趙洪昆

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424）

江西銅業(yè)公司貴溪冶煉廠（以下簡稱“貴冶”）一系統(tǒng)在建廠初期建設(shè)的銅精礦氣流干燥系統(tǒng)，已經(jīng)不能滿足時(shí)下銅冶煉技術(shù)及安全環(huán)保技術(shù)的要求。為了適應(yīng)銅冶煉需求的變化及達(dá)到環(huán)境治理標(biāo)準(zhǔn)，貴冶進(jìn)行了蒸汽干燥系統(tǒng)替代改造。其中，蒸汽干燥機(jī)（以下簡稱“干燥機(jī)”）負(fù)責(zé)銅精礦干燥脫濕，并將干礦送入閃速爐冶煉，在整個(gè)工藝流程中，起著承上啟下的作用，其控制結(jié)果直接影響閃速爐的穩(wěn)定生產(chǎn)[1]。

圖1 蒸汽干燥機(jī)示意

1 干燥機(jī)轉(zhuǎn)速控制要求

為使干燥機(jī)筒體內(nèi)物料受熱均勻，在生產(chǎn)中干燥機(jī)筒體需要不停轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速快慢會(huì)對(duì)物料的干燥效果產(chǎn)生不同程度的影響[2]。其控制要求：1)干燥機(jī)無轉(zhuǎn)速測點(diǎn)，控制模式為手動(dòng)模式，其轉(zhuǎn)速依據(jù)調(diào)節(jié)器輸出計(jì)算得出的值進(jìn)行調(diào)節(jié)。2)當(dāng)干燥機(jī)現(xiàn)場盤機(jī)側(cè)/中央開關(guān)切至中央時(shí)，若干燥機(jī)筒體正轉(zhuǎn)，則干燥機(jī)轉(zhuǎn)速V.PV=PID.OUT×0.02，單位 r/min，在運(yùn)行過程中，干燥機(jī)轉(zhuǎn)速最大不得超過2 r/min，最小不得低于0.3 r/min;若干燥機(jī)反轉(zhuǎn)或停止，轉(zhuǎn)速顯示為0。

2 干燥機(jī)轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)方法

干燥機(jī)轉(zhuǎn)速控制是基于Honeywell Experion PKS C300(過程知識(shí)系統(tǒng))[3]平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)的。干燥機(jī)現(xiàn)場盤“機(jī)側(cè)/中央”開關(guān)切至中央DCS控制時(shí)，首先設(shè)置PID.OUT為15%，當(dāng)現(xiàn)場盤加速按鈕按下時(shí)，PID.OUT自動(dòng)循環(huán)加5%，直至加速按鈕彈起或干燥機(jī)達(dá)到最大轉(zhuǎn)速2 r/min為止；當(dāng)現(xiàn)場減速按鈕按下，PID.OUT循環(huán)減5%，直至減速按鈕彈起或干燥機(jī)達(dá)到最低轉(zhuǎn)速0.3 r/min為止。若干燥機(jī)筒體正轉(zhuǎn)，則干燥機(jī)轉(zhuǎn)速V.PV=PID.OUT×0.02，單位 r/min;若干燥機(jī)反轉(zhuǎn)或停止，轉(zhuǎn)速顯示為0。具體控制原理如圖2所示。

圖2 干燥機(jī)轉(zhuǎn)速控制邏輯示意

2.1 轉(zhuǎn)速運(yùn)算

干燥機(jī)的轉(zhuǎn)速運(yùn)算用到了Honeywell Experion PKS C300系統(tǒng)特有的2個(gè)功能塊：SELREAL塊和AUXCALC塊。其中，SELREAL塊是1個(gè)模擬量選擇器，共有3個(gè)輸入針腳和1個(gè)輸出針腳，第1個(gè)輸入針腳為選擇條件，第2、3個(gè)針腳為模擬量輸入。若選擇條件不成立，則SELREAL塊輸出為第2輸入針腳的模擬量，若選擇條件成立，則SELREAL塊輸出為第3輸入針腳的模擬量。AUXCALC塊是1個(gè)自定義運(yùn)算塊，在本回路中它的運(yùn)算公式被定義為：15%（最低轉(zhuǎn)速）+加速累計(jì)-減速累計(jì)。

干燥機(jī)轉(zhuǎn)速控制的輸出（AO）取決于它的前一個(gè)模擬量選擇器（SELREAL1）。當(dāng)干燥機(jī)在機(jī)側(cè)運(yùn)行時(shí)，AO的值為AUXCALC塊的輸出;否則，AO的值為PID塊的輸出值。PID塊的輸入又取決于它的前一個(gè)模擬量選擇器（SELREAL）。當(dāng)干燥機(jī)停運(yùn)或者干燥機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，PID塊的輸入為0；否則PID塊的輸入為 PID.OP 與 0.02 的乘積。

2.2 加速累計(jì)

