Система транспорта и дозирования аспирационной пыли и сырья для подготовки шихты

Блок управления транспортированием сырья (БУТС) 2005 г.

Заказчик

ОАО «РусАл», Саяногорский алюминиевый завод (анодное производство)

Назначение
Внедрение системы управления для строящейся линии транспорта и дозирования.
Цель: стабилизация анодной массы, раздельное транспортирование по типу сырья и фракциям: 4 - 12 мм (огарки), 0.5 - 4 мм (кокс, огарки), 0.0 - 0.5 мм (мельничный помол нефтяного кокса), 0.0 - 0.5 мм (огарки), 0.0 - 0.06 мм (аспирационная пыль).

Магистральные аэрожелоба транспортной системы в анодном производстве (возврат огарков в производственный цикл) Дозирующие устройства


Исходным сырьем для подготовки шихты является прокаленный нефтяной кокс, огарки анодов, брак обжига, отходы собственного производства – брак «зеленых» анодов, брак анодной массы и пыль с 6-ти аспирационных установок. Все это сырье должно быть измельчено, классифицировано по размерам и зашихтовано согласно принятой рецептуре. При этом необходимо набрать материал всех классов крупности в необходимом соотношении, правильно, в полном объеме, использовать все исходное сырье – не должно происходить накапливание и избытка того или иного класса крупности или, наоборот, образования дефицита каких-нибудь классов.

Целью модернизации были: стабилизация анодной массы; раздельное транспортирование по типу сырья и фракциям:

– 4 – 12,0 мм – крупная (из огарков),

– 0,5 – 4,0 мм – средняя (кокс, огарки),

– 0,0 – 0,5 мм – тонкая (мельничный помол нефтяного кокса),

– 0,0 – 0,5 мм – тонкая (огарок),

– 0,0 – 0,06 мм – аспирационная пыль.

Реализована цель формирования пересыпочного материала для печей обжига из огарков – произошло снижение расходов нефтяного кокса.

Технические характеристики

Таблица 1. Характеристики типов аэрожелобов для различных фракций
Тип фракции Количество двигателей, шт. Нагрузка двигателей*,% Угол наклона к гориз., град. Длина аэрожелоба, м Пиковая производительность, т/час
аспирационная пыль (смесь кокс и огарки) желоб на дозаторы 4 18 22.8 3
раздающий желоб 2 30 3.7 22
огарки (0.0 – 0.5 мм) желоба на дозаторы 2 50-60 5-7° 8-11 2,8
раздающий желоб 2 50 6.5 22

*max Мощность двигателя 1.25 кВт при Umax = 220В

С вводом в промышленную эксплуатацию системы разделения обоженных возвратов на три фракции и их отдельного дозирования удалось снизить содержание нефтяного кокса в 1 т анодной массы на 36 кг. Даже при постоянной тенденции снижения качества поставляемого сырья, «зеленый» анод имеет следующие характеристики:

Таблица 2. Сравнительные характеристики качества анодной массы
Наименование параметров До модернизации После модернизации
плотность, г/см3 1.59 – 1.60 1.64 – 1.66
пористость отклонения 7-10% стабилизировалась

Состав оборудования

По технологии все оборудование размещено на многоуровневой конструкции. Монтаж оборудования, а затем его пуск проводились без остановки технологических линий, а запуск – сразу на выпуск продукции заданного качества. Допустимая норма брака – 0.5 %.

Аспирационная пыль подвержена сильному слеживанию и уплотнению при хранении, в результате чего при дозировании возможно «зависание» пыли в бункерах и нарушение работы дозирующих устройств. Противоположностью зависания являются возможные прорывы пыли. Для дополнительного аэрирования в транспортных устройствах применяются аэрокарты.

С увеличением содержания в материале сверхтонких классов появляется проблема точности дозирования. Поэтому для дозирования огарков фракции 0.5 мм и аспирационной пыли установлены сдвоенные дозирующих устройства, работающих поочередно. Таким образом, сократилось до минимума время работы дозатора в «слепом» режиме. Оно составляет не более 10 сек.

Было установлено оборудование транспортно-дозирующей системы:

  • 12 аэрожелобов, 3 сборных бункера объемом до 2.5 куб.м.,
  • Раздаточный бункер объемом 8.0 куб.м. для фракции 0.5 - 4 мм,
  • Раздаточный бункер объемом 12.5 куб.м. для аспирационной пыли,Дополнительный аспирационный бункер и собственная система аспирации аэрожелобов,
  • Раздаточный бункер объемом 3.5 куб.м. для аспирационной пыли,
  • Раздаточный бункер объемом 3.5 куб.м. для фракции 0 - 0.5 мм,
  • 18 весоизмерительных  бункеров с дозаторами  материала,
  • Шнек транспорта фракции 0.5 - 4 мм,
  • 3-и переключателя потока для возможности переключения транспортных потоков на существующую схему,
  • Ножевой затвор для возможности переключения транспорта аспирационной пыли участка на существующую схему,
  • 4 ножевых затвора для раздачи фракции 0.5-4 мм в существующее технологическое оборудование и бункера сырья,
  • 3-и пневмопульта управления дозирования материала,
  • 5 пневмопультов управления аэрожелобами,
  • 6 уловителей инородных примесей в транспортируемом материале,
  • 3 сборочных коллектора для сбора всех фракций и пыли в существующие шнековые конвейеры.(раздача на 3 линии производства анодов),
  • 3 аспирационные системы для дозирующих (весоизмерительных) бункеров,
  • 3 воздуховода для обеспечения аэрожелобов чистым воздухом длиной от 18 до 30 метров

Диапазон размещенного оборудования – с отметки 3.6 до отметки 36.0 по высоте и 18 х 24 метра в плане.

Автоматика и системы управления

Автоматика системы транспорта реализована на базе контроллеров серии FlexLogix производства Rockwell Automation. В проекте реализована стыковка новой системы и существующих АСУ ТП, реализованных на базе контроллера Procontic DP-800.

Нижний уровень состоит из пяти локальных АСУ ТП, из них три АСУ ТП дозирования: фракции кокс, огарков 0.5 – 4.0 мм, фракции огарков 0.0 – 0.5 мм и фракции аспирационной пыли 0.0 – 0.06 мм. Для фракций 0.0 – 0.5 и пыли реализовано непрерывное дозирование без «слепого режима». Еще две АСУ ТП управляют транспортом пыли и мелкой и средней фракций.

Состав комплекса технических средств нижнего уровня автоматизации:

  • Шкафы управления локальными АСУ ТП транспорта и дозирования;
  • БУТСы на каждом из отрезков транспортного желоба.

Верхний уровень системы представлен единым АРМом, с которого по сетевому интерфейсу ControlNet производится управление системой транспорта и дозирования аспирационной пыли и транспортом коксовой пыли с фильтра «Dantherm Filtration».

Технологическое оборудование системы транспорта изготовлено на базе аэрожелоба конструкции ТоксСофт.

Перечень работ

  • Разработка полного проекта АСУ ТП; 
  • Разработка автономных блоков управления транспортом сырья (БУТС); 
  • Изготовление шкафов управления и БУТС, поставка оборудования КИП и монтажных материалов; 
  • Разработка ПО PLC, HMI; 
  • Интеграция новой АСУ ТП с существующей системой управления; 
  • Монтаж и пуско-наладка.