计算机自动控制在制富氧系统中的应用.pdf

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1、第26卷第2期有色矿冶V01．26．№22010年4月N0N—FERR0USMININGANDMETALLURGYApril2010文章编号：1007—967X(2010)02—0050—03计算机自动控制在制富氧系统中的应用武丽霞(中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，辽宁抚顺113321)摘要：论述富氧冶炼的必要性以及物理制富氧的可行性，介绍采用了计算机自动控制物理分离空气中的氧气与氮气。控制系统采用先进可靠的“PLC+上位监控站”，以此为核心实现全部控制与管理功能。整个自控装置的基本控制与管理功能包括：程控阀开关控制，模拟量检测与

2、调节、质量控制、故障报警与记录，历史数据记录、流量累计等功能。投入运行后，制纯氧量达到70％以上。提高了粗铜产量和冶炼技术水平。关键词：程控阀门；液压系统；模拟量；吸附塔；产品气中图分类号：TP273文献标识码：Al富氧冶炼的必要性由于冶炼行业的快速发展，我国的高炉炼铜面临着巨大的产量压力，为了提高粗铜产量，提高生产率，降低生产成本，降低焦碳消耗量，减少环境污染，冶炼厂采用了变压吸附制富装置，用富氧代替了空气送鼓风炉进行冶炼，使粗铜产量增加了20％以上。由于整个制富氧过程是由计算机自动控制系统儿机来完成的，计算机自动控制的应用，不但提

3、高了制氧厂匝砸]L圆415匣圈囡翌]墅!剪报{圈皇堕塑墨隍型!塑效率，优化了富氧熔炼能力，还节省了劳动力资源，图1自动控制装置流程在整个制氧过程中起着中枢和纽带的作用。空气首先经过脱硫槽进行预处理，再由风机增压至25kPa直接进入由2台吸附塔组成的VPSA制2制富氧工作原理富氧装(其中1台始终处于吸附状态)，在多种吸附氮和氧都具有四极矩，但氮的四极矩(0．31A)剂组成的复合吸附床的依次选择吸附下，除去空气比氧的(0．10A)大得多，因此氮气在分子筛上的吸的水、二氧化碳和绝大部分氮气，直接获得纯度大于附能力比氧强。因此，当空气在加压状

4、态下通过装70％的产品富氧，由KV102程控阀进入产品气缓冲有沸石分子筛吸附剂的吸附床时，氮气被分子筛吸罐V101A、V101B，经吸附压力调节阀PV101后送人附，氧气因吸附较少，在气相中得到富集并流出吸附由用户自备的鼓风机人口与空气混合，进行配氧达床，使氧气和氮气分离获得氧气。当分子筛吸附氮到提高空气中氧气组分的目的后送人炼铜炉内。气至接近饱和后，停止通空气并降低吸附床的压力，纯度低于产品要求的富氧体则通过均压阀分子筛吸附的氮气便可以解吸出来，分子筛得到再kV103，由于吸附塔T101A／T101B内的压力差作用，生并重复利用。两

5、个以上的吸附床轮流切换工作，富氧气全由于正压的吸附塔进入负压的吸附塔进行便可连续生产出氧气。因为整个分离过程是一个物再次吸附处理，从而实现氧气的有效回收。吸附饱理过程，所以我们可以通过计算机控制送风、产氧、和后的吸附剂则通过真空泵抽真空的作用得以再抽真空等时间参数、压力参数来达到制富氧的目的。生，再生出的富氮气体直接排入大气。3．2自动控制过程3计算机自动控制过程依据变压吸附制氧装置的控制要求，本装置控3．1自动控制装置流程简述(图1)制系统用先进可靠的“PLC+上位监控站”，构成计收稿日期：2009—06—22作者简介：武丽霞，女，

6、大专，电气工程师，主要从事电气自动控制工作。第2期武丽霞：计算机自动控制在制富氧系统中的应用51算机控制系统。并以此为核心实现全部控制与管理(3)真空管线压力指示、记录、报警及联锁安装功能。整个自控装置的基本控制与管理功能包括：于真空泵：进口总管上，用于指示记录真空泵进口总程控阀开关控制，模拟量检测与调节、质量控制、故管压力，并于程控蝶阀形成安全联锁。障报警与记录，历史数据记录、流量累计等功能。(4)液压系统压力指示、记录、报警及联锁由安装置预处理部分和VPSA部分的吸附与分离过装于液压泵站系统上的压力变送器组成，用于指示程都是依赖于

7、程控阀门的开关来实现切换的。因而记录液压泵站油泵出口压力，并对该压力过低提出程控阀门的开关控制是本装置最重要的控制部分。报警和连锁并置换油泵，其测量范围为：0～10．0程控阀开关控制过程示意图如图2。MPa，设定值为：P<3．5MPa时报警，P<3．0MPa时连锁停车并启动另一台备用油泵。(5)产品气流量指示、记录、累计，氧气流量计安装于产品气总管上，用于指示和记录装置的产品图2程控阀开关控制过程示意图氧气流量。并在计算机中积算其累积值。其测量范计算机控制系统根据工艺要求制订出程序，然围为03000Nm。／h。后按一定的时间顺序将DC

8、24V开关信号送至液压(6)产品氧含量在线分析指示记录报警，取样系统的电磁换向阀。电磁换向阀将该开关电信号转点安装于氧气缓冲罐后产品气总管上，用于在线指换成驱动液压油的高低压信号，送至程控阀的驱动示出产品氧的纯度。油缸，