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电解烟气净化自动控制

电解烟气净化自动控制系统

电解烟气净化过程,不仅能够除掉电解铝过程中产生的有害物质,保护环境,还能使净化过程中产生的载氟电解铝在生产中循环使用,降低电解铝的成本。所以随着人们环保意识的日益增强,对烟气的净化处理、综合利用,正在成为电解铝等生产过程中必不可少的组成部分。

本系统是专门为电解烟气净化设计的,可以根据生产规模的大小灵活配置。

本系统已经成功地应用于山东南山铝业、东海铝业等多项电解烟气净化系统的控制。

一.工艺过程:

烟气:电解铝产生的烟气温度在80~100℃,所以不必冷却,可直接进入文丘里反应器。

烟气中的有害物质与新鲜氧化铝反应后,烟气经过布袋除尘器,除掉烟气中的固体载氟氧化铝,得到符合排放标准的净化烟气,经引风机排放到大气中。

氧化铝:来自新鲜氧化铝贮仓的新鲜氧化铝,经新鲜氧化铝溜槽传送到文丘里反应器,与烟气中的有害物质反应,得到载氟氧化铝;在布袋除尘器中,载氟氧化铝与烟气分离,一部分作为循环氧化铝,由溜槽流回文丘里反应器,继续与烟气反应,循环使用;另一部分作为返回氧化铝,沿返回氧化铝溜槽送至气力提升机,运送到载氟氧化铝贮仓中,供电解铝使用。

反吹:布袋除尘器需要反吹,以保证除尘器的正常使用。反吹有三种方式:

差压方式:根据布袋除尘器进出口差压值,控制反吹的启动、停止。

定时方式:以一定的时间周期进行循环反吹。

手动方式:手动控制某台除尘器电磁阀的反吹一次。

二.控制系统

系统结构:

为了保证控制系统的先进性和可靠性,系统采用了集中监视、分散控制的结构。

在各个净化分系统设置独立的子控制站,每个净化都有各自的PLC、控制柜,上位机为可选项,可以根据需要配置。为了保证系统的可靠性,系统的设备为三级操作:现场级、控制室硬手动、计算机控制。子站为无人值守。

同时,设置一总操作站,可以监视、控制多个子站,可以节省人力资源。

为了系统的开放性和可扩展性,系统的网络结构选用工业以太网。


 

系统配置:PLC可以根据用户需求、系统规模,选用AB、SIEMENS等知名品牌。

上位机:选用研华工控机。

控制网络:根据实际站点间的距离,通讯介质可以选择五类线或者光纤;

根据节点数量配置以太网交换机、光纤收发器的数量。

系统功能:

控制站由PLC、上位机和以太网组成。

1.      控制

PLC完成数据采集、处理,按照程序执行控制功能。

系统具有自动监控、联锁、报警等功能,并能进行引风机负压的调节等功能。

能够完成自动启动、自动停机;能够自动完成除尘器的反吹。

以东海铝业三期电解烟气净化为例,说明反吹过程。

除尘系统是有8台除尘器,每台除尘器10个电磁阀的系统。

Ø 手动方式:

手动方式只能启动一台除尘器进行反吹。

除尘器的各个电磁阀动作为:开5秒,关2秒(开、关时间可以在线修改)。

动作顺序为:1#阀――>4#阀――>5#阀――>8#阀――>9#阀――>2#阀――>3#阀――>6#阀――>7#阀――>10#阀

由操作员启动某台除尘器手动反吹时,自动启动反吹风机,10个阀门按上述顺序动作一遍后,停反吹风机,自动结束反吹。


 

Ø 差压方式:当某台除尘器的进出口差压到达上限值时,自动启动反吹,反吹电磁阀的动作时间、动作顺序与手动方式相同;不同的是差压方式时,反吹的除尘器不限于一台。

10个阀门按上述顺序循环一遍后,如果此除尘器的进出口差压仍高于下限值,则此除尘器的电磁阀继续循环,直到此除尘器的进出口差压恢复到下限值为止。


 

Ø 定时方式:除尘器的各个电磁阀的动作与手动、差压方式相同:开5秒,关2秒;动作顺序不同:不是在除尘器内部按照1,4,5,8,9,2,3,6,7,10的顺序交叉移动的小循环,而是所有除尘器同一位置的阀门全部开、关一遍后,再移向下一个阀,是在各个除尘器之间交叉移动的大循环。

动作顺序为:(以SVmn表示第m号除尘器的第n号阀)

SV101――> SV201――>… SV801――> SV104――> SV204――> … SV804――>… …SV110――> SV210――>…SV810――>。

以上为一大循环,循环三遍后,停止30分钟,再开始下三个大循环,再停30分,… …,反复循环。当某台除尘器检修时,相应的10个电磁阀跳出大循环。

2.      上位监控

上位机为人机操作界面,可以监视工艺过程的参数、设备运行状态;还可以切换操作方式,发出控制命令,查看报警记录、历史曲线、打印报表等。

上位画面如下:


 


 

流程画面:显示温度、压力、流量、差压等工艺参数,以及设备的运行/停止,阀门的开/关状态。

还可以打开操作窗口,进行系统的启动、停止、操作方式的切换、手动操作等。

报警汇总:按时间顺序列出全部报警点。包括氧化铝断流、料位高、低、温度、压力异常等。

安全操作:针对不同的操作,可以分配不同的操作权限,保证系统的安全性。


 


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