山东信发中兴碳素罐式炉燃控系统技术协议Word文档下载推荐.docx

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指标

1

炉子数量

2

每台炉料罐组数

6

每台炉料罐总数

24

3

每台炉烟道出口个数

4

单个料罐长度

1660mm

5

单个料罐宽度

360mm

单个料罐高度

7

单个料罐产能

90Kg/h

8

单台炉产能

ton/a

9

物料在料罐停留时间

10

火道层数

11

单层火道高度

1.4设备用途简述

SA-VFS罐式炉自动化调温系统的主要用途是替代传统罐式炉人工调温方式，实现对挥发份在罐式炉火道内的燃烧的自动控制从而按照工艺需要控制罐式炉火道内温度，进而控制产品质量和延长炉体寿命，通过自动化系统的运行，满足生产优质预焙阳极原料的要求，满足碳素生产的需要，提高劳动生产率和产品质量，减少污染，保护环境。

1.5罐式炉自动控温技术改造目标：

1、煅烧炉系统正常运行期间，炉温调整实现现场无人操作；

2、真比重2.06～2.10g/cm3范围内，月累计达标率不低于同期手动控温炉；

粉末比电阻月均值±

50μΩ·

m范围内，达标率不低于同期手动控温炉。

3、三层、六层温度自动控温温度均匀性优于同期手动控温炉（以月升温曲线为主要依据）。

2.24罐煅烧炉配套自动化调温系统SA-VSF接口参数

2.1供电

1.单台24罐煅烧炉周边放置2个I/O控制柜和一个就地控制单元柜。

2.单台24罐煅烧炉调温系统SA-VSF额定耗电功率为8kW。

每套系统包括就地控制单元1台，就地I/O控制柜2台，其中：

就地控制单元：

3kW

就地I/O控制柜：

2.5kW

3.每个主控室设备需独立单路电源，规格：

220V，50Hz，单相，功率3kW。

说明:

本供电接口由业主提供至主控室及车间的各控制柜内，控制柜由乙方提供。

2.2关于数据网络

乙方方负责在罐式炉四周和主控室之间铺设专用数据传输管路并提供相应桥架、管材、穿线盒,详见设计图纸；

乙方负责提供控制和信号电缆并负责穿线和接线工作。

2.4关于烟道总负压

罐式炉排烟总管处动态负压要求：

≤-250Pa

负压稳定度要求：

±

20Pa

3.技术方案

长期以来我国对罐式煅烧炉的研究大多停留在对产能和自动控制方面，但效果并不明显，特别是自动控制方面，既没有对其进行理论方面的深入探讨，也没有工程实践经验，处于空白状态。

沈阳铝镁设计院和北京华宇天控科技有限公司联合研制出罐式炉配套自动调温系统SA-VSF，既能大大提高罐式炉寿命以及煅烧焦质量均一性，也能提高劳动效率，降低劳动强度，改善操作环境，彻底摆脱“人工看火”或者“只监不控”的局面。

SA-VSF（SAMI&

AutoskyVerticalShaftFurnace）自动化调温系统是沈阳铝镁设计院有限公司及其旗下北京华宇天控科技有限公司联合推出的罐式炉煅烧控制系统，汇集SAMI、Autosky技术及经验设计，具有国际领先水平，其功能是对罐式炉火道的温度和火道的负压进行有效的控制，使其在工艺要求的升温曲线和负压范围内煅烧；

