氧化铝生产流程SN.doc

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1、氧化铝生产流程中州铝厂：烧结法生产线（第一氧化铝厂）第一氧化铝厂控制系统有AB公司、ROCKWELL公司、Honeywell公司；企业与院校协作逐步优化氧化铝各工序操作控制，如料浆制备、沉降分离洗涤系统等。一车间：包括：铝土矿破碎、堆料、取料、输送：目前没有控制系统。二车间：生料磨制、料浆调配：正在上一套控制系统，采用美国AB公司的control logic 5000系统，包括6台原料磨及各倒料泵、调配槽，每两台磨为一套控制器，倒料泵及调配槽为一套控制器，四套控制器连成网。目前安装已经完成，还没有投入使用。三车间：熟料烧成、煤粉制备、熟料中碎、电收尘、风机螺旋：每台大窑上一套独立的控制器，有c

2、ontrol logic 5000系列，也有slc 500系列，包括大窑参数的显示、设备的启停，不包括煤磨系统，不包括饲料泵及电收尘的控制，包括部分饲料参数的显示。5、6#煤磨合上一套slc 500系统，对煤磨有关设备进行控制。14#煤磨仍然是常规仪表控制。四车间：熟料溶出、赤泥分离、赤泥洗涤：6台溶出磨上了三套control logic 5000控制系统，分离和洗涤仍然是常规仪表控制。五车间：粗液喂料泵、脱硅、叶滤硅渣及*：其中5组6组脱硅分别上了一套control logic 5000控制系统，1-4组脱硅为常规仪表控制，叶滤上了一套control logic 5000控制系统。六车间：碳

3、酸化分解、种子分解、氢铝过滤、母液蒸发：碳分上了一套slc 500控制系统，种分上了一套control logic 5000控制系统，5组6组蒸发分别上了一套TPS系统，1-4组蒸发为常规仪表控制。七车间：平盘过滤、焙烧：三台焙烧及三台平盘上了三套TPS系统。空压车间：石灰炉、二氧化碳站、高压站、低压站：5台石灰炉上了5套控制系统，有control logic 5000系统，也有slc 500系统。中州铝厂：30万吨选矿拜耳法生产线（第二氧化铝厂）选矿拜尔法流程国内首创，2004年初成功投产。在磨浮、高压溶出、赤泥分离洗涤、种分、蒸发工序上了5套TPS系统，另外选矿车间上了一套ABB公司con

4、trol logic 5000系统，矿浆调配上了一套Honeywell 公司HC900控制系统。目前正在做这些系统的联网工作。供矿：浮选矿法，中州铝厂生产药剂。14套视屏装置监视皮带、圆锥矿碎机。控制系统为ABB公司controllogic5000。原料制备：24套视屏装置监视4台格子磨等，2套模糊控制东大设计院开发（软件复杂），2套模糊控制计控室开发，设计的磨机负荷及矿浆密度参与控制，因引进芬兰的矿浆粒度分析仪不好用（易堵取样管），所以没实现完全模糊控制，计控室以后将改进并进一步优化控制。单管溶出：4个预脱硅槽、2个预脱硅加热槽、3台隔膜泵、9个溶出器、10个自蒸发器、13个加热器。蒸汽从1

5、、2级溶出器底部进入加热，3到9级溶出器利用余热加热，溶出器无搅拌机，溶出器内基本无结巴。13级碱液加热，后3级有结巴。检测控制少。调节阀用上海梁光厂（定位器为韩国YTC），蒸汽用气动调节阀，其他用电动调节阀，电动调节阀有时关不严及阀垫子易泄漏。用放射源料位计测自蒸发器料位。沉降洗涤：沉降槽中自动加中州铝厂生产的絮凝剂，测沉降槽中的泥层厚度用澳大利亚产界面仪（放射源测量，有时不准），底流液用密度计测密度（基本准确），部分阀门有泄漏。计控室以后将改进并进一步优化控制。分解系统；11套视屏装置监视现场设备，FLENDER立式过滤电机，ABB变频器，FISHER调节阀，KROHNE电磁流量计，E+H

