石灰窑电气设计

中图分类号:UDC：图书馆收藏 密级：编号：1331毕业设计（石灰窑电气蒋晓设计 ）专业名称：建筑电气工程技术班级：建电08-2学制:3年学号：0860213210学历层次：专 科指导教师：李德路评阅人：论文（设计）提交日期：2011年6月20日论文（设计）答辩日期：2011年6月20日江苏建筑职业技术学院二O年六月二十日毕业设计成绩评定书专业、班级 建电08-2 姓名 蒋晓 日期2011年6月201、设计题目2、设计指导教师（签名）3、 设计评阅人（签名）评阅日期4、评定意见及成绩2011年6月20日中文摘要中天钢铁集团有限公司新建2座活性石灰（白云灰）窑以满足 炼钢及烧结对石灰的需求，石灰窑额定产量为2座600t/d,白云灰 额定产量为2座600t/d。石灰窑的建设标准是先进、可靠、各种指 标先进，无公害、环保。为有效使用高炉煤气，大幅降低石灰窑的生产 单耗，节约燃 料，同时提高石灰质量，降低NOx排放量，中天钢铁集团有限公司 决定对该项目石灰窑采用活性石灰竖窑技术，并提高石灰窑的控制 水平，使新建设的石灰窑在各项热工和控制指标上成为一台具有国 内先进技术水平的石灰窑。北京嘉永会通能源科技有限公司（简称：GGST公司）是一家专 业从事活性石灰窑技术研究、开发、推广及实施应用的技术工程公 司，愿以多年的研发成果和实施经验，结合中天钢铁集团有限公司 丰富知识一同将该项目建设成为经济、可靠、国内技术先进的石灰 窑工程。本设计主要阐述了此工程各系统电气设计的控制运行和工艺流 程，怎么实现对石灰窑各个现场操作设备的电气控制，以及石灰窑 生产运行的电气控制。关键字：石灰窑，电气控制，工艺流程1.设计说明11.1设计依据：11.2支柱冷却风机由业王提供应急电源11.3低压配电柜11.4启动方式12工艺过程简述 22.1环形双膛石灰窑的装料 22.2窑膛加料、煅烧、出料工艺流程22.2.1 加料22.2.2 煅烧22.2.3 出料22.3成品贮存33.设备运行负荷计算43.1 2#窑负荷计算书43.2 1#窑负荷计算书54石灰窑电气、仪表自动化系统 84.1传动及供电（该部分增加变压器配置的相关描述） 84.1.1电气设备的适用规范84.1.2技术条件84.1.3低压供电系统94.1.4操作设备114.2仪表控制系统124.2.1温度控制124.2.2窑顶压力的调节 144.2.3加压机房内CO含量检测报警154.2.4换向阀控制功能 154.2.5仪控安全保护系统 164.3石灰窑计算机控制系统184.3.1控制系统的结构184.3.2控制系统主要元件配置清单184.4监控功能194.4.1流程图监控功能194.4.2实时趋势监视功能204.4.3参数操作、调整功能214.4.4报警管理功能214.4.5历史数据管理功能214.5主要现场仪表及电气件选型 225.上料系统255.1上料卷扬机：255.2运行电气控制256成品卸料系统266.1卸料设备266.2成品系统267、空气鼓风机站277.1助燃空气风机277.2石灰冷却空气风机277.3喷枪冷却空气风机287.4支柱冷却风机287.5风机房用过滤器298. 安全措施308.1安全措施308.1.1防火、防爆措施： 308.1.2电气安全措施： 308.2防护安全措施：30小结32参考文献33致谢341.设计说明1.1设计依据:设备生产厂家提供的资料；相关的主要规范，标准：供配电系统设计规范低压配电设计规范10KV及以下变电所设计规范通用用电设备配电设计规范电气装置的电测量仪表装置设计规范1.2支柱冷却风机由业主提供应急电源在突然停电的情况下能够自动切换到应急电源运行。13低压配电柜采用GGD3型固定柜，落地式安装，电源通过封闭母线槽取自变压器。1.4启动方式小于90KW的电动机采用全压启动方式；90KW及以上电动机采用软启动 方式。2工艺过程简述2.1环形双膛石灰窑的装料方式为：定期、轮流往两个窑膛内装入原料。因此，环形双膛窑在窑顶安 装一组装料设备，包括1个窑顶料仓，2个装料换向闸板，2个装料密封阀，2 组连接流槽。窑顶料仓的容积约为6立米，可以存放一个换向周期所需的石料。料仓底 部安装有称重装置，当料仓内原料放入窑内后，称重装置显示重量为零，然后 由PLC发出信号，装料闸板关闭，装料完成。2个装料换向闸板和2个装料密封阀的作用是控制原料流入1#或是2#窑膛。 