Дипломная работа: Автоматизация процесса подготовки шихты
Достоинствами сушильных барабанов является высокий удельный съем продукции с 1м2 внутренней поверхности и влаги с 1м3 объема барабана, равномерная сушка материала, небольшой удельный расход топлива, недостатком – унос мелких фракций материала с отходящими газами, что вызывает необходимость установки пылеуловителей в вентиляционной системе.
Сушильный барабан имеет цилиндрический кожух. К кожуху прикреплены два бандажа на чугунных башмаках. Они служат опорой барабана и сообщают ему вращение, благодаря перекатыванию на двух парах опорных роликов. Барабан размещают таким образом, чтобы его ось была наклонена к горизонтальной плоскости на угол 3о в сторону выхода материала. Для предотвращения продольного перемещения барабана на одной из опор установлены два опорных ролика.
Барабан приводится во вращение электродвигателем через зубчатую передачу и редуктор. Число оборотов барабана обычно составляет 5–8 мин-1.
Полость барабана разделена на четыре ячейки, к стенкам которых приварены лопасти или радиальные перегородки. Для обеспечения равномерной сушки материала необходимо, чтобы периметры этих ячеек и степень их заполнения были одинаковыми. При вращении материала материал в ячейках пересыпается с лопасти на лопасть. В местах примыкания барабана к топочной и разгрузочной камерам на кожухе укреплены уплотнительные кольца.
Сырой материал поступает в барабан по трубе. Чтобы материал не попадал в топочную камеру, на входном конце барабана устанавливают направляющий конус.
При работе горячие газы, имеющие температуру 1000 – 1100оС, поступают в смесительную камеру. Смешиваясь здесь с холодным воздухом, газы при температуре 800 – 900оС направляются в барабана, прогревая сырой материал и удаляя из него влагу. На выходе из барабана газы остывают до температуры 100 – 150оС и отсасываются вентилятором, а высушенный материал поступает в разгрузочную камеру.
Объем сушильного барабана: 16м3;
Производительность сушильного барабана: 16 т/ч;
Количество влаги, удаляемой при сушке: 1280 кг/ч.
Б). Оборудование для подачи сырьевых материалов.
1. Ленточный питатель.
Предназначен для подачи мелкого сыпучего материала. Рабочим органом является прорезиненная лента, огибающая два барабана – приводной и натяжной. Рабочая ветвь ленты скользит по неподвижному настилу или опирается на опорные ролики, а нижняя часть – свободная. Боковые стороны ленты ограничены неподвижными бортами, препятствующими просыпанию материала с ленты.
Ширина ленты: 250 – 1100 мм;
Производительность : до 175 м3/с;
Скорость ленты: 0,1 – 0,35 м/с.
2. Лотковый питатель с электровибрациооным приводом.
Применяют для подачи мелкокусковых и зернистых материалов. Питатель состоит из лотка и вибровозбудителя. Вследствие вибрации лотка частицы материала, поступающего из бункера, начинают также вибрировать, образуя текучую зернистую массу.
3. Винтовой питатель.
Применяют для равномерной подачи таких материалов, как известь, уголь, песок. Питатель имеет винтовые лопасти, закрепленные на валу, установленном на подшипниках. Винт расположен в металлическом корпусе, имеющем металлическую воронку и разгрузочное отверстие. При вращении винта поступающий в корпус материал перемещается к разгрузочному отверстию и отверстию и одновременно перемешивается. Такие питатели обеспечивают равномерное и довольно точное дозирование материала. Достоинством винтовых питателей является герметичность и компактность, недостатком – быстрое изнашивание винта и корпуса.
В). Смеситель.
Решающее влияние на качество выпускаемой продукции оказывает смешивание компонентов шихты. Основная цель смешивания – получение однородной смеси различных компонентов шихты и равномерное распределение увлажняющих добавок.
