氧化鋁生產流程是什麽?
第壹氧化鋁廠控制系統有AB公司、ROCKWELL公司、Honeywell公司;企業與院校協作逐步優化氧化鋁各工序操作控制,如料漿制備、沈降分離洗滌系統等。
壹車間:包括:鋁土礦破碎、堆料、取料、輸送:目前沒有控制系統。
二車間:生料磨制、料漿調配:正在上壹套控制系統,采用美國AB公司的control logic 5000系統,包括6臺原料磨及各倒料泵、調配槽,每兩臺磨為壹套控制器,倒料泵及調配槽為壹套控制器,四套控制器連成網。目前安裝已經完成,還沒有投入使用。
三車間:熟料燒成、煤粉制備、熟料中碎、電收塵、風機螺旋:每臺大窯上壹套獨立的控制器,有control logic 5000系列,也有slc 500系列,包括大窯參數的顯示、設備的啟停,不包括煤磨系統,不包括飼料泵及電收塵的控制,包括部分飼料參數的顯示。5、6#煤磨合上壹套slc 500系統,對煤磨有關設備進行控制。1—4#煤磨仍然是常規儀表控制。
四車間:熟料溶出、赤泥分離、赤泥洗滌:6臺溶出磨上了三套control logic 5000控制系統,分離和洗滌仍然是常規儀表控制。
五車間:粗液餵料泵、脫矽、葉濾矽渣及**:其中5組6組脫矽分別上了壹套control logic 5000控制系統,1-4組脫矽為常規儀表控制,葉濾上了壹套control logic 5000控制系統。
六車間:碳酸化分解、種子分解、氫鋁過濾、母液蒸發:碳分上了壹套slc 500控制系統,種分上了壹套control logic 5000控制系統,5組6組蒸發分別上了壹套TPS系統,1-4組蒸發為常規儀表控制。
七車間:平盤過濾、焙燒:三臺焙燒及三臺平盤上了三套TPS系統。
空壓車間:石灰爐、二氧化碳站、高壓站、低壓站:5臺石灰爐上了5套控制系統,有control logic 5000系統,也有slc 500系統。
中州鋁廠:30萬噸選礦拜耳法生產線(第二氧化鋁廠)
選礦拜爾法流程國內首創,2004年初成功投產。在磨浮、高壓溶出、赤泥分離洗滌、種分、蒸發工序上了5套TPS系統,另外選礦車間上了壹套ABB公司control logic 5000系統,礦漿調配上了壹套Honeywell 公司HC900控制系統。目前正在做這些系統的聯網工作。
供礦:浮選礦法,中州鋁廠生產藥劑。14套視屏裝置監視皮帶、圓錐礦碎機。控制系統為ABB公司controllogic5000。
原料制備:24套視屏裝置監視4臺格子磨等,2套模糊控制東大設計院開發(軟件復雜),2套模糊控制計控室開發,設計的磨機負荷及礦漿密度參與控制,因引進芬蘭的礦漿粒度分析儀不好用(易堵取樣管),所以沒實現完全模糊控制,計控室以後將改進並進壹步優化控制。
單管溶出:4個預脫矽槽、2個預脫矽加熱槽、3臺隔膜泵、9個溶出器、10個自蒸發器、13個加熱器。蒸汽從1、2級溶出器底部進入加熱,3到9級溶出器利用余熱加熱,溶出器無攪拌機,溶出器內基本無結巴。13級堿液加熱,後3級有結巴。檢測控制少。調節閥用上海梁光廠(定位器為韓國YTC),蒸汽用氣動調節閥,其他用電動調節閥,電動調節閥有時關不嚴及閥墊子易泄漏。用放射源料位計測自蒸發器料位。