当PLC根据程序的要求发出向1#窑膛装料的指令时，1#窑膛的装料密封阀打开, 然后打开1#分料阀，随着1#分料阀的打开，石料装入窑内。此时2#装料换向闸 板和2#密封阀处于关闭状态。反之，2#窑膛装料时，执行上述相反的动作。装 料完毕后，装料换向闸板和密封阀顺序关闭，窑膛装料完毕。装料设备的驱动全部是液压驱动形式。采用液压的方式主要是从重载和平 稳动作两个方面考虑的。2.2窑膛加料、锻烧、出料工艺流程2.2.1加料加料工艺流程为：窑顶料仓的石灰石经流槽分别送入两个窑膛的顶部。通过设在两个溜槽上闸板的顺序关闭，实现两个窑膛的加料。料仓容积约 6m3。两个窑膛为定期交替加料，故上述设备均为间断工作。222煅烧石灰石在窑内经过预热带、煅烧带、冷却带完成石灰石向石灰的转化 过程。石料的最顶端开始到燃料喷枪出口为预热带，喷枪出口到连接通道处 为煅烧带，连接通道开始到石灰石卸出机构止为冷却带。2.2.3出料窑膛煅烧并冷却好的成品石灰，由8个位于窑膛底部的卸料平台以及2个卸料阀进入窑底料仓待出。窑底料仓的成品石灰通过窑底振动出料机、大倾角皮带机送至成品振动 筛进行分级筛分并破碎。筛分破碎后粉灰通过溜槽进入粉灰仓，块灰由皮带 机送至成品仓储存。各振动设备均采用密封，防止扬尘。出料系统成品平均流量为25t/h,各设备具备生产能力应留有适当余 量。各转运点均设粉灰除尘装置。2.3成品贮存两座600t石灰窑所生产的石灰储存系统初步考虑设4个成品料仓，3个贮存粉灰，1个贮存块灰。成品仓的容积按存放1天产量考虑。各贮仓均设置连续料位检测及除尘设施。每个仓的块灰及粉灰通过仓下出料阀及除尘卸料装置装入汽车运走， 各出料阀及除尘卸料装置均采用电动现场手控。本系统各设备控制均采用现场控制3.设备运行负荷计算例：成品皮带：K=0.8 cos屮=0.8tg屮=0.75P=41.4KWPj=0.8X41.4=33.12KWQ=33.12X0.75=24.84KVA3.1 2#窑负荷计算书表3-1编 号用电 设备 名称设备台数设备容量计算系数计算负荷总数工作总数工作kCOSQtgQPjQj1成品 皮带41.441.40.80.80.7533.1224.842成品 震动 给料机30300.80.80.7524183震动筛214. 82.40.80.80.751.921.444斗式 提升 机2130150.80.80.751295螺旋 输灰 机6633330.80.80.7526.419.86烟气 除尘2 风机113553550.80.80.752842137助燃 风机224404400.80.80.753522648成品 冷却 风机111601600.80.80.75128969喷枪 冷却 风机111321320.80.80.75105.679.210成品 冷却 风机222642640.80.80.75211.215 8.411助燃 风机223703700.80.80.7529622212支柱 冷却 风机1122220.80.80.7517.613.213照明1000.80.80.7590155.714卷扬1175750.80.80.75604515液压站35350.80.80.75282116其他1001000.80.80.75806017破碎机333303300.80.80.7526419818合计20021598.6乘以同时系数 (PjX0.9;Qj X0.95)1801.81598.6补偿前COSQ=0.7641801.8补600补偿后COSQ=0.91801.8918.73.2 1#窑负荷计算书表3-2编 号用电设 备名称设备台数设备容量计算系数计算负荷总 数工作总数工作kCOSQtgQPjQj1破碎机333303300.80.80.752641982原料0#皮带1155550.80.80.7544333原料1#皮带11330.80.80.752.41.84原料2#皮带2130300.80.80.7524185电动犁 式卸料 器735.252.250.80.80.751.81.356卸料小皮带421260.80.80.754.83.67成品除 尘风机112802800.80.80.752241688烟气除 尘风机113553550.80.80.752842139助燃风机224404400.80.80.7535226410成品冷 