【正文】 和還原窯爐技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)、配料過程自動(dòng)化控制技術(shù)，具備當(dāng)今世界先進(jìn)水平，在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理、提高鎂合金生產(chǎn)過程的自動(dòng)化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高資源的綜合利用、提高生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)增效節(jié)能，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。本項(xiàng)目自控專業(yè)設(shè)計(jì)共包括煅燒車間、制球車間、還原車間、精煉合金車間、循環(huán)水系統(tǒng)以及儀表維修室等工程。各車間設(shè)計(jì)內(nèi)容是根據(jù)工藝專業(yè)要求進(jìn)行的?，F(xiàn)場(chǎng)儀表選型以智能數(shù)字儀表為主，并配置其它類型數(shù)字儀表及控制裝置。為加強(qiáng)操作與管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量，在還原車間，煅燒車間、配料制球車間采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。為適應(yīng)現(xiàn)代鎂合金工藝技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)鎂合金廠的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用的分布式控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)留有與工廠管理網(wǎng)絡(luò)的接口，以備將來的全廠管理現(xiàn)代化。系統(tǒng)由過程控制級(jí)、過程監(jiān)控級(jí)二部分構(gòu)成：過程控制級(jí)在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要車間工序設(shè)計(jì)一套控制系統(tǒng)，由它來完成對(duì)車間生產(chǎn)過程及設(shè)備的監(jiān)視與控制。每套系統(tǒng)為一個(gè)監(jiān)控操作站。具有以下功能：顯示該工序運(yùn)行信息整理、分析、存儲(chǔ)各工序的技術(shù)數(shù)據(jù)各種技術(shù)報(bào)表的統(tǒng)計(jì)、打印修改該工序的主要控制參數(shù)隨時(shí)調(diào)閱、打印各車間關(guān)鍵設(shè)備信息，如24小時(shí)運(yùn)行曲線，操作記錄等工廠監(jiān)控級(jí)為方便生產(chǎn)管理、網(wǎng)絡(luò)管理，本系統(tǒng)設(shè)一個(gè)監(jiān)控工作站。監(jiān)控工作站與各工序監(jiān)控操作站之間通過以太網(wǎng)相互聯(lián)絡(luò)。監(jiān)控工作站具有以下功能：接收監(jiān)控操作站發(fā)來的各工序?qū)崟r(shí)運(yùn)行信息接收操作人員錄入的各工序運(yùn)行狀態(tài)信息，運(yùn)行技術(shù)條件信息繪制各工序的主要技術(shù)參數(shù)歷史趨勢(shì)圖多功能數(shù)據(jù)處理工作平臺(tái) 根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，監(jiān)控操作站特制定的如下設(shè)計(jì)原則，手自動(dòng)分開、分布式控制、集中數(shù)據(jù)處理和參數(shù)設(shè)定。每個(gè)相對(duì)獨(dú)立的控制系統(tǒng)又分為手動(dòng)、自動(dòng)兩部分，該手動(dòng)功能完全獨(dú)立于自動(dòng)控制系統(tǒng)，手動(dòng)操作可以滿足各工藝設(shè)備的基本運(yùn)行需要，在自動(dòng)設(shè)備檢修的情況下，也能保障正常的生產(chǎn)。在設(shè)計(jì)的電氣控制柜上，現(xiàn)場(chǎng)操作人員可根據(jù)需要選擇自動(dòng)或手動(dòng)兩種方式啟停相應(yīng)的工藝設(shè)備，當(dāng)選擇“手動(dòng)”方式時(shí)，工藝設(shè)備不受計(jì)算機(jī)的控制，在人工干預(yù)的情況下生產(chǎn)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制：計(jì)算機(jī)上集中實(shí)現(xiàn)具體設(shè)備邏輯控制，如設(shè)備啟停、互鎖、設(shè)備狀態(tài)指示、報(bào)警等功能，在計(jì)算機(jī)中又分邏輯上的手自動(dòng)，在邏輯自動(dòng)狀態(tài)下，操作員只要設(shè)定的參數(shù)，設(shè)備即可自動(dòng)按操作員工藝意圖來執(zhí)行；邏輯上的手動(dòng)時(shí)，可以任意單獨(dú)啟動(dòng)某一臺(tái)設(shè)備。