沈降洗滌:沈降槽中自動加中州鋁廠生產的絮凝劑,測沈降槽中的泥層厚度用澳大利亞產界面儀(放射源測量,有時不準),底流液用密度計測密度(基本準確),部分閥門有泄漏。計控室以後將改進並進壹步優化控制。
分解系統;11套視屏裝置監視現場設備,FLENDER立式過濾電機,ABB變頻器,FISHER調節閥,KROHNE電磁流量計,E+H密度計。
蒸發系統:調節閥用FISHER公司產品,原液進口、1效、2效、3閃母液出口流量用調節閥,2-5效用變頻泵控制液位,電導儀為ROSEMONT公司產,液位計用EJA差壓變送器。
焙燒爐:使用煤氣作燃料,控制較先進,燃燒站為德國JASPER公司產,檢漏閥有時關不嚴,閥門有腐蝕,壓力測量儀表堵塞(需檢修清理),燒嘴有時結巴(需檢修清理),影響點火。AH倉料位檢測用壓力傳感器,AH皮帶稱用SHENCK公司產品。用阿牛巴流量計測煤氣流量,需檢修清理。
中州鋁廠:特種氧化鋁生產線(第三氧化鋁廠)
中州鋁廠根據市場需求開發、生產了高白、細白、幹白三大系列十多種特種氧化鋁產品,促進了企業的多元化發展。控制系統采用3套浙大中控的JX-300集散控制系統,工廠實行全自動化控制,3套系統通過主幹網連網,部分參數網上***享,調度中心網可隨時監視生產情況。
平果鋁廠:純拜耳法生產線
設計規模為年產65萬噸精礦、30萬噸氧化鋁、10萬噸電解鋁,2003年形成年產85萬噸氧化鋁的生產規模。引進多個工業發達國家的先進技術和設備,同時擁有我國鋁工業的最新科研成果,除礦石及原料堆場、部分輸送沒實現控制外,在高壓溶出、分解、沈降、過濾、葉濾、蒸發和焙燒工段均采用美國FOXBORO公司的I/A集散控制系統,實現了工序的自動控制,每壹臺操作員站上都可以看到整個氧化鋁流程中的工藝參數,受操作權限的限制,操作員只能進行本崗位的操作,對於其它崗位只能觀察,並在整個氧化鋁生產流程中實現了聯網,各控制系統都與分公司OA系統相連接。
原料車間:礦石、燃料的堆取及部分輸送和礦石均化為人工操作。立式石灰爐:石灰石和焦碳(或煤)皮帶稱配料(PLC控制、余姚產1臺、托利多產1臺)、爐體控制(1個爐頂溫度、1個爐頂壓力、4個預熱帶溫度、4個煆燒帶溫度、4個冷卻帶溫度、1個排灰溫度、1個風機風壓力、1個風機風流量,風機電機變頻控制,出灰流量由調節閥控制;1期為工控機控制(AB公司PLC),2期為計算機系統控制(I/A系統)。3)化灰機用變頻控制調節流量。4)料漿制備:有4組磨(每組1臺棒磨機、1臺球磨機),控制檢測有10臺山東濰坊皮帶稱配料、母液流量計2臺(FOXBORO公司產)、2臺汙水槽用雷達液位計(VEGA產)、6臺溫度巡檢儀(棒及球磨機主電機、軸承、傳動系統)、16臺潤滑油壓力表、16個溫度測點、16個進出料側高低壓壓力繼電器等,每組磨控制用1套三菱PLC。通過皮帶稱下料(石灰石和焦碳或煤)及風機風流量主要控制石灰爐煆燒帶溫度及冷卻帶溫度,1期爐控制計劃改為計算機系統控制(I/A系統),出灰電動閥改為氣動閥。因焦碳價高,現主要用煤做燃料,部分檢測的爐溫較規定的高2℃及有小波動。料漿制備基本實現自動控制,沒實現磨機負荷、料漿成分分析控制。