却风机111601600.80.80.751289611喷枪冷 却风机212641320.80.80.75105.679.212成品冷 却风机222642640.80.80.75211.215 8.413支柱冷 却风机2244220.80.80.7517.613.214照明1000.50.51.735086.61510+抓 斗天车332702700.30.51.7381140.1316卷扬1175750.80.80.75604517液压站35350.80.80.75282118成品除尘器50500.80.80.75403019其他1001000.80.80.75806018合计2002.41630乘以同时系 数(Pj X 0.9;QjX0.95)1802.161548.5补偿前cos=0.7641802.16补690补偿后cos=0.91802.16858.54石灰窑电气、仪表自动化系统中天钢铁集团有限公司石灰窑工程，采用高炉煤气为燃料，每座石灰窑 产量为600t/d。石灰窑从窑顶到窑底分为3个工作带，即：预热带、煅烧 带、冷却带。其检测与控制系统将连续检测煅烧过程的各项工艺参数，实现 煤气和空气双交叉限辐最佳燃烧控制，自动控制燃烧换向系统，自动实现原 料的装入和产品的卸出。采用SIEMENS S7-400 PLC控制系统与一次检测仪 表结合，对石灰窑的窑温、空燃比和系统的换向动作、装出料动作及相关的 保护措施等项目进行自动控制。由计算机系统的操作站监控全部生产过程, 保证石灰窑节能、高效、安全、稳定运行。石灰窑主控系统选用西门子可编程控制器，操作站选用两台研华工业控 制计算机监控全部生产过程并完成相关数据的设定。采用工业控制计算机系统的主要目的是完成煅烧系统及窑区设备的自 动设定，实现石灰窑的自动生产；准确控制石灰窑关键温度的控制和温度场 分布的均匀性控制；进行安全停窑处理，节约燃料消耗等。主要完成：数据 设定、生产数据管理、自动最佳化燃烧控制，实时数据处理、画面和报表、 数据通讯等任务。4.1传动及供电（该部分增加变压器配置的相关描述）4.1.1电气设备的适用规范电气设备和施工材料原则上应符合下列标准和规范：a）中华人民共和国的设计标准和规范；b）IEC标准；c）引进产品所在国的国家标准。4. 1.2技术条件a）环境条件除电气设备规格说明书里特别注明者外，均按下列所示:MCC柜、基础自动化系统和操作台等安装在电气室和操作室的电气设备允许环境温度:10C至 40C检修电源箱、照明配电箱、检修电源柜和现场操作箱等安装在现场的电气设备允许环境温度:35C 至 40C相对湿度:+ 40C时，不超过90%+ 20C时，不超过50%海拔高度:小于1000米b）电压等级低压动力电源:AC380V/220V, 50Hz电压波动:额定电压的10%频率波动:49.0 51.0Hz交流控制电压:AC220V10%C）电气设备的油漆规格-电气设备的涂漆色由买方从厂家标准色中选定。4.1.3低压供电系统根据石灰窑工艺系统划分和负荷分布情况，设置2个集中电气室， 即煤气加压站室和风机房电气室，并设有低压配电系统、 MCC控制系 统和电气PLC控制系统。1）低压供配电系统设计受电柜2面，正常情况下使用主电源，在一路出现故障或检 修时，切换到另一路。2）电气传动系统石灰窑原料的筛分、转运设备控制、上料小车卷扬机、煤气加压机控制 （含变频控制）、鼓引风机电气控制（含变频控制）、液压站油泵等电气控制 等控制柜，柜体结构采用GGD形式。以上MCC柜安装在位于风机房2层的电 气室内。a）传动控制水平根据工艺要求，如下电机需要变频调速功能，采用交流变频调速装置。调速煤气加压机、调速鼓风机、上料小车卷扬机、除尘引风机液压站、风机等均为恒速单向传动。其控制程序由PLC完成。定速煤气加压机、鼓风机采用软启动装置，以减少电机启动时对电网系统造 成的冲击。b）低压配电系统的保护低压配电系统主要采取了以下保护功能：过载保护、短路保护、过电压 /欠电压保护、接地保护等。3）防雷接地与工作接地石灰窑的防雷系统主要针对窑本体（窑壳），建构筑物等。要求，其接 地冲击电阻不大于4欧姆，该部分的处理随土建工程一同完成。石灰窑区域电气保护接地及窑区仪表计算机设备的接地电阻不大于2 欧姆。4.1.4操作设备此配电柜内表示的是手自动切换控制蝶阀的正反转，此图为配电柜内的 系统图。