加速累計(jì)是指干燥機(jī)現(xiàn)場操作盤上的加速按鈕按下的時(shí)間內(nèi)，以5%的速度（轉(zhuǎn)速為5%×2=0.1 r/min）進(jìn)行累加，干燥機(jī)所接收的加速累計(jì)量。加速按鈕僅在干燥機(jī)為機(jī)側(cè)控制時(shí)有效，其累計(jì)功能是通過1個(gè)累計(jì)功能塊（TOTALIZER）來實(shí)現(xiàn)的，具體控制原理如圖3所示。

1)累計(jì)開始（STARTFL）。當(dāng)干燥機(jī)現(xiàn)場操作盤上的加速按鈕按下，并且干燥機(jī)的轉(zhuǎn)速尚未達(dá)到最高轉(zhuǎn)速（2 r/min）時(shí)，干燥機(jī)轉(zhuǎn)速開始加速累計(jì)。

2）累計(jì)停止(STOPFL)。當(dāng)干燥機(jī)現(xiàn)場操作盤上的加速按鈕彈起，或者干燥機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到最高轉(zhuǎn)速（2 r/min）時(shí)，干燥機(jī)轉(zhuǎn)速停止加速累計(jì)。

3）累計(jì)復(fù)位。當(dāng)干燥機(jī)選擇中央控制或者干燥機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，干燥機(jī)加速累計(jì)復(fù)位，即所有累計(jì)數(shù)據(jù)清零。

圖3 干燥機(jī)加速累計(jì)邏輯示意

2.3 減速累計(jì)

減速累計(jì)與加速累計(jì)原理相似：減速累計(jì)是指干燥機(jī)現(xiàn)場操作盤上的減速按鈕按下的時(shí)間內(nèi)，以-5%為加速度（轉(zhuǎn)速為-5%×2=-0.1 r/min），干燥機(jī)所接收的減速累計(jì)量。減速按鈕僅在干燥機(jī)為機(jī)側(cè)控制時(shí)有效，其累計(jì)功能也是通過一個(gè)累計(jì)功能塊（TOTALIZER）來實(shí)現(xiàn)的，具體控制原理如圖4所示。

圖4 干燥機(jī)減速累計(jì)邏輯示意

1）累計(jì)開始（STARTFL）。當(dāng)干燥機(jī)現(xiàn)場操作盤上的減速按鈕按下，并且干燥機(jī)的轉(zhuǎn)速尚未低于最低轉(zhuǎn)速（0.3 r/min）時(shí)，干燥機(jī)轉(zhuǎn)速開始減速累計(jì)。

2）累計(jì)停止(STOPFL)。當(dāng)干燥機(jī)現(xiàn)場操作盤上的減速按鈕彈起，或者干燥機(jī)的轉(zhuǎn)速小于等于最低轉(zhuǎn)速（0.3 r/min）時(shí)，干燥機(jī)轉(zhuǎn)速停止減速累計(jì)。

3）累計(jì)復(fù)位。當(dāng)干燥機(jī)選擇中央控制或者干燥機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，干燥機(jī)減速累計(jì)復(fù)位，即所有累計(jì)數(shù)據(jù)清零。

2.4 干燥機(jī)聯(lián)鎖

在日常生產(chǎn)過程中，為了確保設(shè)備的安全運(yùn)行，需要設(shè)置必要的聯(lián)鎖程序。蒸汽干燥系統(tǒng)前承備料車間的銅精礦配料系統(tǒng)，后繼閃速爐給料系統(tǒng)，干燥機(jī)在整個(gè)工藝流程過程中處于一個(gè)咽喉要道的位置，所以它的聯(lián)鎖至關(guān)重要[4]。具體聯(lián)鎖情況如圖5所示。

圖5 干燥機(jī)聯(lián)鎖邏輯

由圖5可以看出，聯(lián)鎖干燥機(jī)停運(yùn)的條件共有6條：1)主電機(jī)繞阻溫度高報(bào)3 500 Ω；2)干燥機(jī)變頻器故障(來自變頻器）；3)干燥機(jī)齒輪箱溫度低報(bào)，延時(shí)600 s；4)干燥機(jī)制動(dòng)故障；5)干燥機(jī)故障報(bào)警（來自變頻器）；6)出料倉料位高高報(bào)，延時(shí)5 s（聯(lián)鎖投入狀態(tài)下有效）。當(dāng)干燥機(jī)聯(lián)鎖跳車時(shí)，可以在DCS上第一時(shí)間找到導(dǎo)致干燥機(jī)聯(lián)鎖的條件，以便維護(hù)人員及時(shí)應(yīng)對(duì)，對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行故障排查。

3 結(jié)語

嚴(yán)密的控制程序是保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行不可或缺的前提。一系統(tǒng)工藝優(yōu)化項(xiàng)目投入至今，蒸汽干燥機(jī)已使用5年多時(shí)間，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況穩(wěn)定，干燥效果良好。工藝的優(yōu)化為后續(xù)提升機(jī)輸送系統(tǒng)、風(fēng)動(dòng)溜槽系統(tǒng)、閃速爐失重稱給料系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為閃速爐提供了更優(yōu)質(zhì)的原料，對(duì)閃速爐爐況的穩(wěn)定、降低煙灰發(fā)生率、延長爐窯壽命等起著舉足輕重的作用[5]。