分布式控制，由于控制設(shè)備比較分散，而且工藝不同，從經(jīng)濟(jì)和可靠上考慮我們國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)，每個(gè)工藝流程由單獨(dú)的DCS控制，其中某個(gè)設(shè)備的不正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)影響到整個(gè)的生產(chǎn)，每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)全部進(jìn)入計(jì)算機(jī)集中顯示和控制。為了保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，進(jìn)行人機(jī)交互操作時(shí)，我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的安全保護(hù)，不同用戶根據(jù)事先規(guī)定的用戶的使用權(quán)限和使用范圍允許或禁止其對(duì)系統(tǒng)某些部分的操作，每用戶都有相應(yīng)的權(quán)限和登錄密碼，現(xiàn)場(chǎng)操作人員只要根據(jù)計(jì)算機(jī)上的中文提示，點(diǎn)擊相應(yīng)操作按鈕和輸入數(shù)值，就可以完成設(shè)備啟停和參數(shù)設(shè)定，設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警，都可以生成報(bào)表并統(tǒng)計(jì)，供工藝員參考分析，以便拿出更好的生產(chǎn)方案。 各車間主要檢測(cè)內(nèi)容 煅燒車間：窯頭、窯尾溫度、壓力檢測(cè)；焦?fàn)t煤氣壓力、流量檢測(cè)；空氣壓力、流量、溫度檢測(cè)；煅燒帶溫度檢測(cè)；冷卻水?dāng)嗔餍盘?hào)；各種料倉(cāng)料位報(bào)警等。 制球車間：各種料倉(cāng)料位檢測(cè)及料位報(bào)警。 還原車間：還原爐溫度檢測(cè)，焦?fàn)t煤氣、空氣壓力檢測(cè)；煤氣、空氣流量計(jì)量；蓄熱器前、后空氣溫度檢測(cè)以及空氣蓄熱前、后煙氣溫度檢測(cè)等。 精煉合金車間：鎂液溫度檢測(cè)；合金精煉爐爐膛溫度檢測(cè)及控制。 循環(huán)水系統(tǒng)：循環(huán)水池水位報(bào)警；冷、熱水池溫度以及循環(huán)水流量計(jì)量等。 焦?fàn)t煤氣：設(shè)壓力檢測(cè)，流量計(jì)量以及現(xiàn)場(chǎng)、室內(nèi)等環(huán)境煤氣含量超限報(bào)警等。 儀表選型 采用以DDZⅢ型電動(dòng)單元組合儀表為主體的控制與檢測(cè)儀表，并配置其它類型的數(shù)字儀表與電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，并在合金精練車間，煅燒車間，還原車間采用了工業(yè)控制機(jī)。 控制室設(shè)置 在各車間均設(shè)控制室，并在合金精練車間，還原車間，煅燒車間設(shè)計(jì)計(jì)算站?？刂剖以O(shè)儀表盤，通過盤上儀表或屏幕顯示工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視與操作。 儀表維修室 儀表維修室面積約320m2，儀表維修室，設(shè)有流量、壓力、溫度計(jì)算機(jī)等檢測(cè)部門，負(fù)責(zé)全廠儀表的維護(hù)、檢修、校驗(yàn)。保證全廠儀表的正常運(yùn)行。熱力 本工程熱力設(shè)施包括：焦?fàn)t煤氣降壓站，鍋爐房，廠區(qū)熱力管網(wǎng)。 煤氣站 本項(xiàng)目焦?fàn)t煤氣來自臨近的焦化廠，由焦化廠負(fù)責(zé)供給并送到廠內(nèi)，因入廠的焦?fàn)t煤氣壓力高()，廠內(nèi)設(shè)焦?fàn)t煤氣降壓站一座。 焦?fàn)t煤氣降壓站內(nèi)設(shè)多級(jí)調(diào)壓系統(tǒng)兩套，其中一運(yùn)一備。站內(nèi)還設(shè)有過濾器、安全水封等附屬設(shè)備。 鍋爐房 鍋爐房主要負(fù)責(zé)廠內(nèi)蒸汽噴射泵的蒸汽供應(yīng)，此外用于焦?fàn)t煤氣管道的吹掃。 鍋爐房?jī)?nèi)設(shè)額定蒸發(fā)量Q=12t/h蒸汽鍋爐一臺(tái)并設(shè)有鈉離子交換器等水處理設(shè)備。 