6、密度计。蒸发系统：调节阀用FISHER公司产品，原液进口、1效、2效、3闪母液出口流量用调节阀，2-5效用变频泵控制液位，电导仪为ROSEMONT公司产，液位计用EJA差压变送器。焙烧炉：使用煤气作燃料，控制较先进，燃烧站为德国JASPER公司产，检漏阀有时关不严，阀门有腐蚀，压力测量仪表堵塞（需检修清理），烧嘴有时结巴（需检修清理），影响点火。AH仓料位检测用压力传感器，AH皮带称用SHENCK公司产品。用阿牛巴流量计测煤气流量，需检修清理。中州铝厂：特种氧化铝生产线（第三氧化铝厂）中州铝厂根据市场需求开发、生产了高白、细白、干白三大系列十多种特种氧化铝产品，促进了企业的多元化发展。控制系统

7、采用3套浙大中控的JX-300集散控制系统，工厂实行全自动化控制，3套系统通过主干网连网，部分参数网上共享，调度中心网可随时监视生产情况。平果铝厂：纯拜耳法生产线设计规模为年产65万吨精矿、30万吨氧化铝、10万吨电解铝，2003年形成年产85万吨氧化铝的生产规模。引进多个工业发达国家的先进技术和设备，同时拥有我国铝工业的最新科研成果，除矿石及原料堆场、部分输送没实现控制外，在高压溶出、分解、沉降、过滤、叶滤、蒸发和焙烧工段均采用美国FOXBORO公司的I/A集散控制系统，实现了工序的自动控制，每一台操作员站上都可以看到整个氧化铝流程中的工艺参数，受操作权限的限制，操作员只能进行本岗位的操作，

8、对于其它岗位只能观察，并在整个氧化铝生产流程中实现了联网，各控制系统都与分公司OA系统相连接。原料车间：矿石、燃料的堆取及部分输送和矿石均化为人工操作。立式石灰炉：石灰石和焦碳（或煤）皮带称配料（PLC控制、余姚产1台、托利多产1台）、炉体控制（1个炉顶温度、1个炉顶压力、4个预热带温度、4个煅烧带温度、4个冷却带温度、1个排灰温度、1个风机风压力、1个风机风流量，风机电机变频控制，出灰流量由调节阀控制；1期为工控机控制（AB公司PLC），2期为计算机系统控制（I/A系统）。3）化灰机用变频控制调节流量。4）料浆制备：有4组磨（每组1台棒磨机、1台球磨机），控制检测有10台山东潍坊皮带称配料、

9、母液流量计2台（FOXBORO公司产）、2台污水槽用雷达液位计（VEGA产）、6台温度巡检仪（棒及球磨机主电机、轴承、传动系统）、16台润滑油压力表、16个温度测点、16个进出料侧高低压压力继电器等，每组磨控制用1套三菱PLC。通过皮带称下料（石灰石和焦碳或煤）及风机风流量主要控制石灰炉煅烧带温度及冷却带温度，1期炉控制计划改为计算机系统控制（I/A系统），出灰电动阀改为气动阀。因焦碳价高，现主要用煤做燃料，部分检测的炉温较规定的高2及有小波动。料浆制备基本实现自动控制，没实现磨机负荷、料浆成分分析控制。溶出车间：无预脱硅工序，主要检测控制有：稀释槽及后槽、溶出前槽、热水槽用5台雷达料位计；新

