【正文】 和還原窯爐技術及自動化控制技術、配料過程自動化控制技術，具備當今世界先進水平，在實現(xiàn)數(shù)字化管理、提高鎂合金生產(chǎn)過程的自動化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高資源的綜合利用、提高生產(chǎn)能力，實現(xiàn)增效節(jié)能，具有明顯的經(jīng)濟效益。本項目自控專業(yè)設計共包括煅燒車間、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。各車間設計內(nèi)容是根據(jù)工藝專業(yè)要求進行的。現(xiàn)場儀表選型以智能數(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算機控制系統(tǒng)進行控制。為適應現(xiàn)代鎂合金工藝技術的發(fā)展，根據(jù)鎂合金廠的實際情況，本設計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、過程監(jiān)控級二部分構成：過程控制級在本系統(tǒng)設計中，主要車間工序設計一套控制系統(tǒng)，由它來完成對車間生產(chǎn)過程及設備的監(jiān)視與控制。每套系統(tǒng)為一個監(jiān)控操作站。具有以下功能：顯示該工序運行信息整理、分析、存儲各工序的技術數(shù)據(jù)各種技術報表的統(tǒng)計、打印修改該工序的主要控制參數(shù)隨時調(diào)閱、打印各車間關鍵設備信息，如24小時運行曲線，操作記錄等工廠監(jiān)控級為方便生產(chǎn)管理、網(wǎng)絡管理，本系統(tǒng)設一個監(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。監(jiān)控工作站具有以下功能：接收監(jiān)控操作站發(fā)來的各工序實時運行信息接收操作人員錄入的各工序運行狀態(tài)信息，運行技術條件信息繪制各工序的主要技術參數(shù)歷史趨勢圖多功能數(shù)據(jù)處理工作平臺 根據(jù)企業(yè)的實際情況，監(jiān)控操作站特制定的如下設計原則，手自動分開、分布式控制、集中數(shù)據(jù)處理和參數(shù)設定。每個相對獨立的控制系統(tǒng)又分為手動、自動兩部分，該手動功能完全獨立于自動控制系統(tǒng)，手動操作可以滿足各工藝設備的基本運行需要，在自動設備檢修的情況下，也能保障正常的生產(chǎn)。在設計的電氣控制柜上，現(xiàn)場操作人員可根據(jù)需要選擇自動或手動兩種方式啟停相應的工藝設備，當選擇“手動”方式時，工藝設備不受計算機的控制，在人工干預的情況下生產(chǎn)。計算機自動控制：計算機上集中實現(xiàn)具體設備邏輯控制，如設備啟停、互鎖、設備狀態(tài)指示、報警等功能，在計算機中又分邏輯上的手自動，在邏輯自動狀態(tài)下，操作員只要設定的參數(shù)，設備即可自動按操作員工藝意圖來執(zhí)行；邏輯上的手動時，可以任意單獨啟動某一臺設備。分布式控制，由于控制設備比較分散，而且工藝不同，從經(jīng)濟和可靠上考慮我們國產(chǎn)DCS系統(tǒng)，每個工藝流程由單獨的DCS控制，其中某個設備的不正常運轉，不會影響到整個的生產(chǎn)，每臺設備的運行狀態(tài)全部進入計算機集中顯示和控制。為了保證系統(tǒng)的安全可靠運行，進行人機交互操作時，我們對系統(tǒng)進行相應的安全保護，不同用戶根據(jù)事先規(guī)定的用戶的使用權限和使用范圍允許或禁止其對系統(tǒng)某些部分的操作，每用戶都有相應的權限和登錄密碼，現(xiàn)場操作人員只要根據(jù)計算機上的中文提示，點擊相應操作按鈕和輸入數(shù)值，就可以完成設備啟停和參數(shù)設定，設備的當前運行狀態(tài)、故障報警，都可以生成報表并統(tǒng)計，供工藝員參考分析，以便拿出更好的生產(chǎn)方案。 各車間主要檢測內(nèi)容 煅燒車間：窯頭、窯尾溫度、壓力檢測；焦爐煤氣壓力、流量檢測；空氣壓力、流量、溫度檢測；煅燒帶溫度檢測；冷卻水斷流信號；各種料倉料位報警等。 制球車間：各種料倉料位檢測及料位報警。 還原車間：還原爐溫度檢測，焦爐煤氣、空氣壓力檢測；煤氣、空氣流量計量；蓄熱器前、后空氣溫度檢測以及空氣蓄熱前、后煙氣溫度檢測等。 精煉合金車間：鎂液溫度檢測；合金精煉爐爐膛溫度檢測及控制。 循環(huán)水系統(tǒng)：循環(huán)水池水位報警；冷、熱水池溫度以及循環(huán)水流量計量等。 焦爐煤氣：設壓力檢測，流量計量以及現(xiàn)場、室內(nèi)等環(huán)境煤氣含量超限報警等。 儀表選型 采用以DDZⅢ型電動單元組合儀表為主體的控制與檢測儀表，并配置其它類型的數(shù)字儀表與電動調(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。 