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行業應用

鐵礦選礦綜合自動化系統 

發布時間:2017/11/08

  概要說明
  實現精礦質量、産量、成本、消耗等綜合生産指标的優化控制和實現了企業扁平化管理,顯著提高金屬回收率和改善産品質量。
  技術方案
  我國選礦廠大多面臨礦石品位低、成分波動大、工藝複雜、工藝設備陳舊、工況變化頻繁等諸多困難,加上以往對于生産過程的運行與管理大都以人工監管為主,這就難以穩定保證金屬回收率和精礦品位等綜合生産指标的實現,往往造成金屬回收率低、生産成本高、資源消耗大、環境污染嚴重等問題。
  針對上述問題,公司采用由綜合生産指标優化、工藝指标優化控制和智能過程控制技術組成的混合智能優化控制技術,研發了實現綜合生産指标優化和扁平化管理的大型選礦過程全流程一體化控制系統。系統特點:
  1)三電一體化、管控一體化,實現全流程一體化控制。
  2)采用由制造執行系統、綜合生産指标優化控制和過程控制系統組成的三層系統結構體系,并附加多媒體工業監視系統。
  3)将綜合生産指标自動轉化為工序指标,将工序生産指标自動轉化為關鍵控制回路設定值,使其保持在目标值範圍内。
  方案價值
  1)實現選礦生産過程的全流程計算機監控,穩定生産過程及綜合生産指标。
  2)通過減少操作崗位實現減員,為企業集約化生産模式的形成提供有利的技術保障。
  3)實現金屬回收率提高2百分點、精礦品位提高1百分點、設備運轉率提高3百分點,為企業帶來巨大的經濟效益。
  4)實現選礦生産管理的全方位自動化辦公,提高工作效率,降低管理成本。
  典型應用
  酒鋼選礦廠綜合自動化系統
  工程背景:
  酒鋼選礦廠是酒泉鋼鐵公司的原料準備廠之一,位于嘉峪關市酒鋼公司廠區内。選礦廠一期設計規模500萬噸,全部處理鏡鐵山礦桦樹溝礦區的鐵礦石。第二期處理黑溝礦區的300萬噸鐵礦石。礦石中主要鐵礦石為黃鐵礦、褐鐵礦,脈石以重晶石、石英、碧玉及鐵白雲石為主。全區礦石平均品位38%,在開采時要混入20%左右的圍岩,因此礦石輸出實際含鐵品位33%。
  酒鋼選礦廠分為路東作業區和路西作業區。路東作業區有原料生産作業流程、豎爐生産作業流程。路西作業區有磁選生産作業流程、精礦生産作業流程和尾礦處理作業流程。原有在崗職工700名,分為四班作業。選礦廠的原料來自酒鋼原料堆場,依次通過這幾個生産作業流程的作業後形成鐵精礦送往燒結廠。選礦廠的主要作業指标為金屬回收率和鐵精礦的品位。
  該廠在進行自動化系統改造前,生産組織基本靠經驗,生産過程中的調整靠化驗指标,滞後性太大,質量不穩定,産量波動的情況經常出現。2002年,通過對該廠投資5000萬元進行自動化及配套工程的改造,建成了“選礦綜合自動化系統”,該系統經過近三年的工業運行考核,确實達到了減員增效、提高精礦回收率的實際效果,并實現經營管理的精細化。
  解決方案:
  酒鋼選礦廠綜合自動化系統可以劃分為以下三個分系統:過程控制系統、多媒體計算機監視系統、生産執行系統。過程控制分系統針對選礦廠主工藝流程及相關輔助工序的工藝參數及設備進行控制。包括相關的儀表、電氣、計算機工藝過程監控系統及與管理層信息通訊接口的設計。過程控制系統的主要内容如下:
  原料篩分及輸送、礦石輸送與篩選生産工藝過程中主要設備的順序邏輯控制及自動布料、設備保護、信号聯絡;豎爐焙燒生産工藝過程的主要工藝參數的智能控制以及主要設備的順序邏輯控制和信号聯絡;選别生産工藝過程的主要工藝參數的優化控制以及主要設備的順序邏輯控制;精礦脫水及精礦輸送系統的主要工藝參數閉環控制及主要設備的順序邏輯控制和信号聯絡;工藝過程的畫面監控、各種相關信息的顯示與打印等。
  多媒體計算機監視系統針對選礦廠的關鍵設備、關鍵崗位進行遠程監視,在中心控制室可以監視整個生産流程中的主要設備與崗位,并可對有關攝像機的角度、方位、焦距進行遙控調整,同時這些圖像通過網絡彙總到廠調度室進行集中監控。
  生産執行系統以生産成本監控及生産調度為主,在對選礦生産過程中的物流、能源介質流、物料消耗、質量及設備進行管理的基礎上,實現生産成本的監控及生産調度的管理。
  該系統是在CIMS的總體框架下建立起來的,在其基礎自動化級建立控制站16個,監控點數達5000多點,檢測儀表達600多台,監控設備達570多台。整個綜合自動化系統通過設備網/控制網/以太網三級網絡體系,采用“EIC三電一體化”“管控一體化”集成技術構建起來。該自動化系統的成功投用,成為國内大型選礦生産綜合自動化系統的典範。
  效果分析:
  2001年由沈陽東大自動化有限公司設計的選礦綜合自動化系統,操作可以通過計算機來調整,設備啟停可以通過計算機來控制,系統自2003年3月份投運以來,金屬回收率從77.24%提高到79.25%,提高了2.01個百分點,精礦品位提高了0.57個百分點,豎爐台時從24.94T/H提高到25.62T/H,增加了0.7T/H,球磨二次磨礦細度強弱磁分别從72.98%、72.80%提高到75.90%和75.01%,提高了2.92%和2.21%;泵的運行周期提高了50%以上,閥門使用周期延長2倍以上,全廠節電725.40萬千瓦時/年。而且,通過多媒體監視系統和上位機來監控設備運行,利用各種檢測儀表對設備在線檢測,減輕了崗位勞動強度,提高了勞動生産率,達到了減員增效的目的。2004年底實現在使用自動化系統的崗位減員50%的目标。
  自動化控制系統運用于酒鋼選礦廠,極大地提高了選礦廠裝備水平,使酒鋼選礦廠一躍成為國内一流的自動化控制生産的選廠,對選礦廠産量、質量的提高起到了重要作用,也為酒鋼公司信息化、自動化建設總結了經驗。
  鑒定獲獎:
  (教育部科技進步一等獎,2013)
  以工程院院士李伯虎、孫傳堯、吳澄、孫優賢、王天然、封錫盛為首的鑒定委員會的鑒定意見中指出:“該項目工作量大,技術難度大,在大型選礦生産過程實現綜合自動化方面有重大突破,整體技術水平國際先進。在采用生産過程管理系統和過程控制系統兩層結構實現綜合生産指标優化的選礦過程綜合自動化系統、基于綜合生産指标的智能優化控制技術及選礦過程先進控制技術,及其在實現大型選礦生産過程全流程綜合自動化的應用方面處于國際領先水平”。