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6es7421-1fh00-0aa0 引言 目前在鋁電解企業(yè)的配套生產(chǎn)中，有大量的副產(chǎn)品產(chǎn)生，如何變廢為寶，不浪費(fèi)現(xiàn)有資源是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的重要課題之一。預(yù)焙陽(yáng)極也是其中主要的配套產(chǎn)品，而在預(yù)焙陽(yáng)極生產(chǎn)過程中，伴有大量的熱量放出，產(chǎn)生的預(yù)焙陽(yáng)極余熱溫度較高，保持在900℃～1100℃之間，預(yù)焙陽(yáng)極生產(chǎn)余熱利用的好壞，不僅影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也是衡量生產(chǎn)裝置技術(shù)和管理水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志。 一般情況下，余熱經(jīng)過冷卻等工序處理后被排入大氣，既造成能源浪費(fèi)，又容易污染環(huán)境；另一方面在生產(chǎn)處理過程中，又要消耗大量電能。本文研究了在預(yù)焙陽(yáng)極行業(yè)利用預(yù)焙陽(yáng)極余熱發(fā)電的工藝，成功地運(yùn)用dcs技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)全過程自動(dòng)監(jiān)控。利用預(yù)焙陽(yáng)極余熱蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，滿足了生產(chǎn)系統(tǒng)用電需要，有效地降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，凈化了廠區(qū)和周圍的環(huán)境。 2 系統(tǒng)工藝流程 本系統(tǒng)以余熱鍋爐為中心，由汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等組成。主要特點(diǎn)是節(jié)能、經(jīng)濟(jì)效益高。因?yàn)橛酂徨仩t的燃料為鋁電解企業(yè)配套預(yù)焙陽(yáng)極生產(chǎn)過程中的預(yù)焙陽(yáng)極煙氣，利用預(yù)焙陽(yáng)極煙氣余熱，經(jīng)過余熱鍋爐熱交換產(chǎn)生的氣體，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電。鍋爐是22t余熱鍋爐，預(yù)焙陽(yáng)極回轉(zhuǎn)窯煙氣量57000nm3／h，余熱鍋爐進(jìn)口煙氣溫度900～c～11o0℃ ，過熱蒸汽壓力2．45mpa，過熱蒸汽溫度300～c。汽輪機(jī)是為單缸，單抽中壓沖動(dòng)凝汽式，額定轉(zhuǎn)數(shù)5600r／min，額定功率3000kw，汽輪機(jī)經(jīng)減速箱驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。系統(tǒng)工藝從余熱鍋爐利用余熱產(chǎn)生中壓蒸汽開始直到發(fā)電結(jié)束，如圖1所示。
2．1 系統(tǒng)工藝對(duì)控制系統(tǒng)的要求 ①為確保發(fā)電正常進(jìn)行，鍋爐、汽機(jī)和發(fā)電機(jī)三大系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測(cè)必須準(zhǔn)確、可靠；② 為保證鍋爐系統(tǒng)的自動(dòng)安全運(yùn)行和蒸汽的質(zhì)量，要求對(duì)汽包液位控制、除氧氣的控制、凝結(jié)水井液位及蒸汽溫度的控制必須準(zhǔn)確；③在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果有關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障，應(yīng)在上位機(jī)畫面上提示報(bào)警信息，并依據(jù)情況，采取相應(yīng)的保護(hù)措施；④控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，參數(shù)設(shè)置、調(diào)整方便、便于操作；⑤控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)軟手操，在任何情況下都有操作手段，防止操作失靈；⑥操作員站顯示整個(gè)生產(chǎn)工藝流程、修改和打印各種有關(guān)參數(shù)。 2．2 系統(tǒng)控制檢測(cè)點(diǎn) 本系統(tǒng)溫度、壓力模擬量檢測(cè)較多，熱電阻測(cè)點(diǎn)189個(gè)，4～20ma電流測(cè)點(diǎn)176個(gè)；模擬量輸出點(diǎn)14個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)83個(gè)，開關(guān)量輸入點(diǎn)231個(gè)。 