10、蒸汽及二次蒸汽5台质量流量计（ROSEMONT公司）；冷却水用1台差压变送器，20台差压变送器（E+H公司）用于测量分离器、闪蒸槽、冷凝水罐、污水槽的液位；34台压力变送器（FOXBORO公司）用于测量压煮器、脉冲缓冲器、闪蒸槽、蒸汽管道的压力；60台压力表（econosto公司和上仪四厂）用于测量隔膜泵、压煮器、闪蒸槽、冷凝水罐、稀释槽的压力；2台出口冷凝水电导仪（ROSEMONT公司）；进脉冲缓冲器及进溶出后槽矿浆3台密度计用Cs137源，脉冲缓冲器6台料位开关用Co60源，第1到11级闪蒸槽料位为Cs137源，第12闪蒸槽料位为Co60源，放射仪表用德国BERTHOLD公司产品；46支铂

11、电阻（上仪十七厂）用于测量压煮器顶及冷凝水、单管冷凝水、二次蒸汽。控制阀有：10台气动碟阀调节阀用于新蒸汽及二次蒸汽流量控制，蒸汽及冷凝水压力和流量控制；12台气动偏心旋转调节阀用于进溶出溶液流量、溶出前槽的液位、闪蒸槽液位、冷凝水罐液位、从赤泥洗液流量、单管冷凝水流量、合格及不合格水槽液位，4台电磁开关阀用于进或出脉冲缓冲器的压缩空气流量。稀释槽液位用变频泵控制，上述控制阀为上仪七厂产。用I/A控制系统。RP分析系统为实验阶段。沉降车间：沉浆槽1组为5个，4个投用1个备用，4台卧式过滤机，4台立式过滤机，主要检测控制有：10支热电阻（川仪十七厂）用于测沉浆槽、粗液槽、*槽和热水槽温度，10台

12、雷达料位计（天津天威公司）用于测沉浆槽、粗液槽、*槽、石灰乳槽、苛化槽和热水槽料位，14台电磁流量计（FOXBORO公司）用于测赤泥浆液、粗液、碱性溶液和热水流量，8块压力表（上仪四厂）用于测赤泥浆液、粗液、碱性溶液压力，5台气动碟阀（上仪七厂）用于控制过滤粗液、碱性溶液和热水流量，5台扭矩变送器用于测耙机扭矩，液位控制用变频泵控制。分解车间：每组分解工序16支热电阻用于测分解槽分解液、热交换器循环水和浆液管出口温度，10台电磁流量计（FOXBORO公司）用于测*、母液、循环水、空压机和真空泵轴封水流量，8台电动调节阀（上仪七厂）控制循环水、蒸汽流量，10台雷达料位计用于测精种槽、母液槽、溢流

13、槽、碱液槽、热水槽和污水槽，1台密度计（Cs137源）测旋流器出口料浆密度，液位、流量控制用变频泵控制。分解系统的控制一般为单回路控制，没将分级的槽控制之间形成联锁控制。蒸发车间：16台差压变送器用于测1到6效、强制效蒸发器、冷凝水罐、闪蒸器液位，4台雷达料位计用于原液槽、合格水槽和污水槽液位，4台气动调节阀用于新蒸汽、1效料浆、2效料浆、6效料浆控制流量，2到6效、强制效蒸发器、原液槽、合格水槽和污水槽液位用变频泵控制，16支热电阻用于测1到6效、强制效蒸发器、冷凝水罐、闪蒸器及蒸汽温度，8台电磁流量计用于测蒸汽、蒸发器的原液和母液、冷凝水流量，2台电导仪用于测冷凝水电导率，3台密度计（Cs

14、137源）测原液、1效出口和强制效出口溶液密度。蒸发系统的控制比较高，强制效蒸发器的出料密度测量不好用，准备拆除此密度计。焙烧车间：16台压力变送器用于测P01、P02、P03、C01、C02、C03、C04、K01、K02、T11、T12、V19、煤气总管、真空泵、过滤的空气、热水泵、滤液泵、浆液泵、高压水泵、污水泵、新蒸汽的压力，6台差压变送器用于测A02、P04的流量，2台阿牛巴流量计用于测煤气流量，8台涡街流量计用于测K01、K02、过滤的压缩空气、新蒸汽的流量，8台电磁流量计用于测K01、K02冷却水、过滤的热水槽新水、氢氧化铝料浆泵出口流量，1台氢氧化铝皮带称（德国SHENCK公司