В данном цеху используется тарельчатый смеситель. Он относится к машинам, в которых интенсивно смешивается несколько компонентов, что позволяет получать хорошую однородную шихту.
Смеситель смешивает порошкообразные молотые материалы в сухом состоянии с некоторым увлажнением до 5%.
Смеситель состоит из чаши, которая вращается вокруг вертикальной оси на четырех роликах, установленных на станине. Компоненты шихты загружают в бункер. Из бункера смесь поступает в чашу смесителя. До попадания смеси в чашу, включаю электродвигатель. Смешивание продолжается 3 – 4 мин, после чего готовая шихта выгружается через разгрузочное отверстие, выполненное в центре дна чаши и закрытое диском.
Чаша и два вертикальных вала, несущие по три лопасти каждый, вращаются в противоположных направлениях.
1.1.4 Подготовка компонентов шихты
Цех по приготовлению стекольной шихты ООО ПКФ «Астраханьстекло» обеспечивает управление работой дозировочно-смесительноного отделения (ДСО).
Песок некондиционный поступает в прирельсовый склад сырья в полувагонах (или автомашинах) и разгружается в приямки. Из приямков песок разгружается в закром на хранение грейферным краном. По мере необходимости грейферным краном песок подается в приемный бункер. Из бункера песок системой питателя подается в барабанную сушилку. Просушенный песок элеватором поднимается в силос ДСО.
Сода, мел, доломитовая мука, полевой шпат, селитра, содо – сульфатная смесь поставляются в прирельсовый склад сырья в вагонах типа хоппер. Из вагонов компоненты ссыпаются через решетки в приемные воронки, а затем винтовыми пневматическими насосами загружаются в силосные банки ДСО. Компоненты шихты хранятся в расходных силосах и бункерах
1.1.5. Приготовление шихты
В данном цехе производится приготовление шихты на автоматизированной весовой линии в дозировочно-смесительном отделении. В состав линии входят:
· Универсальный дозировочный комплекс для песка
· Универсальный дозировочный комплекс для соды
· Универсальный дозировочный комплекс для мела
· Универсальный дозировочный комплекс для доломита
· Универсальный дозировочный комплекс для полевого шпата
· Универсальный дозировочный комплекс для селитры
· Универсальный дозировочный комплекс для содосульфатной смеси
· Дозировочный комплекс малых компонентов
· Универсальный дозировочный комплекс для стеклобоя
· Конвейер сборочный ленточный желобчатый закрытый
· Смеситель шихты
· Система увлажнения шихты
· Элеватор ковшовый ленточный
Существующая автоматизированная система управления весовой линией приготовления шихты обеспечивает выполнение заданной циклограммы технологического процесса приготовления шихты. Время одного цикла приготовления шихты – 6 мин.
После поверки дозаторов и пуска системы в работу, начинается дозирование песка и его подача в смеситель. При поступлении первой порции песка в смеситель (40 сек от начала разгрузки дозатора песка) включается система увлажнения шихты водой, которая должна обеспечить влажность шихты 4,5±0,5%. После разгрузки песка и его увлажнения начинается разгрузка остальных компонентов. Время перемешивания принимается 4 минуты. По окончании перемешивания открывается разгрузочная заслонка смесителя. Время разгрузки смесителя 60 секунд, после чего заслонка закрывается, смеситель готов к приему следующей порции.
Из смесителя через промежуточный бункер и питатель вибрационный, шихта ссыпается на ленточный конвейер, на который с заданным соотношением дозируется дозировочными комплексами собственный и привозной стеклобой. С конвейера смесь шихты и стеклобоя ссыпается в элеватор, поднимающий ее к бункеру запаса. Из бункера смесь через питатель вибрационный ссыпается в элеватор. С элеватора поток направляется на конвейер.
Далее смесь шихты и стеклобоя системой ленточных конвейеров и сбрасывателей распределяется по бункерам загрузчиков шихты стекловаренной печи.