3 控制系統(tǒng)的組成 根據(jù)工藝要求， 我們選擇和利時(shí)公司的smartpro dcs系統(tǒng)。2個(gè)操作員站，1個(gè)工程師站，1臺(tái)t／o機(jī)柜。選擇fm143、fm148a、fm151、fm161、fm171模塊，系統(tǒng)合理的配置滿足了設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： 3．1 現(xiàn)場(chǎng)控制站 現(xiàn)場(chǎng)控制站是dcs系統(tǒng)直接與現(xiàn)場(chǎng)打交道的設(shè)備，是一個(gè)t／o處理系統(tǒng)。有如下的技術(shù)特色：主控單元：配備互為的主控單元，兩單元之間進(jìn)行熱備份，同時(shí)接受網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，其中之一的主控單元發(fā)生故障，備份主控自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)；電源：采用ups供電，冗余配置，兩個(gè)電源并聯(lián)使用，其中一個(gè)故障時(shí)，另一個(gè)自動(dòng)接通，確保系統(tǒng)的高可靠運(yùn)行和安全性。 網(wǎng)絡(luò)冗余：每個(gè)主控單元的多功能接口卡上設(shè)計(jì)有兩套snet網(wǎng)絡(luò)接口，即實(shí)現(xiàn)snet網(wǎng)絡(luò)的雙冗余結(jié)構(gòu)。 開放型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可并入企業(yè)管理網(wǎng)，便于全廠的計(jì)算機(jī)化管理。smartpro系統(tǒng)的上述特點(diǎn)能使系統(tǒng)適應(yīng)生產(chǎn)工藝的要求，降低系統(tǒng)成本。 在工程師站，按工藝提出的控制要求，完成下位機(jī)應(yīng)用軟件組態(tài)，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)下載到冗余的主從控制器上。程序?qū)?yán)格按工藝要求的順序，不斷地循環(huán)掃描各種不同類型的輸入，并將邏輯運(yùn)算處理結(jié)果、動(dòng)作指令通過輸出模塊輸出到相 應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，完成工藝流程所要求的任務(wù)。 操作員站是人機(jī)對(duì)話的界面，幾乎所有的控制指令和狀態(tài)參數(shù)均在此交互。在操作員站上可以分別顯示現(xiàn)場(chǎng)的各種工藝參數(shù)的測(cè)量值和軟水站流程圖、鍋爐流程圖、汽輪機(jī)的流程圖、dcs系統(tǒng)組成框圖、報(bào)警畫面、操作日志等，有關(guān)參數(shù)和設(shè)備聯(lián)鎖的設(shè)置。并且可以顯示某些重要參數(shù)的歷史趨勢(shì)圖，定時(shí)和定點(diǎn)打印各種報(bào)表，操作簡(jiǎn)單，可以滿足操作控制和生產(chǎn)管理的要求。圖2為hollias macs系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
3．2 控制設(shè)備 控制設(shè)備包括電動(dòng)閥門：鍋爐主蒸汽電動(dòng)閥門、汽機(jī)主蒸汽電動(dòng)閥門、汽機(jī)凝結(jié)水電動(dòng)閥門、六臺(tái)凝結(jié)水泵、三臺(tái)循環(huán)水泵、三臺(tái)電動(dòng)齒輪油泵、三臺(tái)直流油泵、三臺(tái)汽輪機(jī)聯(lián)鎖電磁閥（發(fā)電機(jī)出口斷路器）等，凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、直流油泵均為聯(lián)鎖控制。程序聯(lián)鎖框圖見圖3，其它設(shè)備聯(lián)鎖方法相同。
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6es7421-1fh00-0aa0 · 成就客戶—我們致力于每位客戶的滿意和成功。