并对煅烧过程进行记录、存储、管理、优化控制。

SA-VSF煅烧控制系统，具有以下特色：

Ø

采用自顶向下的设计方式，来源于工艺，服务质量

设计之初即考虑煅烧控制系统与罐式炉紧密结合，实现罐式炉炉和燃烧控制系统的无缝结合，从根本上避免燃控系统需求和罐式炉设计脱节现象的出现。

充分融合：

–SAMI对罐式炉设计及操作工艺的经验、研究成果

–Autosky对燃控系统的经验、研究成果

以工艺为设计出发点，以罐式炉寿命和煅后焦品质为设计先决条件，不仅提高自动化水平，更重要的是关心煅后焦品质；

炉子和燃控系统设计充分考虑以下因素进行优化

–概念设计和耐火材料设计

–温度场分布

–原料热处理

–最大生产率

–原料特性

–阳极生产参数

–设备和炉子维护

–烟气处理

–污染物水平

采用先进的设计手段，CAD、CFD等科学手段的大量采用；

有效的验证了设计成果，确保设计的高度先进性和可靠性；

炉子和燃控系统设计利用先进的设计技术：

–CADComputerAidedDesign计算机辅助设计技术

–CFDComputationalFluidDynamics计算流体动力学技术

全自动化设计和设备选型，使系统具有高度的可靠性和高度自动化特性，不仅满足工艺生产需求，而且自动化程度高、故障率极低、设备轻巧方便、易于操作维护并将人员操作差异降至最低水平

服务于产品的设计思路，利用功能丰富的全新SA-VSF软件控制平台，不仅实现对本车间的火焰系统控制，还可与MES、ERP系统无缝结合，实现煅后焦在阳极品质、焙烧、生阳极生产、原材料、污染物排放等方面信息交换，当某方面当发生任何变化时，及早调整以适应改变

3.1工作原理

罐式炉一般由多组料罐、每组4个料罐组成，对每组料罐来讲，预先混配的生焦经自动下料机控制，进入各罐式炉料罐内。

随着凸轮排料机周期性排料或者连续排料机连续排料，生焦在罐式炉内随时间逐渐下移，温度升高，挥发份溢出，经料罐上部挥发份收集道进入罐式炉顶部汇聚烟道，系统在罐式炉首层火道设置有挥发份拉板和助燃风量调节机构，在底部火道负压拉板调节下，汇聚烟道内挥发份受火道内负压影响，混合助燃空气，分别进入各首层火道，随着温度升高，挥发份逐渐燃烧，燃烧产生的烟气加热火道耐材，从而间接加热料罐内生焦，使料罐内形成工艺期望的煅烧带，形成稳定的无燃料煅烧循环。

燃烧产生的高温烟气，经余热利用和净化设备处理后，高空排放。

针对罐式炉特点，针对各工艺点进行压力、助燃风量、温度控制，使整个罐式炉有序、高效平稳运行，形成完整的罐式炉燃烧控制系统；

根据原料特性、炉体热平衡特性，实现按品质要求的煅烧温度曲线设定。

3.2系统功能

SA-VSF自动调温系统具有下列功能：

控制系统采用集中监控管理、分布实时控制的两级分布式实时控制系统，提高系统的可靠性和操作、维护的简便性。

系统运行状态显示、报警、各控制子系统的参数设定和手动、远程控制均可在控制中心集中进行。

同时，各控制子系统的实时控制可在现场独立完成，并可在现场进行各控制子系统的手动和自动控制操作；

炉面现场控制系统可脱离中心系统独立运行,并可在现场各控制子站上进行系统参数和控制参数的设定与修改，配备声光报警装置。

集中监控系统实现了工艺过程控制数据的实时采集、存储管理、统计、报警、报表记录的生成和打印、以EXCEL表格形式输出数据等。

3.2.1基本控制

煅烧炉燃烧控制系统的基本控制包括以下方面

✧助燃风量控制

✧煅烧温度控制

3.2.2特殊控制

煅烧炉燃烧控制系统特殊控制包括以下方面

✧故障状态控制

●具有安全联锁功能：

●系统具有相当的故障诊断和定位功能

●系统各控制、测量、执行部件的接口设计更换方便，以便在部件发生故障时及时更换部件模块，保证生产过程不被中断。

✧特殊状态控制

✧挥发份综合分配控制

✧边罐边火道控制

3.2.3优化控制

除基本控制和特殊控制外，煅烧炉燃烧控制系统还提供先进的优化控制手段，主要包括：

✧煅烧炉数学模型

✧炉体热平衡测试

✧制品均质性控制

✧挥发份优化燃烧控制

✧炉体检测控制保温技术

✧破损炉况下的最优控制

3.3功能配置

控制系统采用工业以太网进行通讯，实现现场控制柜和它们与中心控制系统之间的通讯连接。

采用AB公司的CompactLogix系列的可编程控制器（PLC）作为现场核心控制部件，以适应现场高温、高粉尘和剧烈震动的运行环境，保证现场实时控制子系统的可靠性。

