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LK在氧化铝生产中的应用

LK在氧化铝生产中的应用

2009/11/19 9:49:00

        



     铝是世界上第二大常用金属,其产量和消费量仅次于钢铁,是国民经济中具有支撑作用和战略地位的金属原材料。氧化铝是铝冶炼的主要原料,每生产1吨原铝需要消耗近2吨氧化铝。随着一些大型氧化铝厂对生产过程自动化重视程度逐步地提高以及新技术、新工艺的使用、装备的完善,氧化铝生产过程的控制管理越来越受到重视,系统开始采用先进的检测、分析设备和控制管理系统。

     在氧化铝生产中采用基于和利时公司HOLLiAS LK系列PLC的自动化控制系统,生产的各个环节、各道工序基本上都实现了自动控制,对于难以采用数学模型来描述的复杂生产过程,如磨矿过程,难以直接测量的某些矿浆成分采用了智能控制技术和软测量推理技术,使主要工艺参数和生产指标的控制实现了优化,对提高氧化铝生产的自动化水平、管理水平,提高系统可靠性、生产连续性具有十分重要的推动作用。

     典型配置方案

     系统配置图如图1所示,整个系统按氧化铝生产的各个主要工序将系统分为四个子系统。为了保证系统的完整性,系统设置有一个监控中心,在监控中心内可以监控到整个氧化铝生产的各个子过程。为了便于管理,提高系统的信息化程度,系统还可以通过网络服务器进行网络发布,任何授权的客户端都可以在任意地方通过Internet浏览系统状态。


      



                                                               图1 系统网络结构示意图

     监控中心设有监视计算机、网路交换机、打印机、UPS以及其他办公设备,通过环形的光纤以太网络与氧化铝生产厂的各个子系统进行连接。

     四个子系统即相互独立又融为一体。每个子系统均采用冗余的网络结构,配置有冗余的监控计算机、HOLLiAS LK大型PLC、PLC机柜、现场I/O站等设备。其中HOLLiAS LK大型PLC是系统的核心,完成对氧化铝生产过程的自动流程控制和设备的监控等。

     
关键工序控制

                      


     熟料烧成是烧结法氧化铝生产的关键工序,其作用是将来自原料制备工序的生料浆通过回转窑烧制成易于溶解的固体铝酸钠熟料,燃料燃烧的废气经重力、旋风和静电三级收尘后排入大气,熟料送入熟料仓。

     熟料烧成工序以实现整个熟料烧成过程长期稳定运行、优质、高产、低耗为总体目标。同时提高电收尘运转率和降低出口含尘量,降低碱耗;杜绝跑煤造成的事故,使该工序收尘效率处于最佳值。

     
晶种分解和碳酸化分解工序

     结法分解过程分为烧结法晶种分解和碳酸化分解两部分。种分原液和晶种在种分槽内进行连续分解,并通入高压站送来的压缩空气进行搅拌,种分后料浆送往氢氧化铝过滤洗涤工序。碳分原液送入碳分槽,向槽内通入净化后的二氧化碳压缩机送来的二氧化碳气进行碳分连续分解,碳分后料浆送往氢氧化铝过滤洗涤工序。

                         



     熟料烧成工序



     碱液蒸发及调配工序

     蒸发工序相当于氧化铝生产流程中的回收站,目的是保持水量平衡,将拜尔法或烧结法的种分母液蒸浓到符合生产要求的浓度并排除生产过程中积累的杂质。

     碱液调配流程也是氧化铝生产流程的重要流程之一,其任务是为高压溶出、格子磨以及烧结法的生料磨等工段提供优质的循环碱液。拜尔法生产中的循环碱液主要由拜尔法蒸发母液、原液、液碱及烧结法种分蒸发母液调配而成,用于格子磨给料工序的配料和调整高压溶出给料的固含以及烧结法生料浆的调配。

                      



     溶出、分离、洗涤及赤泥外排工序

     溶出分离系统工艺是由冷却机送来的熟料,经裙式机和板式机输送至破碎机,进行中级破碎,再输送到熟料仓。然后经板式饲料机计量喂入溶出磨,赤泥洗液、碳分母液与熟料按一定比例加入溶出磨,进行粉碎溶出。溶出浆液进入分级机进行粒度分级,粗粒返砂继续进磨磨细,分级机溢流经溶出泵送至分离沉降槽进行赤泥分离。

     赤泥洗涤及外排是对分离后的的赤泥进行反向洗涤,回收赤泥中的碱和氧化铝,是氧化铝生产系统中节能降耗的主要环节。

     该工序的主体设备:球磨机、分级机、调整槽、沉降槽、洗涤沉降槽、外排油隔泵。主要完成如下控制功能:

     溶出磨的下料量、调整槽液位、溶出磨瓦温、沉降槽耙机负荷、絮凝剂槽液位、油站的油压油温、沉降槽的L/S、沉降槽的温度、油隔泵压力、赤泥槽的液位、各泵的电机电流检测。

    
熟料下料与调整液的控制。

     沉降槽底流液固比的自动控制:通过分离底流液固比、沉降槽耙机荷重,调整分离底流流量实现。

     底流液固比、外排油隔泵自动控制。

     赤泥槽液位的自动控制:通过赤泥油隔泵速度调节。

                     



     系统特点

     系统运行稳定性高。通过采用冗余的LK PLC解决方案,最大限度地避免了系统各个环节故障后造成系统停机的问题,使系统的稳定性大幅度提高。

     系统规模大,涵盖了计算机技术、工业控制技术、检测仪表技术等多个学科领域,综合性强。

     系统管理先进,自动化、信息化程度高。

     系统控制方案合理,控制策略科学,完全满足氧化铝生产线的要求。

     系统开放性好。系统软件平台提供多种数据访问方式,如OPC、DDE、ODB等,保证了开放性,能与第三方软硬件兼容,实现无缝连接。
 

 
 
 
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