Заданная мощность составного цеха – 480 т шихты в сутки, из них 50 т стеклобоя.
1.2 Существующий уровень автоматизации
Существующая система автоматизации в значительной степени не отвечает современным требованиям автоматизации. Прежде всего, в ней используются морально и физически устаревшие приборы. Сегодня применение таких приборов не является оправданным, так как существуют более совершенные и надежные электронные приборы.
Кроме того, в данном цехе регулирование параметров производится, как правило, по одноконтурной схеме, единый технологический процесс рассматривается как набор большого числа обособленных друг от друга параметров, хотя для эффективного протекания процесса, необходимо учитывать сложившуюся технологическую обстановку. И несмотря на то, что в систему управления введен программируемый контроллер, его возможности используются не полностью. Только управляющий вычислительный комплекс, органично вовлеченный во весь процесс управления может связать его воедино: осуществлять функции сбора и первичного преобразования информации, регулирования технологических параметров, блокировки и передачи информации о состоянии объекта управления в ЭВМ.
Введение распределенной автоматизированной системы управления технологическим процессом на базе программируемого контроллера позволит осуществлять управление процессом с учётом всех параметров в единой совокупности. Появляется возможность отслеживать предаварийные и аварийные ситуации не только по предельным значениям отдельных параметров, но и по некоторым опасным комбинациям значений параметров.
Введение в систему управления ЭВМ позволяет не только эффективно обрабатывать информацию, но и передавать её в верхние уровни системы.
1.3 Возможные варианты и обоснование целесообразности выбора принятого решения
Для нормального протекания технологического процесса необходимо регулирование его основных параметров. Проектом предусматриваются следующие контуры регулирования:
1. Для поддержания уровня песка в силосе песка используем одноконтурную систему регулирования, так как высокой точности поддержания параметра не требуется. В качестве регулирующего воздействия выбираем изменение расхода песка, направляемого на сушку.
2. Для регулирования температуры сушки песка используем комбинированную систему управления. Введение данной системы позволяет осуществлять регулирование с большой точностью и учитывать возмущения: температуру и влажность песка, поступающего на сушку. В качестве регулирующего воздействия выбираем изменение расхода топливного газа, поступающего для горения.
3. Для регулирования концентрации отходящих дымовых газов на выходе из сушильного барабана используем каскадную систему регулирования, т.к. регулирование должно осуществляться с большой точностью, минимальными динамическими отклонениями и отсутствием статической ошибки регулирования. Корректирующим (внешним) регулятором является регулятор концентрации отходящих дымовых газов, а стабилизирующим (внутренним) – регулятор соотношения “воздух/топливный газ”. В качестве регулирующего воздействия выбираем изменение расхода воздуха, поступающего на горение в сушильный барабан.
4. Для регулирования влажности высушиваемого песка на выходе из сушильного барабана используем одноконтурную систему регулирования, так как данный параметр может регулироваться достаточно точно и одноконтурной системой. В качестве регулирующего воздействия выбираем изменение расхода воздуха, поступающего на сушку.
5. Для поддержания необходимого разряжения в сушильном барабане песка используем комбинированную систему регулирования, компенсирующую изменение расхода воздуха, поступающего на сушку. Регулирующее воздействие – изменение количества отводимых дымовых газов.
6. Для поддержания уровня соды, мела, доломитовой муки, полевого шпата, содо-сульфатной смеси в силосах используются одноконтурные системы регулирования, так как высокой точности поддержания параметра не требуется. В качестве регулирующего воздействия выбираем изменение подачи материала по пневмотранспорту.
7. Для поддержания уровня песка в бункере запаса шихты используем одноконтурную систему регулирования. В качестве регулирующего воздействия выбираем изменение расхода компонентов шихты, поступающих в смеситель.
8. Для поддержания уровня шихты в бункерах над загрузчиками используем одноконтурную систему регулирования. В качестве регулирующего воздействия выбираем изменение расхода шихты из бункера запаса шихты.