控制室設置 在各車間均設控制室，并在合金精練車間，還原車間，煅燒車間設計計算站?？刂剖以O儀表盤，通過盤上儀表或屏幕顯示工藝參數(shù)，實現(xiàn)對現(xiàn)場運行狀態(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，設有流量、壓力、溫度計算機等檢測部門，負責全廠儀表的維護、檢修、校驗。保證全廠儀表的正常運行。熱力 本工程熱力設施包括：焦爐煤氣降壓站，鍋爐房，廠區(qū)熱力管網(wǎng)。 煤氣站 本項目焦爐煤氣來自臨近的焦化廠，由焦化廠負責供給并送到廠內(nèi)，因入廠的焦爐煤氣壓力高()，廠內(nèi)設焦爐煤氣降壓站一座。 焦爐煤氣降壓站內(nèi)設多級調(diào)壓系統(tǒng)兩套，其中一運一備。站內(nèi)還設有過濾器、安全水封等附屬設備。 鍋爐房 鍋爐房主要負責廠內(nèi)蒸汽噴射泵的蒸汽供應，此外用于焦爐煤氣管道的吹掃。 鍋爐房內(nèi)設額定蒸發(fā)量Q=12t/h蒸汽鍋爐一臺并設有鈉離子交換器等水處理設備。 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、凝結水管道、管道全部架空敷設。蒸汽管道、凝結水管道保溫材料采用巖棉管殼。機修 概述 年產(chǎn)10kt鎂合金廠，年需一般機械備件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)作關系，確定如下設計原則： ①生產(chǎn)所需的機械備件全部外協(xié)解決。②各類汽車的檢修外協(xié)解決，不建汽、柴油庫及加油站。③設還原罐回收車間，自制還原罐。④為保證生產(chǎn)正常運行，設檢修車間及各類倉庫。 還原罐回收車間 還原罐是皮江法煉鎂的主要消耗件，其壽命和價格直接影響鎂的生產(chǎn)成本，為降低成本設立還原罐回收車間，其主要任務是對廢舊還原罐進行重熔回收，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84m，內(nèi)設5t橋式起重機，軌頂標高7m，建筑面積1764m2。 檢修車間 主要負責全廠機械設備的檢修及日常維護；承擔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。 主要設備按配套選用金屬切削機床7臺，鍛壓設備2臺，電焊機5臺及部分修爐設備。 廠房建筑參數(shù)跨度15m，長85m，內(nèi)設3t單梁橋式起重機1臺，軌頂標高7m。建筑面積1275m2。 倉庫設施 本廠設立備品備件庫、金屬材料庫、耐火材料庫、綜合倉庫等，分別貯存各類物品。土建 設計依據(jù) ①本項目可研根據(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)國家地震局最新頒發(fā)《中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖》（GB183062001B1）；《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》（GB180632001A1）；，根據(jù)《山西省工程抗震設防裂度圖》蒲縣設防裂度為8度。 設計原則 ①遵循現(xiàn)行國家規(guī)范、規(guī)定、地方設計規(guī)程及習慣做法，在滿足工藝要求的前提下，盡量做到經(jīng)濟實用。②因地制宜合理選擇建筑材料并應有效地組織良好的自然通風和天然采光，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)達到協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，樹立良好的企業(yè)形象。 建筑結構形式 ①主要生產(chǎn)車間：單層廠房均采用彩瓦輕鋼屋架結構，廠房柱為預制鋼筋混凝土工字型柱、梁為T型吊車梁，基礎為獨立柱基礎，預制鋼筋混凝土基礎梁。多層廠房為搗制鋼筋混凝土框架結構，基礎暫定為獨立柱基礎，鋼筋混凝土基礎梁。②其它輔助建筑：采用搗制鋼筋混凝土框架結構、磚石混合結構或輕型鋼結構，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆、預制或輕鋼彩瓦屋面，基礎為獨立基礎或毛石帶形基礎。 建筑設計 墻體：圍護結構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，對不同車間采取相應的處理方法，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，并用不同顏色點綴以豐富立面，使全廠建筑達到統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的效果。工廠大門等民用建筑用劈離磚飾面。 防火設計：嚴格按照防火規(guī)范的各項規(guī)定，保證防火間距，疏散寬度，消防設施等符合規(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，對該車間室內(nèi)墻面、屋架、門窗等部分進行防腐處理。