溶出車間:無預脫矽工序,主要檢測控制有:稀釋槽及後槽、溶出前槽、熱水槽用5臺雷達料位計;新蒸汽及二次蒸汽5臺質量流量計(ROSEMONT公司);冷卻水用1臺差壓變送器,20臺差壓變送器(E+H公司)用於測量分離器、閃蒸槽、冷凝水罐、汙水槽的液位;34臺壓力變送器(FOXBORO公司)用於測量壓煮器、脈沖緩沖器、閃蒸槽、蒸汽管道的壓力;60臺壓力表(econosto公司和上儀四廠)用於測量隔膜泵、壓煮器、閃蒸槽、冷凝水罐、稀釋槽的壓力;2臺出口冷凝水電導儀(ROSEMONT公司);進脈沖緩沖器及進溶出後槽礦漿3臺密度計用Cs137源,脈沖緩沖器6臺料位開關用Co60源,第1到11級閃蒸槽料位為Cs137源,第12閃蒸槽料位為Co60源,放射儀表用德國BERTHOLD公司產品;46支鉑電阻(上儀十七廠)用於測量壓煮器頂及冷凝水、單管冷凝水、二次蒸汽。控制閥有:10臺氣動碟閥調節閥用於新蒸汽及二次蒸汽流量控制,蒸汽及冷凝水壓力和流量控制;12臺氣動偏心旋轉調節閥用於進溶出溶液流量、溶出前槽的液位、閃蒸槽液位、冷凝水罐液位、從赤泥洗液流量、單管冷凝水流量、合格及不合格水槽液位,4臺電磁開關閥用於進或出脈沖緩沖器的壓縮空氣流量。稀釋槽液位用變頻泵控制,上述控制閥為上儀七廠產。用I/A控制系統。RP分析系統為實驗階段。
沈降車間:沈漿槽1組為5個,4個投用1個備用,4臺臥式過濾機,4臺立式過濾機,主要檢測控制有:10支熱電阻(川儀十七廠)用於測沈漿槽、粗液槽、**槽和熱水槽溫度,10臺雷達料位計(天津天威公司)用於測沈漿槽、粗液槽、**槽、石灰乳槽、苛化槽和熱水槽料位,14臺電磁流量計(FOXBORO公司)用於測赤泥漿液、粗液、堿性溶液和熱水流量,8塊壓力表(上儀四廠)用於測赤泥漿液、粗液、堿性溶液壓力,5臺氣動碟閥(上儀七廠)用於控制過濾粗液、堿性溶液和熱水流量,5臺扭矩變送器用於測耙機扭矩,液位控制用變頻泵控制。
分解車間:每組分解工序16支熱電阻用於測分解槽分解液、熱交換器循環水和漿液管出口溫度,10臺電磁流量計(FOXBORO公司)用於測**、母液、循環水、空壓機和真空泵軸封水流量,8臺電動調節閥(上儀七廠)控制循環水、蒸汽流量,10臺雷達料位計用於測精種槽、母液槽、溢流槽、堿液槽、熱水槽和汙水槽,1臺密度計(Cs137源)測旋流器出口料漿密度,液位、流量控制用變頻泵控制。分解系統的控制壹般為單回路控制,沒將分級的槽控制之間形成聯鎖控制。
蒸發車間:16臺差壓變送器用於測1到6效、強制效蒸發器、冷凝水罐、閃蒸器液位,4臺雷達料位計用於原液槽、合格水槽和汙水槽液位,4臺氣動調節閥用於新蒸汽、1效料漿、2效料漿、6效料漿控制流量,2到6效、強制效蒸發器、原液槽、合格水槽和汙水槽液位用變頻泵控制,16支熱電阻用於測1到6效、強制效蒸發器、冷凝水罐、閃蒸器及蒸汽溫度,8臺電磁流量計用於測蒸汽、蒸發器的原液和母液、冷凝水流量,2臺電導儀用於測冷凝水電導率,3臺密度計(Cs137源)測原液、1效出口和強制效出口溶液密度。蒸發系統的控制比較高,強制效蒸發器的出料密度測量不好用,準備拆除此密度計。