采用工业控制PC机（IPC）作为控制中心集中监控计算机，利用PC机丰富、灵活的软件开发资源，设计界面直观、操作简便的高性能集中监控管理软件，同时也便于系统控制运行数据在厂级局域网上发布。

在罐式炉附近设置就地I/O测量控制柜。

所有测量信号和数据通过控制柜的工业以太网网络接口传送到控制中心，所有控制信号可在现场或主控室进行闭环控制计算，输出。

集中监控系统安装在主控室内，由工控机、以太网卡组成，其中工控机采用高可靠性品牌产品，完成罐式炉控制系统的集中监控（包括系统运行状态显示、报警、各子系统参数设置、远程手动操作等）、工艺控制过程数据采集管理（包括数据采集、建立运行过程数据库、数据统计、历史数据查询、报表生成及打印等）、故障诊断及定位（实时分析系统运行数据，对系统故障进行报警或预报警，并指示故障设备或部件的位置）。

系统建立的运行过程数据可以在厂级局域网上开放，为生产管理决策提供原始数据。

3.4SA-VSF系统关键控制测量部件

3.4.1调节阀及执行机构

调节阀板为复合不锈钢材料，耐氧化，使用方便灵活，使用寿命长，

执行机构选用角行程电动执行机构，具有高度的设备可靠性和安全性，采用隔热连接机构，降低热传导，大大提高了产品的可靠性和使用寿命。

新的执行机构选择和电气设计，有更好的控制精度和更高的可靠性

3.4.2光电热电偶

适合罐式炉长期使用，无需校正光斑，无轮询扫描延迟，性能好，精度高

3.4.3N型热电偶

3.4.4负压变送器

–选用高性能差压变送器

–优化的连接设计，减少漏风量

3.4.5控制柜

核心控制部件选用ABCompactLogix系列PLC,控制柜选用品牌产品，按IP54标准设计,以适应粉尘大、温度较高的炉面环境,保证系统可靠性和稳定性,延长使用寿命。

3.4.6炉体热平衡测试分析关键设备

借助于先进的仪器设备和CFD手段，SA-VSF开创性的将热平衡测试与分析引入控制系统，通过详尽的热平衡测试和分析，确定罐式炉的固有特性，确定系统重要参数边界值，以便实现系统的优化控制（提供测试分析报告及决策建议，测试设备不包含在系统内）

3.5系统的先进性

SA-VFS自动化调温系统是以可靠实用性为基础，同时将网络技术，模糊优化，自适应控制等先进控制技术融于一体而开发研制的罐式炉煅烧控制系统。

具备以下特点：

3.5.1专业优化软件

集成铝用阳极罐式炉专用优化控制软件;

保证煅烧质量,保护煅烧炉寿命。

3.5.2开放性

提供开放的系统平台，提供专用系统接口，可跟踪前沿技术发展，进行优化软件的更新升级。

提供工艺人员完全开放的平台体系。

工艺控制思路清晰透明。

3.5.3高可靠性

高度自检功能，保证系统可靠性。

报警、故障信息跟踪到可更换部件级，以便故障定位准确，缩短检查时间，部件更换及时。

3.5.4系统成套性

本公司提供自动化调温系统的整体解决方案，按“交钥匙”方式提供，其中整套系统之所有控制设备，包括机械设计、制作和控制系统设计、研制，系统安装调试、投运等一系列技术服务，并对系统总体指标负责。