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2．1 系統(tǒng)工藝對(duì)控制系統(tǒng)的要求 ①為確保發(fā)電正常進(jìn)行，鍋爐、汽機(jī)和發(fā)電機(jī)三大系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測(cè)必須準(zhǔn)確、可靠；② 為保證鍋爐系統(tǒng)的自動(dòng)安全運(yùn)行和蒸汽的質(zhì)量，要求對(duì)汽包液位控制、除氧氣的控制、凝結(jié)水井液位及蒸汽溫度的控制必須準(zhǔn)確；③在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果有關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障，應(yīng)在上位機(jī)畫面上提示報(bào)警信息，并依據(jù)情況，采取相應(yīng)的保護(hù)措施；④控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，參數(shù)設(shè)置、調(diào)整方便、便于操作；⑤控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)軟手操，在任何情況下都有操作手段，防止操作失靈；⑥操作員站顯示整個(gè)生產(chǎn)工藝流程、修改和打印各種有關(guān)參數(shù)。 2．2 系統(tǒng)控制檢測(cè)點(diǎn) 本系統(tǒng)溫度、壓力模擬量檢測(cè)較多，熱電阻測(cè)點(diǎn)189個(gè)，4～20ma電流測(cè)點(diǎn)176個(gè)；模擬量輸出點(diǎn)14個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)83個(gè)，開關(guān)量輸入點(diǎn)231個(gè)。 3 控制系統(tǒng)的組成 根據(jù)工藝要求， 我們選擇和利時(shí)公司的smartpro dcs系統(tǒng)。2個(gè)操作員站，1個(gè)工程師站，1臺(tái)t／o機(jī)柜。選擇fm143、fm148a、fm151、fm161、fm171模塊，系統(tǒng)合理的配置滿足了設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： 3．1 現(xiàn)場(chǎng)控制站 現(xiàn)場(chǎng)控制站是dcs系統(tǒng)直接與現(xiàn)場(chǎng)打交道的設(shè)備，是一個(gè)t／o處理系統(tǒng)。有如下的技術(shù)特色：主控單元：配備互為的主控單元，兩單元之間進(jìn)行熱備份，同時(shí)接受網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，其中之一的主控單元發(fā)生故障，備份主控自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)；電源：采用ups供電，冗余配置，兩個(gè)電源并聯(lián)使用，其中一個(gè)故障時(shí)，另一個(gè)自動(dòng)接通，確保系統(tǒng)的高可靠運(yùn)行和安全性。 網(wǎng)絡(luò)冗余：每個(gè)主控單元的多功能接口卡上設(shè)計(jì)有兩套snet網(wǎng)絡(luò)接口，即實(shí)現(xiàn)snet網(wǎng)絡(luò)的雙冗余結(jié)構(gòu)。 開放型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可并入企業(yè)管理網(wǎng)，便于全廠的計(jì)算機(jī)化管理。smartpro系統(tǒng)的上述特點(diǎn)能使系統(tǒng)適應(yīng)生產(chǎn)工藝的要求，降低系統(tǒng)成本。 在工程師站，按工藝提出的控制要求，完成下位機(jī)應(yīng)用軟件組態(tài)，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)下載到冗余的主從控制器上。程序?qū)?yán)格按工藝要求的順序，不斷地循環(huán)掃描各種不同類型的輸入，并將邏輯運(yùn)算處理結(jié)果、動(dòng)作指令通過輸出模塊輸出到相 應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，完成工藝流程所要求的任務(wù)。 操作員站是人機(jī)對(duì)話的界面，幾乎所有的控制指令和狀態(tài)參數(shù)均在此交互。在操作員站上可以分別顯示現(xiàn)場(chǎng)的各種工藝參數(shù)的測(cè)量值和軟水站流程圖、鍋爐流程圖、汽輪機(jī)的流程圖、dcs系統(tǒng)組成框圖、報(bào)警畫面、操作日志等，有關(guān)參數(shù)和設(shè)備聯(lián)鎖的設(shè)置。并且可以顯示某些重要參數(shù)的歷史趨勢(shì)圖，定時(shí)和定點(diǎn)打印各種報(bào)表，操作簡(jiǎn)單，可以滿足操作控制和生產(chǎn)管理的要求。圖2為hollias macs系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
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