焙燒車間:16臺壓力變送器用於測P01、P02、P03、C01、C02、C03、C04、K01、K02、T11、T12、V19、煤氣總管、真空泵、過濾的空氣、熱水泵、濾液泵、漿液泵、高壓水泵、汙水泵、新蒸汽的壓力,6臺差壓變送器用於測A02、P04的流量,2臺阿牛巴流量計用於測煤氣流量,8臺渦街流量計用於測K01、K02、過濾的壓縮空氣、新蒸汽的流量,8臺電磁流量計用於測K01、K02冷卻水、過濾的熱水槽新水、氫氧化鋁料漿泵出口流量,1臺氫氧化鋁皮帶稱(德國SHENCK公司)、1臺氧氣分析儀(ROSEMOUNT公司)、1臺CO分析儀(SATEKNIKAS公司),11支熱電偶測溫,20支熱電阻測溫,4臺氣動調節閥控制過濾的新水和蒸汽,5臺雷達液位計用於測母液槽、弱濾液槽、氫氧化鋁漿液槽、汙水槽液位,主風機電機、過濾的熱水槽泵、氫氧化鋁料漿泵、真空泵用變頻控制。
山西鋁廠:140萬噸混聯法生產線
壹分廠(燒結法、拜耳法原料制備):破碎、堆廠、翻車機、原燃料輸送(壹車間),化堿、原料磨、飼料機(二車間),卷揚、石灰爐(石灰爐車間),脫矽、壓縮機;
二分廠(燒結法生產線):煤磨、餵料、燒成、冷卻、收塵(三車間),中碎、分離、板式機(四車間),脫矽、串聯泵、葉濾機(五車間);洗滌槽、壓縮機(洗滌車間);回水、接力泵、放料泵(赤泥車間);
三分廠(拜爾法生產線):老蒸發Ⅰ組Ⅱ組(七車間);四蒸發、原液槽、調配、五蒸發(蒸發車間);儀表空壓站、荷蘭泵、脫矽、Ⅰ系列Ⅱ系列(八車間)、沈降、絮凝劑、過濾、葉濾;
四分廠(燒結法、拜耳法):種子分解、立盤過濾、袋濾機(種分車間),1#焙燒爐、儀表空壓站、平盤過濾機(焙燒壹車間),2#3#焙燒爐、平盤過濾機、濃相輸送(焙燒二車間),種分過濾、**降溫、碳分、砂狀碳分(六車間);
DCS的應用基本上集中在拜爾法生產部分。燒結法生產部分和其它工序中,目前從過程檢測到自動控制的整體水平仍很低,少數工序中檢測技術比較成熟,而洗滌、老蒸發等工序由於結疤等問題檢測手段與自動化水平均很低;拜耳法生產部分盡管整體上比燒結法高,但在第四蒸發、堿液調配等環節仍存在自動化的空白。整體上看目前基本實現了車間、工序級的自動控制並能正常運行的工序有:空壓站、蒸發、分解和碳分、種分、氫氧化鋁焙燒;3#熟料窯、高壓溶出、兩組五蒸發、原料磨采用Foxboro公司的I/A 系統;**制備(φ42m沈降、過濾、葉濾)采用Emerson公司的DeltaV系統;種分、碳分、袋濾機、焙燒爐采用Honeywell公司的TPS與PKS系統。在建的系統有:6#石灰爐系統、全廠調度網絡系統等。
山西鋁廠:擴建80萬噸氧化鋁廠拜爾法線
壹車間:原燃料卸車及堆場、石灰燒制、石灰乳制備、第壹分析站;
二車間:原礦漿磨制、預脫矽、溶出、酸洗系統;
三車間:赤泥沈降分離洗滌、赤泥輸送、赤泥、灰渣堆場、葉濾;
四車間:種子分解、種子過濾及**降溫、種母精濾、母液蒸發、第二分析站;
五車間:氫氧化鋁過濾、氫氧化鋁焙燒、氧化鋁儲運。
2005年建成。以原料磨、蒸發、高壓溶出、種子分解、焙燒為核心的五大部分流程全部采用Foxboro公司的I/A 系統。原料輸送、石灰窯、氧化鋁儲運采用AB公司的PLC小系統。石灰窯和焙燒爐燃燒站采用SIEMENS公司S7-300 PLC系統,並分別以PROFIBUS-DP和MODBUS通訊接口方式直接接入DCS。
鄭州鋁廠:聯合法
鄭州鋁廠氧化鋁生產為拜爾法和燒結法生產工藝生產,控制設備種類較多,檢控點12000多個,控制系統為美國Honeywell公司產品:TDC-3000、PKS、PLANTSCAPE SCADA系統,用PLC有三菱、ABB、Honeywell、SIEMENS公司產品。具有分公司、分廠、車間控制室三級網絡,通過現場的PLC、DCS、PC、重點崗位、各級調度等互相連接。