3.6SA-VFS自动化调温系统技术规格

3.6.1测量控制参数

✧压力范围：

[-500..0]Pa

测量精度：

±

3Pa，包括基本误差、温漂、线性度、迟滞、长期稳定性和重复性，并且可自动调零。

✧温度范围：

[600..1600]°

C

0.5-1.0％

✧助燃风阀调节范围：

[0..100]%

0.1％

3.6.7控制性能指标

正常工况下：

火道温度控制精度：

首要工艺测点温度±

15℃

-单组罐火道间水平温差≤20℃

-系统可开动率>

98%

4.系统部件配置和供货范围

4.1设备总体配置概述

中兴碳素煅烧四车间1台24罐SA-VSF煅烧自动化调温系统，包含但不限于下面设备：

序号

设备名称

单台炉数量

总数

助燃风单元

6组

测温单元（光电热电偶）

测温单元（N型热电偶）

测压单元

就地控制单元

1套

就地I/O单元（前墙）

就地I/O单元（后墙）

集中监控系统

数据总线

专业测试服务

1次

说明：

为节约成本，对于炉型相似、生产控制工艺相近的炉子，不重复进行专业测试服务，本项目乙方提供测试；

控制系统为本车间未改造系统提供接口，以便后续炉子具备条件后，可实施自动化调温系统；

乙方保证在2016年10月31日前调试完工。

其它：

1、自控系统验收达标之日起，甲方提供的所有备件一年内免费维修或更换。

2：

自控系统调试正常运转后，甲方华宇天控负责将来系统的完善与升级，只收取材料成本费用。

4.2设备配置和供货说明（单体）

4.2.1助燃风单元（单组）

设备名称规格

简单应用描述

数量

供货厂商

钢结构

风量调节机械结构，带隔热保护，快拆快卸，密封防护

华宇天控

电动调节阀

轻巧精准

附件

电缆、固定和保护件

4.2.2测温单元（光电热电偶-单组）

接口件

设备支撑，密封防护

光电热电偶

自动校光

4.2.3测温单元（N型热电偶-单组）

N型热电偶

刚玉护套，符合罐式炉要求

4.2.4测压单元（单组）

负压变送器

火道负压测量

4.2.5就地控制单元（单体）

柜体

IP54

供电和网络电缆

PLC

CompactLogix系列

AB

操作面板

10寸，触摸

信号隔离分配

信号分配转换

万讯

工业空调

总管温度变送器

总管压力变送器

SA-VSF系统

下位控制软件

4.2.6就地I/O单元（前墙、单体）

模入、电源、通讯、数字量模块

4.2.7就地I/O单元（后墙、单体）

4.2.8集中监控系统配置和说明（单体）

煅烧集中监控软件

工业控制计算机

型号ipc3000。

CPU采用I5双核或以上，内存容量不小于4G，硬盘容量不小于500G

西门子

液晶显示器

24"

液晶显示器

Dell

工业以太网

网卡及连接网线

中心操作台

工业交换机

满足生产工艺和网络集成所需接口，预留扩展需要

东土

4.2.9数据总线配置和说明（单体）

介质接口

以太网总线电缆

含敷设

4.2.10专业测试服务（单体）

热平衡测试服务

包含罐式炉热平衡测试一次，包含其中一次性设备的提供，所有设备权利归属SAMI，测试后由SAMI带走，不在供货范围内，仅提供测试服务，出具分析报告和提供决策建议

SAMI

研发中心

5.资料及备品备件

供应方提供以下资料文档（文本资料四套）:

