,小信號不動作,大信號時要不全開要不全關,經多次調校仍不正常,更換新的定位器重新調校工作正常。
3)小開度振蕩。調節閥工作在小開度易造成振蕩。解決方法是避免小開度工作。(降低響應靈敏度0,即選擇較低的整定參數組,加以改善)
4)電動執行機構采用4~20mA的信號來控制,極易受到干擾,使機構動作不正常,例如機構頻繁動作穩定不下來。因此,信號線必須做好屏蔽,布線時應避開強干擾源,保證信號的正確傳輸。第五十頁,共六十一頁。第三節、設備管理知識一、設備管理概述設備是企業生產中長期使用并在使用中基本保持實物形態的物質資料的總稱。隨著科技進步和生產的不斷發展,生產過程的大型化、高參數化、機械化、自動化、計算機化成為了現代企業的特征,生產設備的機電一體化(集光電技術、氣動技術、計算機技術和激光技術為一體)促使企業形成了“由人操縱自動化控制設備、由控制設備操縱機器設備”的生產模式,操作的技術含量逐漸下降,維修的技術含量逐步提升。企業生產主體已由生產操作方面轉向設備管理維修方面,設備管理成為企業管理的重要組成部分。所謂設備管理,就是對設備一生全過程的綜合管理。它包括設備的技術開發、編制規劃、研究、方案論證、定型、設計、制造、安裝、調試(試運行)、使用、維修、改造、更新直至廢棄的全過程,是以設備一生為出發點,把系統的人力、物力、財力和資源、信息能力,通過計劃、組織、指揮、協調、控制,對設備實施高效管理,最終達到設備壽命周期最長、費用最經濟、綜合效率最高的目的。
設備的一生管理可分為前期管理和后期管理。在我國,傳統的設備管理體制長期以來是分割的,設備的前期管理由規劃設計部門和制造廠完成,設備的后期管理由使用單位實施。形成了制造與使用脫節,約束機制小,反饋速度慢,制約設備效能的發揮與創新。但反過來講,沒有科學的設備管理,再好的設備也不能發揮好的作用。而前期不太好的設備,經過科學的管理,生產使用單位也可以逐步實現設備完善化,通過對設備的精心維修,技術改造,可以使設備安全、穩定、經濟運行,達到良好的綜合效率。因此,加強科學的設備管理,消除制造與使用脫節的弊端,是提高設備質量的基礎,是設備正常運行的重要保證,是管理出效率、管理出效益的關鍵所在。第五十一頁,共六十一頁。二、設備現代化管理的基本內容設備現代化管理是一個發展的、動態的、宏觀的概念,在不同的發展時期有不同的目標和要求。設備現代化管理的基本內容主要有以下十個方面。
1、管理思想現代化。樹立系統管理觀念,建立設備一生全系統、全過程、全員的綜合管理思想。樹立管理是生產力的思想。樹立市場、經營、競爭、效益觀念。樹立信息觀念。樹立以人為本觀念,充分調動員工的積極性和創造性。
2、管理目標現代化。即追求設備壽命周期最經濟、綜合效率最高,努力使設備一生各階段的投人最低,產出最高。
3、管理方針現代化。以安全為基礎,消滅人身事故,使設備事故降低為零。努力做到安全性、可靠性、維修性與經濟性相統一。
4、管理組織現代化。努力做到設備管理的組織機構、管理體制、勞動組織以及管理機制現代化。以管理有效為原則,實現管理層次減少,管理職能下放、管理重心下移,實現組織結構扁平化。
5、管理制度現代化。推行設備一生的全過程管理,推動制造與使用相結合。
6、管理標準現代化。建立完善的以技術標準為主體(包括管理標準和工作標準)的企業標準化體系。建立健全安全保證體系。建立完善質量監督保證體系,建立完善環境保護體系。
7、管理方法現代化。運用系統工程、可靠性維修工程、價值工程、目標管理、全員維修、網絡技術、決策技術、ABC管理法和技術經濟分析等方法,把定性分析與定量計算相結合,實施綜合管理。
8、管理手段現代化。采用電子計算機管理,設備狀態監測、設備故障診斷技術,實施設備傾向性管理、設備動態管理,做到設備受控。
9、管理人才現代化。培養一大批掌握現代化管理理論、方法、手段和技能,勇于探索,敢于創新的現代化人才隊伍。
