Дипломная работа: Автоматизированные системы управления производственно-технологическими процессами на ПАО ГМК «Норильский никель»

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
40
допустить подобную ситуацию, даже в самом худшем варианте течения
событий [26, 27].
2.2. Основные элементы автоматики и технологические процессы АСУ ТП
электролиза меди
Рассмотрим автоматизацию основных технологических процессов,
описанных в прошлом разделе:
Процесс непрерывной циркуляции электролита
Электролит находящийся в сборниках запасного электролита через
общий коллектор выкачивается центробежным насосом и подается на высоту
около 10 метров, к напорному баку. Напорный бак в свою очередь соединен с
каждой серией и процесс подачи электролита из него в серию осуществляется
за счет разной высоты сообщаемых сосудов. Мониторинг этого процесса
осуществляется за счет ультразвуковых датчиков уровня, за счет показаний с
этих датчиков оператор делает выводы о работе серии, если уровень в запасных
сборниках резко стал повышается, значит произошла остановка одного из
центробежных насосов, если уровень резко стал снижаться, произошел прорыв
трубопровода. Однако регулировка потока циркуляции каждой серии все равно
происходит вручную, по визуальной оценке, потока.
Нагрев электролита
По пути подачи электролита на напорный бак устанавливается
теплообменник, устройство с множеством полых трубок внутри, в который
непрерывно поступает нагретый до 150-200 градусов пар под давлением, а
через полые трубки поступает электролит, которые на выходе должен иметь
температуру 65 градусов. Отработанный конденсат из
теплообменника сливается в сборники конденсата, циркуляция пара таким
образом непрерывна, а излишки далее расходуются в других технологических
процессах. Этот процесс в силу его важности и сложности, пожалуй, самый
автоматизированный на производстве. Мониторинг температуры электролита
на выходе из теплообменника производится датчиками термопары. Давление
41
пара измеряется электронным манометром. Поток поступающего пара
регулируется автоматической задвижкой с пневмоприводном. Таким образом
алгоритм считывая показания этих трёх датчиков просчитывает оптимальное
положение вентиля, при котором температура будет точно соответствовать
назначенной, этот процесс происходит непрерывно в режиме реального
времени.
Процесс работы вакуумной линии
Вакуумный насос включают в работу только при чистке серии (последняя
выгрузка серии с уже сработанными анодами). Вакуумный насос через систему
трубопроводом выкачивает воздух из двух ресиверов (специальные емкости
для откачки электролита) создавая в них вакуум (разряженное давление),
давление в емкостях пытается компенсироваться и выкачивает жидкость из
заведенной в серию вакуумной линии. Важный момент для исключения забора
жидкости вакуумным насосом, по пути следования устанавливают специальные
влаг улавливатели (ловушки, не пропускающие жидкость). Процесс
регулируется датчиками давления на ресиверах и ультразвуковыми
уровнемерами чтобы исключить переполнение емкости и потерю давления
соответственно.
Процесс подачи воды
Главным образом техническая вода используется в работе промывочных
машин (специальные устройства для промывки катодов от электролита после
их из серии). Где важно поддержание уровня давления, нейтральный уровень
pH (ни щелочной и не кислый) и поддержания температуры воды в 85 градусов
Цельсия, что делает его самым "капризным" технологическим процессом в
цеху, не соблюдение хотя бы одного параметра ведет к автоматической
остановке всего механизма. Вода, подаваемая на промывочные машины, имеет
две стадии первая и вторая, каждая из стадий имеет свой сборник воды. Первая
самая "грязная" с точки зрения pH для первичной промывки и вторая
для окончательной чистовой промывки.
42
Давление каждой стадии также поддерживается центробежными
насосами, берущими воду из соответствующего своей стадии сборника.
Поддержание температуры происходит путем заведения трубопровода пара
напрямую в сборник, также с применением автоматического запорного
вентиля. Мониторинг процесса производится датчиками давления на каждой
стадии, ультразвуковыми уровнемерами на сборниках каждой стадии,
датчиками температуры и pH-метрами на выходе каждой стадии. Подача же
воды в сам цех не имеет никаких особенностей и регулируется обычной
запорной арматурой вручную в зависимости от нужд цеха.
Процесс подачи коллоидов и кислоты
Также для нормального течения технологического процесса требуется
постоянный мониторинг состава электролита, основные его составляющие это
медь, серная кислота и коллоиды (тио мочевина, технический клей и др.).
Процесс подачи коллоидов непрерывен и происходит в результате настройки
триммингов открытия и закрытия автоматических клапанов. Процесс
добавления кислоты раньше производился с также непрерывно с помощью
автоматических клапанов, но так как серная кислота очень агрессивна ко