1.设备配置图

2.电气原理图

3.接线图

4.操作手册

5.维修手册

6.外购件说明书及明细表

7．机械图纸

8．上位机系统备份光盘

9．下位机程序光盘

6.执行标准或规范

系统设备的设计、制造、包装、运输、储存、验收遵照下列标准及其它有关国家标准和规范：

《轧制薄钢板》―――――――――――GB708-65

《焊接通用技术条件》――――――――Q/ZB4000013-86

《钢结构设计规范》―――――――――TJ17-24

《产品防锈通用技术条件》――――――JB/ZB4000.14-86

《金属波纹管通用技术条件》―――――－GB/T14525-1993

现场总线标准――――――――――――ISO11898CANBUS

工业PC控制系统通用技术条件――――JB/T8804—1998

电工电子产品基本环境试验规程――――GB/T2423—89

可靠性电磁兼容性实验标准――――――GB9813

环境实验标准――――――――――――IEC68—2

7.技术培训

对甲方的运行和维修人员的培训，是SA-VFS自动化调温系统成功启动和运行的基础。

乙方有经验的专家应采用现代化的培训手段安排培训课程。

当进行现场安装和开环测试时，乙方对甲方的运行人员进行在线操作培训。

7.1现场操作培训

乙方在进入现场后,提供现场操作培训,使甲方操作人员达到熟练操作系统的水平。

现场培训至少应有下列内容：

-SA-VFS系统的基本知识和系统组态

-SA-VFS系统的安装、检查、排除故障，操作和维修等课程。

附表：

培训计划

培训对象

培训内容

人数

天数

运行和维修人员

1．基本知识和系统组态；

2．在线操作

3．设备的安装、检查、排除故障，操作和维修

12

技术人员

1．运行和维修人员的培训内容；

2．系统原理、硬件组成、软件操作、系统维护

8.工程服务

8.1项目管理

合同签订后，甲方指定一项目经理，负责协调乙方在工程全过程的各项工作。

如工程进度、制造确认、编程和技术服务、图纸文件、工厂和现场测试、编制文件、启动、投运和现场系统可利用率测试等工作。

8.2现场服务

为了使合同设备能顺利运行，乙方负责派遣有经验和身体健康的技术人员到甲方合同设备现场进行技术指导。

乙方指定现场总代表，负责总的技术指导，与甲方代表一起解决有关技术问题和现场工作问题。

并代表投标人进行有关合同设备的安装指导、机械试验、调试和性能保证等。

而且，对甲方人员进行有关合同设备的操作和维修保养方面的指导。

乙方技术人员应对技术文件、图纸、控制原理图、操作手册、设备性能、分析方法和注意事项进行详细的讲解，并回答和解决甲方提出的合同方面的技术问题，给予甲方人员全面和正确的技术指导和必要的示范，以便上述工作的正确执行。

乙方技术人员协助甲方在合同工厂现场培训甲方的安装、调试、生产、设备维修和分析检验人员，尽力提高他们的技术水平。

乙方技术人员应作出正确的技术指导。

甲方有关人员应重视乙方技术人员提出的技术指导。

9售后服务承诺

9.1售后服务承诺

本公司针对SA-VFS系统的售后服务特作如下承诺：

◆本公司所提供产品的保修期为壹年，保修期内除人为破坏因素或不可抗拒力外实行免费维修，其后终身维护，仅收取工本费。

◆对业主的咨询服务要求响应时间为24小时，对上门服务要求的响应时间为48小时。

◆本公司为了更好的对客户提供更加快捷有效的技术支持服务，在公司所在地北京配置了远程诊断系统服务器计算机。

可以对主控室计算机具备已连接了互联网条件的客户进行远程协助。

在用户允许的条件下，以最短的时间，迅速、快捷、准确的帮助客户进行技术支持服务。

◆本公司为业主提供充分的备品备件以供业主长期使用，如个别外购部件出现断档，应积极协助业主实施其他应急措施。

9.2售后服务体系说明

在产品体系中，售后服务是非常重要的环节，它直接影响到产品使用效果、产品寿命、产品全寿命综合成本、用户满意度乃至企业形象。

从成立至今，公司一直将售后服务工作放在非常重要的地位上。

经过多年的努力，公司已经建立并运行一套完备的售后服务体系，给广大用户提供了优质、稳定、及时、长期的售后服务，得到用户广泛好评。

概括而言，该体系主要包括以下一些内容：

9.2.1完备的管理体系

公司由技术副总经理主管售后服务工作，下设专门的售后服务队伍，技术、市场、生产、质检等部门共同参加，在ISO9001体系文件指导下，从服务信息采集、口头或书面沟通、问题分析、备件提供、部件维修、上门服务、后期回访，到引申的技术完善，整个过程闭环，由质检部监控，每个环节由专人负责，所有过程都有相应的记录。

9.2.2专门且专业的售后服务队伍

公司设有专门的售后服务队伍，其成员由具有丰富经验的工艺及工程专业人员构成，其工作就是快速响应用户的服务请求，并提供优质的售后服务。

9.2.3快速且高效的响应

优于具备良好的管理体系及专门的售后服务队伍，公司对用户的售后服务请求24小时内进行口头或书面答复，48小时内进行上门服务，平均故障修复时间在1小时内，部件返修时间在最短的时间内。

为了更好的对客户提供更加快捷有效的技术支持服务，在公司所在地北京配置了远程诊断系统服务器计算机。

在用户允许的条件下，以最短的时间，迅速、快捷、准确的帮