基于PLC的回转窑拖动系统技术研究与开发 -.doc

PAGE 125 第1章 绪论 1.1 系统简介 现代水泥生产过程中，自动化占据着重要地位。它在保证生产安全可靠、提高产品质量及产量、降低能耗及成本、控制环境污染、降低工人劳动强度、提高设备的运转率及劳动生产率、实现科学的生产控制管理等方面都起着重要的作用。水泥工业自动化水平的提高，也为水泥生产新工艺的推广和完善创造了条件。水泥生产工艺复杂，设备连锁众多，各种检测信号相互影响，采用传统的人工控制或继电器仪表控制很难达到控制要求。如果生产线上的任何一台设备出现故障停机，将影响整个生产线的运行，严重时会发生压料、堵料，给生产带来很大的损失。采用集散控制后，真正做到了控制分散，危险分散和管理集中。设备出现故障后系统能够按照预先编制好的程序自动停止相关设备，并发出声光报警，提醒操作人员及时处理以免影响生产。对一些重要的参数和报表系统能够自动生成历史记录和历史趋势，操作人员和技术人员可以随时查询历史数据了解生产情况。通过对数据的统计和分析提出新工艺，新方法，不断提高水泥的产量和质量。回转窑是水泥生产中的核心设备，在回转窑中进厅生料嫩烧，进行热能交换，在其内生料经过一系列的化学和物理变化，最终形成固液体状的熟料，是熟料生产的重要阶段。而目前,回转窑大都采用直流电机(或绕线电机串电阻)起动和调速.但是,这种方式存在能耗高、运行维护费用高等缺点,影响回转窑运转率,使生产成本难以降低。 变频调速具有高效率、宽范围和高精度等特点,是目前运用最广泛且最有发展前途的调速方式。结合当前先进的、成熟的电力电子器件、变频器的技术、PLC的技术将回转窑拖动系统完善起来,达到运行可靠、节能的目的。 1．2 水泥行业介绍 1．2．1 中国水泥工业发展现状 中国水泥工业历经百年沧桑，只有在建国后，特别是在改革开放20 年中，才获得了真正的大发展。 世界水泥产量1999 年达到1542 亿吨，其中中国就占了5.6亿吨，绝对量不可谓不高，人均消费量也远远超出世界人均水平，甚至达到了一些发达国家目前的年度消费水平。从生产工艺和装备制造等工业技术方面看，我国己基本上掌握了从1000 /10000t d 熟料的全套新型干法技术。通过改革开放20多年的实践，中国的现代化水泥工业己初见端倪。 但是，目前我国水泥工业面临的主要问题是，代表当代主导窑型的新型干法技术在整个工业中的比例太低，还不到 20%。 80% 以上的窑型还属于20、30 年代，40、50 年代和50 、60 年代的工艺技术，尽管做了些大的改进，但本质上无法脱胎换骨。如何把这个比例倒过来，是一项大的结构调整问题，将是中国水泥工业今后10 20 年内一项艰巨的历史任务。此外，我国的人均水泥累积消费量还不高，不到发达国家的一半。质量、环保、能源和劳动生产率等主要技术经济指标也与发达国家有相当大的差距。 1.2.2 水泥生产工艺 （1）水泥生产原燃料及配料 生产水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。 1、 石灰石原料 石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。 2、 黏土质原料 天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。 3、 校正原料 当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的 含量不足，有的 和 含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料 a.?????? 硅质校正原料 含 80%以上 b.?????? 铝质校正原料 含 30%以上 c.?????? 铁质校正原料 含 50%以上 （2） 新型干法水泥回转窑生产工艺流程 水泥生产的共同特点就是“三磨一烧”，即以生料磨为中心的生料制备系统以回转窑为中心 的熟料燃烧系统和以水泥磨为中心的水泥制成系统。 图 1 1 水泥工艺流程图 1、破碎及预均化 a. 破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。 破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