通風除塵 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，采用布袋除塵器進行收塵，其除塵效率在99%以上。 車間通風主要以自然通風為主，個別車間采用機械排風方式消除有害氣體或通風換氣。 空調(diào)設計煅燒車間、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　　　　　通風除塵主要設備表子項名稱系統(tǒng)通風除塵風量（m3/h）設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22000離心風機11 kW配電站、電修通風12000離心風機機修、爐修通風12000離心風機還原罐回收通風軸流風機15kW鍋爐房、浴室通風軸流風機中心化驗室通風軸流風機11kW計控室及儀表維修通風軸流風機倉庫通風軸流風機循環(huán)水通風軸流風機合計1環(huán)境保護本項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)，地勢較平坦。 工程概況 本工程為新建項目，擬建規(guī)模為10kt/a鎂合金。粗鎂制備工藝采用皮江法，燃料為焦爐煤氣。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、澆鑄新工藝。 環(huán)境保護 設計依據(jù)及采用標準 本項目以下列依據(jù)及標準進行設計： ①《建設項目環(huán)境保護管理辦法》（86）國環(huán)字第003號；②《建設項目環(huán)境保護設計規(guī)定》（87）國環(huán)字第002號；③《有色金屬工業(yè)環(huán)境保護設計技術規(guī)定》（YSJ01792）；④《輕金屬工業(yè)污染物排放標準》（GB491285）；⑤《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB1327191）；⑥《污水綜合排放標準》（GB897888）；⑦《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)定》（GBJ8785）；⑧《工業(yè)爐窯煙塵排放標準》（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窯煅燒、原料車間的球球磨、配料、壓球和物料運輸產(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 本項目的主要污染源有煅燒回轉窯、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備。 主要大氣污染物是粉塵與CO2； 廢水主要是零散設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、破碎機、風機等設備噪聲。 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，對三廢排放量少，對環(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國家排放的標準①煅燒節(jié)能型回轉窯煙氣：,長度L45m節(jié)能型回轉窯2臺，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臺節(jié)能型回轉窯設相同的余熱利用系統(tǒng)—豎式預熱器，預熱白云石，煙氣從窯尾進入豎式預熱器，煙氣溫度從600℃降到200℃以下，粉塵可被白云石吸附，煙氣可達標排放。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、制團的過程中，均產(chǎn)生粉塵，本工程采用袋式除塵系統(tǒng)，對其進行凈化，該車間設計有3個除塵系統(tǒng)，總排風量為35000Nm3/h。排塵濃度為150mg/m3，達到國家排放的標準要求。在設施方面，建成封閉式的生產(chǎn)聯(lián)動線，對所有粉塵污染點首先是密封，減少跑、冒、滴、漏，在此基礎上采取局部裝排塵罩，含塵空氣經(jīng)旋風收塵后可達標排放。③還原爐煙氣：本工程共設35罐還原爐20臺，煙氣量為2700Nm3/。使用焦爐煤氣作燃料，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℃，采用引風機經(jīng)煙囪排放，初步選擇30m高度煙囪，可達環(huán)保排放標準。④合金車間：鎂合金車間設6臺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,尾氣達標排放；熔融鎂合金出爐后在其鑄造過程中，為防止鎂氧化燃燒，N2的保護氣氛。⑵ 廢水 ①新水用量：本項目的新水用量為600m3/d。②循環(huán)水：為節(jié)約新水用量，減少