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1、选 矿 与 烧 结 行 业9选矿与烧结行业9.1 选矿9.1.1 钢铁工业发展政策随着2006年国家“十一五”规划出台，钢铁行业作为能源消费大户，将会面临诸多因素影响。发展循环经济、建设资源节约型、环境友好型产业是我国钢铁行业发展的必然趋势。一般选矿厂典型工艺流程包括磁选、浮选、反浮选等工艺过程。针对这样的宏观环境和产业环境，结合我院自2002年以来的设计及总承包的选矿工程，我们推出了关于300万t/a选矿工程（三段磨矿、四次磁选共计二个系列）仪表及控制系统的调研报告。9.1.2 选矿厂规模现有主要的选矿厂的规模：2002200万t/a等。9.1.3 选矿厂的投资300万t/a选矿厂项目总投资
2、约为5.6亿，设备一般占总合同额的50，电气设备占所有设备采购额的11，仪表与控制系统的总投资约为设备购置费的1112。300万t/a选矿生产厂的设备购置费约为2.8亿，控制系统费用根据要求不同约为300400万元，仪表费用约为1500万元。9.1.4 选矿厂对仪表与控制系统的需求9.1.4.1 DCS系统的规模与功能生产过程自动化的良好实现是一个现代化选矿厂不可缺少的控制手段，它对于生产企业提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，降低能源消耗以及改善企业管理，都将起到非常重要的作用，是当今企业现代化的重要标志。目前国内外比较先进的选矿厂大都配置了完善的检测和控制设备，并采用计算机控制系统
3、对生产过程进行控制。有的选矿厂还根据自身的工艺特点，开发研制了控制模型，对生产过程进行优化控制，从而实现了装备的智能化、控制的最优化、管理的科学化。集中体现在：（1） 保证生产在最佳工况下稳定运行，提高选别指标。（2） 增强对设备的保护和控制功能。（3） 生产数据的自动采集、自动统计，有利于优化管理。（4） 有利于逐步减少操作人员，提高管理水平；（5） 减少磨机空磨，降低了能源消耗，节约能源，节约维检费用；（6） 优化控制，节约了原材料，降低生产成本，提高劳动生产率；（7） 设备故障查找简单，维护容易。（8） 提高了设备的处理能力。从系统总体结构上，考虑以EIC一体化的控制系统结构，构成一个功
4、能分担合理、层次清晰，集生产管理、过程控制为一体，安全、高效、开放的控制系统，并为生产部门将来采用新工艺改造、新技术及提高劳动生产率等方面的提供必要的基础。网络通讯采用标准环形工业以太网的方式，以保证网络通讯的安全可靠。控制系统的电源部分均采用双回路380/220VAC供给各电源柜，电源柜内做失压保护，当一路电源供电故障或失电，另一路自动切换为工作。控制系统的电源内部采用隔离变压器及电源（不间断电源），使系统控制不受外界停电的干扰以及保证控制系统电源的质量，提高整个控制系统的安全性和可靠性，使得整个系统都能得到有效的控制和管理，发挥出生产设备的最佳效能。设集中控制室，室内设1台OUTOKUMP
5、U公司OPC SERVER（服务器），另外设1台EWS（工程师站）、2台OPS （操作站OPS1、OPS2）、2台网络PRN（A3激光打印机）、1套多媒体报警系统。采集和处理的一些重要参数通过网络进行数据通讯，由OPS对全厂生产系统的控制设备及工艺流程进行集中控制、操作和监视。序号控制站名称代号控制范围位 置供电电源备注1主控楼PLC控制站1PLCA-主厂房电气设备顺控扩建主控楼控制室380/220VAC2主厂房I/O扩展站1PLC1A-主厂房电气设备顺控主厂房控制室380/220VAC3一段球磨I/O扩展站1PLC2A-一段球磨仪控主厂房12米平台操作室380/220VAC4二段球磨I/O扩
6、展站1PLC3A-二段球磨仪控主厂房7米平台操作室380/220VAC5环水泵站I/O扩展站1PLC4A-环水泵站、浓缩池底流泵站电控及仪控环水泵站控制室380/220VAC6总砂泵站I/O扩展站1PLC5A-总砂泵站、深底流泵站电控及仪控总砂泵站控制室380/220VAC 表一： PLC控制系统控制站的设置表- 91 -表二： 各控制站的I/O分配表序号控制站名称代号AIAODIDO各站总点数备注1主控楼PLC控制站1PLCA-324723962主厂房I/O扩展站1PLC1A-5101206303一段球磨I/O扩展站1PLC2A-4824186964二段球磨I/O扩展站1PLC3A-4824