15、）、1台氧气分析仪（ROSEMOUNT公司）、1台CO分析仪(SATEKNIKAS公司)，11支热电偶测温，20支热电阻测温，4台气动调节阀控制过滤的新水和蒸汽，5台雷达液位计用于测母液槽、弱滤液槽、氢氧化铝浆液槽、污水槽液位，主风机电机、过滤的热水槽泵、氢氧化铝料浆泵、真空泵用变频控制。山西铝厂：140万吨混联法生产线一分厂（烧结法、拜耳法原料制备）：破碎、堆厂、翻车机、原燃料输送（一车间），化碱、原料磨、饲料机（二车间），卷扬、石灰炉（石灰炉车间），脱硅、压缩机；二分厂（烧结法生产线）：煤磨、喂料、烧成、冷却、收尘（三车间），中碎、分离、板式机（四车间），脱硅、串联泵、叶滤机（五车间）；洗

16、涤槽、压缩机（洗涤车间）；回水、接力泵、放料泵（赤泥车间）； 三分厂（拜尔法生产线）：老蒸发组组（七车间）；四蒸发、原液槽、调配、五蒸发（蒸发车间）；仪表空压站、荷兰泵、脱硅、系列系列（八车间）、沉降、絮凝剂、过滤、叶滤； 四分厂（烧结法、拜耳法）：种子分解、立盘过滤、袋滤机（种分车间），1#焙烧炉、仪表空压站、平盘过滤机（焙烧一车间），2#3#焙烧炉、平盘过滤机、浓相输送（焙烧二车间），种分过滤、*降温、碳分、砂状碳分（六车间）； DCS的应用基本上集中在拜尔法生产部分。烧结法生产部分和其它工序中，目前从过程检测到自动控制的整体水平仍很低，少数工序中检测技术比较成熟，而洗涤、老蒸发等工序由于

17、结疤等问题检测手段与自动化水平均很低；拜耳法生产部分尽管整体上比烧结法高，但在第四蒸发、碱液调配等环节仍存在自动化的空白。整体上看目前基本实现了车间、工序级的自动控制并能正常运行的工序有：空压站、蒸发、分解和碳分、种分、氢氧化铝焙烧；3#熟料窑、高压溶出、两组五蒸发、原料磨采用Foxboro公司的I/A 系统；*制备（42m沉降、过滤、叶滤）采用Emerson公司的DeltaV系统；种分、碳分、袋滤机、焙烧炉采用Honeywell公司的TPS与PKS系统。在建的系统有：6#石灰炉系统、全厂调度网络系统等。山西铝厂：扩建80万吨氧化铝厂拜尔法线一车间：原燃料卸车及堆场、石灰烧制、石灰乳制备、第一

18、分析站；二车间：原矿浆磨制、预脱硅、溶出、酸洗系统；三车间：赤泥沉降分离洗涤、赤泥输送、赤泥、灰渣堆场、叶滤；四车间：种子分解、种子过滤及*降温、种母精滤、母液蒸发、第二分析站；五车间：氢氧化铝过滤、氢氧化铝焙烧、氧化铝储运。 2005年建成。以原料磨、蒸发、高压溶出、种子分解、焙烧为核心的五大部分流程全部采用Foxboro公司的I/A 系统。原料输送、石灰窑、氧化铝储运采用AB公司的PLC小系统。石灰窑和焙烧炉燃烧站采用SIEMENS公司S7-300 PLC系统，并分别以PROFIBUS-DP和MODBUS通讯接口方式直接接入DCS。郑州铝厂：联合法郑州铝厂氧化铝生产为拜尔法和烧结法生产工艺