Для нормального протекания технологического процесса необходимо, чтобы при выходе значений параметров за допустимые нижний и верхний пределы изменения срабатывала блокировка. Проектом предусматривается блокировка в следующих случаях:
1. При понижении/повышении значения давления топливного газа до нижнего/верхнего аварийного уровня срабатывает отсекатель на линии подачи газа, прекращается подача воздуха на сушку и горение, прекращается отвод дымовых газов из сушильного барабана и подача песка на сушку, останавливается система элеваторов и транспортеров подачи песка в силос, закрывается заслонка силоса песка и бункера песка, отключается привод сушильного барабана и вибропитателя.
2. При понижении/повышении значения давления воздуха, подаваемого на горение, до нижнего/верхнего аварийного уровня отключается дутиевой вентилятор, нагнетающий воздух в сушильный барабан, срабатывает отсекатель на линии подачи газа, прекращается подача воздуха на сушку, прекращается отвод дымовых газов из сушильного барабана и подача песка на сушку, останавливается система элеваторов и транспортеров подачи песка в силос, закрывается заслонка силоса песка и бункера песка, отключается привод сушильного барабана и вибропитателя.
3. При понижении/повышении значения давления воздуха, подаваемого на сушку, до нижнего/верхнего аварийного уровня отключается дутиевой вентилятор, нагнетающий воздух в сушильный барабан, срабатывает отсекатель на линии подачи газа, прекращается подача воздуха на горение, прекращается отвод дымовых газов из сушильного барабана и подача песка на сушку, останавливается система элеваторов и транспортеров подачи песка в силос, закрывается заслонка силоса песка и бункера песка, отключается привод сушильного барабана и вибропитателя.
4. При понижении/повышении значения давления отводимых дымовых газов до нижнего/верхнего аварийного уровня отключается вытяжной вентилятор, отсасывающий воздух из сушильного барабана, срабатывает отсекатель на линии подачи газа, прекращается подача воздуха на сушку и горение, подача песка на сушку, останавливается система элеваторов и транспортеров подачи песка в силос, закрывается заслонка силоса песка и бункера песка, отключается привод сушильного барабана и вибропитателя.
5. При отсутствии/погасании пламени в топке сушильного барабана песка производится срабатывание отсекателя на линии подачи газа, прекращается подача воздуха на сушку и горение, прекращается отвод дымовых газов из сушильного барабана и подача песка на сушку, останавливается система элеваторов и транспортеров подачи песка в силос, закрывается заслонка силоса песка и бункера песка, отключается привод сушильного барабана и вибропитателя.
6. При аварийном снижении скорости движении транспортеров, элеваторов, контроля аварийного проскальзывания ленты транспортера останавливается все предыдущее оборудование, производится отключение подачи газа, воздуха, прекращается отвод дымовых газов из сушильного барабана и подача песка на сушку, происходит закрытие заслонок силосов, бункеров и смесителей.
7. При понижении/повышении значения давления в пневмотранспорте, доставляющем соду в силос, до нижнего/верхнего аварийного уровня отключается насос, загружающий соду в силос.
8. При понижении/повышении значения давления в пневмотранспорте, доставляющем соду в силос, до нижнего/верхнего аварийного уровня отключается насос, загружающий соду в силос.
9. При понижении/повышении значения давления в пневмотранспорте, доставляющем мел в силос, до нижнего/верхнего аварийного уровня отключается насос, загружающий мел в силос.
10. При понижении/повышении значения давления в пневмотранспорте, доставляющем доломитовую муку в силос, до нижнего/верхнего аварийного уровня отключается насос, загружающий доломитовую муку в силос.
11. При понижении/повышении значения давления в пневмотранспорте, доставляющем полевой шпат в силос, до нижнего/верхнего аварийного уровня отключается насос, загружающий полевой шпат в силос.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
