МОДЕРНИЗАЦИЯ АСУ ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ КФП МПЗ АО «АЛМАЛЫКСКИЙ ГМК»

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассмотрен вопрос модернизации контроля тепловым режимом КФП. Была описана технология и оборудование КФП. Отражены основные недостатки преимущества.

Печь кислородно-факельной плавки предназначена для переработки сульфидного медного концентрата на штейн и шлак с указанными получением цветных металлов и железа. В печи две зоны: зона тепловыделения и технологическая зона. Каждая из зон имеет свое назначение, которое во многом определяет конструкцию и особенности узлов автоматического контроля и управления.

Для автоматического управления тепловыделением и технологическими реакциями необходимо контролировать ряд термических и технологических параметров: затраты и давление топлива, воздуха, состав и температуру продуктов сгорания, выходящих из печи, массу сырья, температуру и состав шлак и штейна [1].

Чтобы обеспечить высокопроизводительную работу автогенной плавильной печи, необходимо постоянно контролировать ряд величин, характеризующих состояние конструктивных элементов и узлов агрегата, например, температуру свода реакционного шахты, газоходов, температура пода, температура аптейки и др.

Процесс плавления можно контролировать, изменяя входные параметры:

- расход и состав загружаемого сырья;

- расход кислорода, при этом можно регулировать температуру, но при этом состав штейна меняется.

Показатели, определяющими протекание процесса в отстойной части печи, являются температура и состав шлака и штейна. Штейн контролируется содержанием меди, железа и других элементов. Температура штейна и содержание в нем извлекаемых металлов являются основными параметрами плавки. Определяющими характеристиками шлака являются содержание в нем флюсующих элементов и содержание оксида железа. Параметры, направляющий процессы теплообмена в печи и состояние агрегата: это температура в своде, газоходах, давление в рабочем пространстве и разрежение в котле-утилизаторе, состав продуктов сгорания.

Для практической реализации системы управления была разработана функциональная схема контуров регулирования температуры, расхода шихты и расхода кислорода

Рисунок 1. Функциональная схема САР температуры КФП

Для проверки работоспособности системы управления была построена математическая модель печи.

Рисунок 2. Структурная схема САР температуры КФП

Моделирование по изменению температуры в печи происходило при следующих значениях [2]:

1) Начальная температура – 1000;

2) Задание по температуре – 1200;

3) Возмущение – «-150» на отметке 6 мин;

В результате моделирования были получены следующие переходные характеристики:

Рисунок 3. Переходная характеристика температуры КФП

–

Рисунок 4. Переходный процесс изменения расхода

шихты 

Рисунок 5. Переходный процесс изменения расхода кислорода

Рисунок 6. Переходный процесс изменения соотношения шихта/кислород

Для практической реализации системы управления, был разработан алгоритм функционирования на основе математической модели [3].

Рисунок 7. Алгоритм работы контроллера

Алгоритм включает в себя:

Опрос SCADA-системы [4]; опрос датчиков измерительной подсистемы; опрос контроллеров ПАЗ; в случае обнаружения аварийной ситуации выполняется ее обработка; в противном случае осуществляется расчет рассогласование по температуры; ПИД регулирование температуры печи; ограничение задания по расходу шихты; расчет рассогласование и релейное регулирования расхода шихты; расчет задания по расходу кислорода; расчет рассогласования и релейное регулирования расхода кислорода; вывод управляющих воздействий на исполнительные механизмы.

Рисунок 8. Алгоритмы противоаварийной защиты

Список литературы:

1. Ванюков А.В., Уткин Н.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья, 1988.
2. Иванов В.А., Юбдеев Ю.М. АСУП и АСУ ТП цветной металлургии, 1980.
3. Кривоносов В.А. Моделирование систем. Методические указания к курсовой работе. Старый Оскол, СТИ НИТУ МИСиС, 2014. -21с.
4. Диомидовский Д.А. Контроль и автоматизация процессов в цветной металлургии, 1967.