廠區(qū)熱力管網(wǎng) 廠區(qū)熱力管網(wǎng)包括煤氣管道、蒸汽管道、凝結(jié)水管道、管道全部架空敷設(shè)。蒸汽管道、凝結(jié)水管道保溫材料采用巖棉管殼。機(jī)修 概述 年產(chǎn)10kt鎂合金廠，年需一般機(jī)械備件260t（其中加工件170t），生產(chǎn)消耗件1964t。為節(jié)省投資，充分利用周邊的協(xié)作關(guān)系，確定如下設(shè)計(jì)原則： ①生產(chǎn)所需的機(jī)械備件全部外協(xié)解決。②各類汽車的檢修外協(xié)解決，不建汽、柴油庫(kù)及加油站。③設(shè)還原罐回收車間，自制還原罐。④為保證生產(chǎn)正常運(yùn)行，設(shè)檢修車間及各類倉(cāng)庫(kù)。 還原罐回收車間 還原罐是皮江法煉鎂的主要消耗件，其壽命和價(jià)格直接影響鎂的生產(chǎn)成本，為降低成本設(shè)立還原罐回收車間，其主要任務(wù)是對(duì)廢舊還原罐進(jìn)行重熔回收，制作新的還原罐供生產(chǎn)用。廠房建筑參數(shù)主跨15m，副跨6m，長(zhǎng)84m，內(nèi)設(shè)5t橋式起重機(jī)，軌頂標(biāo)高7m，建筑面積1764m2。 檢修車間 主要負(fù)責(zé)全廠機(jī)械設(shè)備的檢修及日常維護(hù)；承擔(dān)全廠種各類管道的維修；部分生產(chǎn)工具的制作；各類爐窯的修理及日常維護(hù)。 主要設(shè)備按配套選用金屬切削機(jī)床7臺(tái)，鍛壓設(shè)備2臺(tái)，電焊機(jī)5臺(tái)及部分修爐設(shè)備。 廠房建筑參數(shù)跨度15m，長(zhǎng)85m，內(nèi)設(shè)3t單梁橋式起重機(jī)1臺(tái)，軌頂標(biāo)高7m。建筑面積1275m2。 倉(cāng)庫(kù)設(shè)施 本廠設(shè)立備品備件庫(kù)、金屬材料庫(kù)、耐火材料庫(kù)、綜合倉(cāng)庫(kù)等，分別貯存各類物品。土建 設(shè)計(jì)依據(jù) ①本項(xiàng)目可研根據(jù)甲方委托書，各專業(yè)提供的工藝條件。 ②生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)特征：本工程生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)鎂合金10kt，主要生產(chǎn)車間由煅燒車間、制球車間、還原車間、合金車間構(gòu)成。③廠區(qū)自然條件：詳見總圖專業(yè)。 ：擬建廠區(qū)為礦區(qū)。 ：地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度。 ：蒲縣地表大部為第四系黃所土覆蓋?？v觀其地貌特征為中等切割至輕微的低山丘陵型，由一系列黃土梁、沖溝組成的典型的黃土侵蝕型地貌，區(qū)域地貌溝谷發(fā)育，地基土主要同濕陷性黃土和粉土組成，各地層均成層狀產(chǎn)出，層面近于水平。本區(qū)地下水深埋大于50米，地層為不液化土層。根據(jù)國(guó)家地震局最新頒發(fā)《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》（GB183062001B1）；《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》（GB180632001A1）；，根據(jù)《山西省工程抗震設(shè)防裂度圖》蒲縣設(shè)防裂度為8度。 設(shè)計(jì)原則 ①遵循現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范、規(guī)定、地方設(shè)計(jì)規(guī)程及習(xí)慣做法，在滿足工藝要求的前提下，盡量做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用。②因地制宜合理選擇建筑材料并應(yīng)有效地組織良好的自然通風(fēng)和天然采光，為工人創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。③做好廠區(qū)建筑環(huán)境處理，包括型體、色彩，使廠區(qū)達(dá)到協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，樹立良好的企業(yè)形象。 建筑結(jié)構(gòu)形式 ①主要生產(chǎn)車間：?jiǎn)螌訌S房均采用彩瓦輕鋼屋架結(jié)構(gòu)，廠房柱為預(yù)制鋼筋混凝土工字型柱、梁為T型吊車梁，基礎(chǔ)為獨(dú)立柱基礎(chǔ)，預(yù)制鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁。多層廠房為搗制鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)暫定為獨(dú)立柱基礎(chǔ)，鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁。②其它輔助建筑：采用搗制鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、磚石混合結(jié)構(gòu)或輕型鋼結(jié)構(gòu)，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆、預(yù)制或輕鋼彩瓦屋面，基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)或毛石帶形基礎(chǔ)。 建筑設(shè)計(jì) 墻體：圍護(hù)結(jié)構(gòu)370厚多孔磚墻，框架填充墻用240及200厚空心磚墻。 屋面：一般屋面做有組織排水及保溫隔熱處理。 樓地面：根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)不同車間采取相應(yīng)的處理方法，但都要求做到耐久、易清掃、符合生產(chǎn)工藝的要求。 粉刷：車間外墻用涂料飾面，并用不同顏色點(diǎn)綴以豐富立面，使全廠建筑達(dá)到統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的效果。工廠大門等民用建筑用劈離磚飾面。 防火設(shè)計(jì)：嚴(yán)格按照防火規(guī)范的各項(xiàng)規(guī)定，保證防火間距，疏散寬度，消防設(shè)施等符合規(guī)范要求。 地面排水：為防止雨水倒灌，各建筑物根據(jù)不同的使用功能，相應(yīng)調(diào)整室內(nèi)外高差，保證室外排水暢通。 防腐：根據(jù)精煉車間有腐蝕氣體的特點(diǎn)，對(duì)該車間室內(nèi)墻面、屋架、門窗等部分進(jìn)行防腐處理。通風(fēng)除塵 工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生白云石、煅燒白云石、硅鐵等粉塵、氯鹽等有害氣體和生華物。 生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的粉塵，采用布袋除塵器進(jìn)行收塵，其除塵效率在99%以上。 車間通風(fēng)主要以自然通風(fēng)為主，個(gè)別車間采用機(jī)械排風(fēng)方式消除有害氣體或通風(fēng)換氣。 空調(diào)設(shè)計(jì)煅燒車間、還原車間等控制室需空調(diào)，為一般舒適性空調(diào)，由于面積小且分散，故采用分體式空調(diào)器，空調(diào)功率約10kW。表10－1　　　　　通風(fēng)除塵主要設(shè)備表子項(xiàng)名稱系統(tǒng)通風(fēng)除塵風(fēng)量（m3/h）設(shè)備功率備注煅燒車間~41000玻纖布袋除塵器150kW制球車間P1P22520075100布袋除塵器布袋除塵器65kW精煉車間通風(fēng)22000離心風(fēng)機(jī)11 kW配電站、電修通風(fēng)12000離心風(fēng)機(jī)機(jī)修、爐修通風(fēng)12000離心風(fēng)機(jī)還原罐回收通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)15kW鍋爐房、浴室通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)中心化驗(yàn)室通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)11kW計(jì)控室及儀表維修通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)倉(cāng)庫(kù)通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)循環(huán)水通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)合計(jì)1環(huán)境保護(hù)本項(xiàng)目位于山西省蒲縣太林鄉(xiāng)西開府村。蒲縣位于呂梁山南部，東經(jīng)111176。16′45″111176。17′46″與北緯36176。15′36″36176。16′36″之間。廠址為山區(qū)，地勢(shì)較平坦。 工程概況 本工程為新建項(xiàng)目，擬建規(guī)模為10kt/a鎂合金。粗鎂制備工藝采用皮江法，燃料為焦?fàn)t煤氣。合金生產(chǎn)工藝采用短流程工藝熔化、合金化、攪拌、精煉、取渣、氣體保護(hù)、澆鑄新工藝。 