10、管理措施現代化。建立完善的信息和反饋系統,實施設備管理PDCA循環體系。即P(計劃)、D(實施)、C(檢查)、A(改進),不斷提高設備管理水平。
第五十二頁,共六十一頁。三、設備的維修管理方式
工業發展從手工業直至機械化、電氣化、電子化,隨著科技發展,維修管理方式也在不斷革新和發展。從設備管理發展史來看,主要有以下基本方式:
1、事后維修(故障維修)。一是維修策略中對生產影響極小的非重點設備、多余配置的設備或從經營(費用)上采用其他維修方式不經濟的設備,實行事后維修;二是突發事故,設備強迫停用,實行故障維修。
2、預防維修。一是計劃預維修。二是全員設備維修。是以設備點檢為基礎的維修,依據點檢發現的設備問題,及時編制和修訂檢修計劃,適時對設備進行維修。這種維修方式,有效地防止設備過維修和欠維修,但要求設備制造質量較高,自動化水平較高,單機和系統聯動。
3.預知維修(狀態檢修)。員設備維修和預知維修是一脈相承的,點檢是為了確定運行中設備的狀態,點檢基礎上的定修也可以說是狀態檢修的實施。兩者在性質上接近,無非是對狀態的掌握程度,后者具備更準確的檢測手段,對設備狀態的確定更有把握。4、社會大系統設備維修,是以設備一生管理為基礎,重點研究從設備技術開發研究、設計、制造、安裝、調試、使用、維修、改造、更新直至報廢的整個壽命周期全過程的維修管理。把設備生產過程、安裝過程、使用維修過程、社會支援過程、更新廢棄過程有機結合,形成社會大系統維修體系。是維修管理的改革方向,是維修實行市場化的長遠目標。特別是進人21世紀,引進國際先進設備以后,單靠企業自有維修體系,不但是不經濟的,而且也是難以繼續維持和發展其裝備的先進水平。5、維修預防,是指設備在設計制造階段就認真改進其可靠性和維修性,從設計、制造上提高質量,從根本上防止故障和事故的發生。使用這類設備,其維修概率趨近于零。但費用也特別高,目前多使用在航天器等設備上。第五十三頁,共六十一頁。四、現代設備管理方法―――設備點檢定修制。一)設備點檢定修制。1)點檢定修制是全員、全過程對設備進行動態管理的一種設備管理方法,它是與狀態檢修、優化檢修相適應的科學有序、職責明確的設備管理體系,它具有兼容性、開放性、持續改進的特點。2)設備點檢管理是確定設備狀態的有效途徑。3)設備定修制度是指在設備推行點檢管理的基礎上,根據設備狀態而安排的檢修工作。嚴格的說每一臺設備都有自己的特點,即使同一廠家、同一型號的設備,由于系統設計、制造、安裝、輔機配套等方面的原因,設備也有所差異,因此,符合自己的標準要由使用單位自行確定,而這些標準的完善并最后形成,則是通過“點檢+定修”的PDCA來獲得。
4)點檢制明確了設備管理的責任主體——點檢員,而且明確了點檢員對設備的全過程管理負責,解決了傳統設備管理中設備管理職責難以清楚界定的問題。
5)點檢制明確了以設備狀態為定修的基礎,同時也提出了優化檢修策略,執行點檢定修管理將使設備管理從計劃檢修逐步進人狀態檢修和優化檢修。
6)點檢制明確了對所有設備進行全過程的動態管理,在實行PDCA循環的同時,對設備進行持續改進,最終達到設備受控、有關技術標準符合客觀實際的目的。第五十四頁,共六十一頁。二)設備點檢的管理
1、定點:科學地分析確定設備的維護點,找準設備可能發生的故障和劣化部位,確定各部位檢查的項目和內容,如回轉部位、滑動部位、傳動部位、荷重支撐部位、受介質腐蝕部位以及承壓部位等。
2、定標準:根據維修技術要求,確定每個維護點檢查參數(如溫度、壓力、振動、流量、間隙、電壓、電流、絕緣等)的正常工作范圍。
3、定人:按區域、按設備、按人員素質要求選定點檢員,是所轄點檢區設備管理的責任主體。
4、定
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