19、生产，控制设备种类较多，检控点12000多个,控制系统为美国Honeywell公司产品：TDC-3000、PKS、PLANTSCAPE SCADA系统，用PLC有三菱、ABB、Honeywell、SIEMENS公司产品。具有分公司、分厂、车间控制室三级网络，通过现场的PLC、DCS、PC、重点岗位、各级调度等互相连接。计量仪表：皮带称：南京华普、申克、托利多公司，效果较好；汽车、火车衡器：托利多公司；焙烧炉天然气：上海横河涡街流量计；水、料浆：上海横河及E+H电磁流量计；风、蒸汽：上海横河涡街流量计、孔板流量计。原燃料堆场和料浆制备的检测和控制一般，压力和温度仪表故障多一些。管道化溶出：矿浆和

20、料浆用密度计测量较好。沉降洗涤及分解的检测和控制一般，料位及流量仪表故障多一些。蒸发系统：调节阀用上海梁光厂（定位器为韩国YTC），原液进口、1效、2效、3闪母液出口流量用调节阀，2-5效用变频泵控制液位，电导仪为ROSEMONT公司产，液位计用EJA差压变送器。焙烧炉：使用天然气作燃料，控制较先进，燃烧站为oilon公司产，检漏阀有时关不严，影响点火。AH仓料位检测用压力传感器，AH皮带称用SHENCK公司产品。一氧化碳和氧气分析仪取样部分易堵，清理频繁。鲁能晋北铝业：期拜尔法规划首先建成拜耳法生产线，再增加浮选法选矿，最后建设烧结法，形成串联法生产。全厂原矿浆磨制（棒、球二段磨）、压煮溶出

21、、拜耳法赤泥（含絮凝剂制备、赤泥外排）、种子分解（含*降温、种子过滤）、母液蒸发、氢氧化铝过滤及焙烧六大DCS系统采用SIMENS公司PCS7系统，原料堆厂、空压站、石灰消化、石灰破碎、氧化铝储运、全厂循环水、水厂7套SIMENS PLC分别就近接入各DCS。全厂所有马达控制单元、变频器、部分电磁阀以PROFIBUS-DP通讯接口方式直接接入DCS。规划全厂设一个中央操作控制室和若干个区域操作控制室，由中央操作控制室与区域操作控制室联网，带动60多个子系统，把指令传达给各区域操作控制室，指导和控制生产的全过程。三门峡开曼铝业：拜耳法全厂原矿浆磨制、压煮溶出、种子分解、母液蒸发、氢氧化铝过滤及焙

22、烧五大DCS系统采用Rockwell公司ControlLogix系统，系统单一，连网方便，但过程仪表特别是部分变送器、执行器等问题较多。国内氧化铝生产企业过程控制应用起步较晚，直至八十年代自动检测和自动控制设备才开始在我国氧化铝生产中逐渐采用。特别是烧结法工序许多都具有高温、高压、易结巴、易磨损、易堵塞等环境，部分工序具有多变量、强藕合、强非线性、难检测的特点，测控仪表水平亟待提高。应逐步采用先进的检测、分析设备和控制管理系统，采用生产目标的过程优化设定技术、智能建模技术、故障诊断与预备技术、生产过程信息集成技术等，达到优化生产控制管理。山东铝厂和郑州铝厂近年与有关单位合作，在原料磨制及配料过程中采用中子活化分析技术，进行生料浆组份的在线分析，取得了较好的应用效果。山西铝厂在蒸发母液环节引进匈牙利FL系列铝酸钠溶液在线分析仪获得成功。一些非接触式的一次检测仪表如红外测温仪、放射性密度计等在国内各大氧化铝厂也获得了较广泛的应用。贵铝、郑铝、焦作未来等企业应用郑州某公司利用吹气法检测原理开发的泥层检测器，在线测量沉降、洗涤自动控制的关键参数底流密度及各个层的密度、高度，效果良好。近年来，随着计算机网络技术的迅猛发展，国内部分氧化铝厂也加快了全厂网络设施的建设步伐，提高了生产过程的自动化水平和管理效率，取得了较好的经济效益。