многим видам материалов, подающие клапаны быстро изнашивались и
приходили в негодность. Сейчас процесс производится вручную с помощью
открытия на определенный период времени запорного вентиля, также
происходит и процесс уменьшения содержания меди, в электролит напрямую
добавляют воду (обычно это отработанная вода с промывочных машин из 1
стадии). Стоит отметить что все эти операции проводятся только с указания
оператора-технолога, после проведения им ручного химического анализа в
лаборатории. Контроль этих операций осуществляется с помощью
ультразвуковых уровнемеров на каждом сборнике добавляемого вещества и
автоматическими клапанами с повторяющимся алгоритмом закрытия-открытия
через настраиваемые промежутки времени. Более подробно в процесс подачи и
43
состава коллоидов вникнуть не удалось, за это отвечает отдельная независимая
служба и требует более обширных знания в области химии.
Откачивание сточных вод.
Вся система сточных вод объединена в общую систему, и расположена
под наклоном в одну общую точку, таким образом сточные воды одного цеха
никогда не смешаются со стоками другого цеха. В этой точке стоят
центробежные насосы откачивающие промышленные воды на очистную
установку, по пути следования на которую стоят pH-метры, что позволяет
вовремя реагировать на аварийные проливы электролита из серий в подвал, в
обычном режиме промводы проходят через фильтр-пресса, гасятся содовым
раствором при необходимости и обратно поступают в технические водоемы
медного завода. При аварийном проливе электролита, сточные воды также
фильтруются, но переводятся обратно в сборники запасного электролита, таким
образом даже самые серьезные аварии в цеху удается устранить без вреда для
окружающей среды. Контроль над сточными водами производится датчиками
уровня и pH-метрами, также выведенными на экран монитора оператора-
технолога. Процесс производится только при достижении определенного
уровня вод, дабы избежать работы вхолостую очистных установок и подающих
насосов.
Процесс отсекания излишнего электролита и фильтрация.
Процесс электролиза имеет также и побочные эффекты, влияющие на
состав электролита. Например, содержание меди в электролите постоянно
повышается, так как электролит является катализатором в процессе обмена
медью между анодом и катодом, в процессе электролиза медь остается и в нем.
Для этого в электролит по указанию оператора-технолога добавляется вода. Так
как процесс добавления коллоидом происходит регулярно, происходит
разбавление электролита без ущерба и остановки технологического процесса. В
результате непрерывного увеличения объема электролита, возникает
потребность в его отсекании, для этого в соседнем цеху установлены
44
специальные серии для обезземеливания электролита. Это серии со
свинцовыми анодами, в которые также завешена медная основа, электролит
циркулирует там непрерывно до полного обезземеливания, а затем
утилизируется. Для отсечки также используется циркуляционный насос.
Процесс строго контролируется расходомерами и непрерывно отсекает
излишки электролита поочередно у каждого из цехов. Также периодично
возникает потребность в фильтрации электролита из-за его зашламления
твердыми частицами меди и благородных металлов, процесс производится тем
же насосом что и отсечка электролита, только напор электролита направляют
на фильтр-пресса (на тонкие листы титана, натянута диафрагма из твердого
матерчатого материала) откуда уже отфильтрованный от твердых частиц
электролит возвращается обратно в сборники запасного электролита. Также
через фильтр-пресса проходят все сточные воды цеха, для удержания частиц
благородных металлов и не растворяемых частиц если требуется вернуть
электролит обратно в сборники при утечке.
Устройства применяемые в автоматизации производства ЦЭМ подобраны
с учётом всех особенностей химического производства, рассмотрев все
возможные открытые варианты рынка на текущий момент можно выделить
максимально подходящие требованиям агрессивной среды, вот их список:
Пневматический запорный клапан серии «МИУФ»
Это трубопроводная запорная арматура, предназначенная для работы в
агрессивной химической среде. Область применения устройства практически
не ограничена, может монтироваться в большинство видов технологических
трубопроводов, транспортирующих агрессивные летучие и стерильные
вещества (кислоты, щелочи, растворители, газообразные среды). Обладает
высокими параметрами герметичности и точности регулировки за счет
установки мембранных исполнительных механизмов. Также имеет небольшой
вес и габариты, прост в установке и эксплуатации. Скорость срабатывания
рабочего механизма составляет от 5 до 8 секунд. В особых случаях
Источник: https://baza.diplomsite.ru/previewfile/11377

Смотрите также:

Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_1-тема-СтрМетал
_1966(~1
_files_materials_5053_prog.ntr
_Антонян Ю.М., Сексуальные преступления. Чикатило и другие
_РГР № 1 (2)