7、24241205环水泵站I/O扩展站1PLC4A-202120301726总砂泵站I/O扩展站1PLC5A-4426098402总点数16050125635018169.1.4.2 现场总线系统的应用为了保证工艺流程的先进性和可靠性，使工艺流程充分发挥作用，在分析了现场实际情况，跟踪国际先进水平，顺应网络化和数字化的控制思想，在连接计算机控制系统与现场检测和控制装置之间采用了双向数字通讯网络现场总线。现场总线是用于现场仪表与控制系统之间的一种开放、全数字化、双向、多站的通信系统。其优点是：（1） 减少了大部分隔离器、端子柜、I/O模块、I/O文件、及I/O柜，节省了上述装置所占的空间、面积和费
8、用。（2） 由于全数字化免去了A/D与D/A的转换，提高了精度。（3） 减少大量电缆，费用可节省60%以上。（4） 可将PID控制功能植入变送器或执行器中，使控制周期缩短。目前可从DCS（或PLC）的每秒调节25次提高到每秒调节1020次，从而改善调节性能。（5） 组态简单，安装、运行、维护方便。（6） 现场总线控制是当前国际自动化技术领域的一个热点，现场总线控制的出现是自动化技术领域的一场新的革命，基于现场总线及智能化仪表的控制系统将可能取代传统的DCS（或PLC）。9.1.4.3 选矿厂仪表需求的台数（1） 压力变送器由于选矿厂主要的测量介质是矿浆，所以用一般的压力变送器无法满足测量要求。
9、我们采用的是2090系列压力变送器进行测量，以便监控工艺正常运行。据统计一条300万t/a选矿生产线共需要压力变送器约为10台，其他辅助车间为20台。全部采用了智能压力变送器，主要产品有重庆横河川仪EJA变送器、E+H变送器、ROSEMOUNT变送器等。（2） 物位仪表选矿工业中主要是固体物料的物位测量、泵池内矿浆液位测量等。一条300万t/a选矿生产线共需设置各种物位仪表约为50台。一般都采用非接触测量雷达料位计或者超声料位计。（3） 流量计对于选矿行业，根据生产工艺过程中主要介质的不同，采用不同的流量计。一般管道的水流量测量采用普通电磁流量计或者超声波流量计；而测量矿浆流量则采用特殊的磁性
10、矿浆电磁流量计，例如西门子的Transmag2系列；或者超声多普勒矿浆流量计等。一条300万t/a选矿生产线共需设置各种流量仪表约为30台。（4） 物料计量选矿行业的物料计量一般采用电子皮带秤计量，其目的是为了加强对原料和成品的计量管理，保证生产过程稳定，提高产品的产量和质量。一条300万t/a选矿生产线约为2台。（5） 分析仪表选矿厂内设置分析仪表主要是作为过程变量用于控制生产过程主要参数，例如矿浆浓度测量，采用射线浓度计，一条300万t/a选矿生产线约为10台。（6） 电动调节阀加水量控制是选矿厂一大特点，一条300万t/a选矿生产线共需要加水点约为20点，约15点需要控制，相应调节阀约为
11、15台。9.1.4.4 选矿厂专用仪表（1） 粒度仪根据工艺设置和要求，在磨矿生产中，旋流器的溢流粒度是最为关键的质量指标，它直接影响后续工艺的稳定性及最终产品质量。所以，围绕这一特点，在磨矿的控制中，旋流器溢流粒度是所有被控量的中心。一条300万t/a选矿生产线共需要粒度计约为点数2套，选用芬兰奥托昆普公司的产品。（2） 品位计 一条300万t/a选矿生产线在原矿、中矿、精矿及尾矿等关键流程上设置品位检测，需要点数12套，选用芬兰奥托昆普公司的产品。（3） 专家系统采用先进的优化控制软件来完成磨矿回路的优化控制。l 优化控制软件的总体目标：l 稳定磨矿系统的运行；l 保证所要求的产品粒度；l 最大限度的发挥磨机的能力。9.1.5 选矿厂需要进口的仪表（1） 粒度仪；（2） 品位仪；（3） 专家系统；（4） 用于非接触物位测量的雷达料位计或者激光料位计；（5） 矿浆流量计；（6） 矿浆浓度计等。附：选矿工艺过程检测和控制流程图