環(huán)境保護(hù) 設(shè)計(jì)依據(jù)及采用標(biāo)準(zhǔn) 本項(xiàng)目以下列依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)： ①《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理辦法》（86）國(guó)環(huán)字第003號(hào)；②《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定》（87）國(guó)環(huán)字第002號(hào)；③《有色金屬工業(yè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（YSJ01792）；④《輕金屬工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB491285）；⑤《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB1327191）；⑥《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB897888）；⑦《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)定》（GBJ8785）；⑧《工業(yè)爐窯煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB907888）。 主要污染源與主要污染物污染源與污染物主要來自回轉(zhuǎn)窯煅燒、原料車間的球球磨、配料、壓球和物料運(yùn)輸產(chǎn)生的粉塵、還原爐煙氣等。三廢治理詳見表81。環(huán)保投資見表82 本項(xiàng)目的主要污染源有煅燒回轉(zhuǎn)窯、還原爐、精煉爐，另外還有物料輸送、磨粉、壓球、裝料和出爐鑄錠等設(shè)備。 主要大氣污染物是粉塵與CO2； 廢水主要是零散設(shè)備冷卻水與生活污水； 廢渣有還原爐渣、精煉爐渣和煤渣； 噪聲主要是球磨機(jī)、破碎機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備噪聲。 控制污染的初步方案⑴ 廢氣及粉塵治理該鎂廠采用硅法煉鎂，對(duì)三廢排放量少，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害性少，其主要污染物為粉塵、二氧化硫。本工程對(duì)工業(yè)過程中，排放的有害均采取有效的治理措施，使其污染物的排放達(dá)國(guó)家排放的標(biāo)準(zhǔn)①煅燒節(jié)能型回轉(zhuǎn)窯煙氣：,長(zhǎng)度L45m節(jié)能型回轉(zhuǎn)窯2臺(tái)，其煙氣量約為14000Nm3/，煙氣離開窯尾溫度約600℃，含有煅白粉塵，煙氣主要成份為燃料燃燒及白云石分解產(chǎn)生的CO2，隨助燃空氣代入的N2及少量不完全燃燒的CO。2臺(tái)節(jié)能型回轉(zhuǎn)窯設(shè)相同的余熱利用系統(tǒng)—豎式預(yù)熱器，預(yù)熱白云石，煙氣從窯尾進(jìn)入豎式預(yù)熱器，煙氣溫度從600℃降到200℃以下，粉塵可被白云石吸附，煙氣可達(dá)標(biāo)排放。②原料車間原料車間在硅鐵的破碎、輸送，煅白的球磨及輸送及配料、制團(tuán)的過程中，均產(chǎn)生粉塵，本工程采用袋式除塵系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行凈化，該車間設(shè)計(jì)有3個(gè)除塵系統(tǒng)，總排風(fēng)量為35000Nm3/h。排塵濃度為150mg/m3，達(dá)到國(guó)家排放的標(biāo)準(zhǔn)要求。在設(shè)施方面，建成封閉式的生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)線，對(duì)所有粉塵污染點(diǎn)首先是密封，減少跑、冒、滴、漏，在此基礎(chǔ)上采取局部裝排塵罩，含塵空氣經(jīng)旋風(fēng)收塵后可達(dá)標(biāo)排放。③還原爐煙氣：本工程共設(shè)35罐還原爐20臺(tái)，煙氣量為2700Nm3/。使用焦?fàn)t煤氣作燃料，煙氣主要成份為CON2及少量CO，還原爐煙氣離爐溫度不低于200℃，采用引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排放，初步選擇30m高度煙囪，可達(dá)環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。④合金車間：鎂合金車間設(shè)6臺(tái)3噸鎂合金熔煉爐，交替使用，熔煉爐煙氣含微量的SO2與氯化物，煙氣量為1500Nm3/h，經(jīng)石灰乳洗滌,尾氣達(dá)標(biāo)排放；熔融鎂合金出爐后在其鑄造過程中，為防止鎂氧化燃燒，N2的保護(hù)氣氛。⑵ 廢水 ①新水用量：本項(xiàng)目的新水用量為600m3/d。②循環(huán)水：為節(jié)約新水用量，減少