計量儀表:皮帶稱:南京華普、申克、托利多公司,效果較好;汽車、火車衡器:托利多公司;焙燒爐天然氣:上海橫河渦街流量計;水、料漿:上海橫河及E+H電磁流量計;風、蒸汽:上海橫河渦街流量計、孔板流量計。
原燃料堆場和料漿制備的檢測和控制壹般,壓力和溫度儀表故障多壹些。
管道化溶出:礦漿和料漿用密度計測量較好。沈降洗滌及分解的檢測和控制壹般,料位及流量儀表故障多壹些。
蒸發系統:調節閥用上海梁光廠(定位器為韓國YTC),原液進口、1效、2效、3閃母液出口流量用調節閥,2-5效用變頻泵控制液位,電導儀為ROSEMONT公司產,液位計用EJA差壓變送器。
焙燒爐:使用天然氣作燃料,控制較先進,燃燒站為oilon公司產,檢漏閥有時關不嚴,影響點火。AH倉料位檢測用壓力傳感器,AH皮帶稱用SHENCK公司產品。壹氧化碳和氧氣分析儀取樣部分易堵,清理頻繁。
魯能晉北鋁業:Ⅰ期拜爾法
規劃首先建成拜耳法生產線,再增加浮選法選礦,最後建設燒結法,形成串聯法生產。全廠原礦漿磨制(棒、球二段磨)、壓煮溶出、拜耳法赤泥(含絮凝劑制備、赤泥外排)、種子分解(含**降溫、種子過濾)、母液蒸發、氫氧化鋁過濾及焙燒六大DCS系統采用SIMENS公司PCS7系統,原料堆廠、空壓站、石灰消化、石灰破碎、氧化鋁儲運、全廠循環水、水廠7套SIMENS PLC分別就近接入各DCS。全廠所有馬達控制單元、變頻器、部分電磁閥以PROFIBUS-DP通訊接口方式直接接入DCS。規劃全廠設壹個中央操作控制室和若幹個區域操作控制室,由中央操作控制室與區域操作控制室聯網,帶動60多個子系統,把指令傳達給各區域操作控制室,指導和控制生產的全過程。
三門峽開曼鋁業:拜耳法
全廠原礦漿磨制、壓煮溶出、種子分解、母液蒸發、氫氧化鋁過濾及焙燒五大DCS系統采用Rockwell公司ControlLogix系統,系統單壹,連網方便,但過程儀表特別是部分變送器、執行器等問題較多。
國內氧化鋁生產企業過程控制應用起步較晚,直至八十年代自動檢測和自動控制設備才開始在我國氧化鋁生產中逐漸采用。特別是燒結法工序許多都具有高溫、高壓、易結巴、易磨損、易堵塞等環境,部分工序具有多變量、強藕合、強非線性、難檢測的特點,測控儀表水平亟待提高。應逐步采用先進的檢測、分析設備和控制管理系統,采用生產目標的過程優化設定技術、智能建模技術、故障診斷與預備技術、生產過程信息集成技術等,達到優化生產控制管理。山東鋁廠和鄭州鋁廠近年與有關單位合作,在原料磨制及配料過程中采用中子活化分析技術,進行生料漿組份的在線分析,取得了較好的應用效果。山西鋁廠在蒸發母液環節引進匈牙利FL系列鋁酸鈉溶液在線分析儀獲得成功。壹些非接觸式的壹次檢測儀表如紅外測溫儀、放射性密度計等在國內各大氧化鋁廠也獲得了較廣泛的應用。貴鋁、鄭鋁、焦作未來等企業應用鄭州某公司利用吹氣法檢測原理開發的泥層檢測器,在線測量沈降、洗滌自動控制的關鍵參數—底流密度及各個層的密度、高度,效果良好。近年來,隨著計算機網絡技術的迅猛發展,國內部分氧化鋁廠也加快了全廠網絡設施的建設步伐,提高了生產過程的自動化水平和管理效率,取得了較好的經濟效益。