由PLC室发出闭合开关指令，plc所控制的开关即闭合，将配电柜 内断路器闭合，以及现场操作箱电源运行，即可运行控制蝶阀的正反转，通 过两相线互换，即可实现正反转。1）在操作室设操作台一组，用于安装操作站及操作硬件。2）液压站操作箱（共1个）用于对液压系统的就地操作监控。位置设在液压站内。3）上料现场控制箱（共4个）用于现场皮带机、振动给料机、筛分设备等就地操作，设置在设备 附近。4）物料转运设备操作箱（共10个）用于现场振动给料机、皮带机、斗提机等设备就地操作。5）鼓、引风机就地操作箱（共15台）用于鼓、引风机的机旁操作。6）煤气加压机就地操作箱（共4台）用于煤气加压的机旁操作及控制。7）上料卷扬机就地操作箱（共1台）用于上料卷扬机的机旁操作、控制4.2仪表控制系统4.2.1温度控制石灰窑的温度控制主要是控制连接通道处的温度。采用比例燃烧控制方 案，即双交叉限幅控制方案。石灰窑连接通道处安装2只热电偶，并在煅烧带底部沿窑膛周边设置 14只电偶进行温度的测量与窑温调节；操作员可以在HMI上任意选择连接通道处2个温度点的1点作为被控制测点。同时，安装煤气热值分析仪作为 燃烧控制的参考依据。1）改进型双交叉限幅控制方法炉膛温度控制器SF*關訓匕SFt0吱.1览TTu 注边郑创畐系数煤气流量 P ID控制器空气流量 P ID控制器图4-1相对于串级比值方法，为了对空燃比控制更加精细，出现了带有双交叉 限幅的串级比值控制方法，简称双交叉控制方法。优点是有效控制了动态空 燃比，但同时缺点是限幅牺牲了系统跟踪负荷变化的速度，降低了系统的响 应速度。控制原理方框图如上图所示。为进一步提高响应速度，改进型双交 叉方法还将限幅系数设为可以根据温度偏差自动修正，以便在温度偏差较大 时减弱或取消限幅功能，即限幅系数是动态的。这样将大大提高控制系统的 响应速度。2）回路基本报警、连锁等功能超温报警功能：当连接通道处温度超过允许值，系统发出报警信号；热电偶断偶保护、报警功能：当任何一只热电偶被烧坏，本回路立即切 换到手动模式，同时系统发出报警信号；温度调节器输出限幅功能：根据产量对温度调节器输出限幅，防止温度 过高。3）设定值选择本地方式当HMI选择本地方式设定时，炉温设定值由操作员根据实际情况来决 定。4）空燃比设定选择人工设定在HMI上由操作员根据经验直接输入合适的空燃比值；空气过剩系数自适应操作员只需给定理论空燃比，系统将根据负荷情况自动计算过剩系数,求出空燃比；5）温度控制器工作模式为方便操作，温度控制器设计手动（MAN）和本地自动（AUTO）2种控 制模式。a）手动模式（MAN）：在手动模式下，空气流量和煤气流量的变频器工作在手动方式。由操作 员在HMI上直接改变频率。b）本地自动模式（AUTO）：本地自动就是并联串级、交叉限幅工作模式。也是在原料煅烧时，控制 系统经常使用的方式。在本模式下，系统的所有在线自动检测正常。流量调 节回路、温度调节回路都工作在闭环状态。操作员只需要在HMI上输入石灰 窑的目标温度值给控制系统，则系统就会自动、成比例的调节相应的空煤气 流量，从而，保证窑温的控制精度。4.2.2窑顶压力的调节窑顶压力主要通过设于排烟引风机上的变频器频率的转变进行调节，正常时窑顶应保持微正压或微负压。4. 2.3加压机房内CO含量检测报警对于采用煤气作燃料的石灰窑，设置一氧化碳监测这一安全措施非常重 要。本设计选用可靠的检测探头4点，检测加压机房内空气中CO的含量。4.2.4换向阀控制功能检测信号25台液压驱动的阀门动作命令信号；25台液压阀的开关到位位置检测信号收集；30个喷枪煤气换向阀动作命令信号；30个喷枪煤气换向阀动作开关到位位置信号收集2个喷枪冷却空气换向阀动作命令信号2个喷枪冷却换向阀动作开关到位位置信号收集控制方式a）自动方式：按照预先给定的换向逻辑自动进行换向b）手动方式：在CRT上由操作员将换向系统的某一换向单元人为跳自动换向逻辑（此时其它换向单元继续换向），强制某一换向阀的开闭。c）现场手动方式：石灰窑现场按动某一阀电磁阀的按钮，现场强制该阀 的开闭。上述三种控制方式的组合可以令操作人员很容易的判断换向阀故障原 因控制系统问题、接线问题、电磁阀问题、执行器问题或阀体自身问题。换向控制系统主要完成以下功能：a）换向逻辑上每一个换向阀的动作均以上一级换向阀到位信号为前馈 信号，从根本上杜绝了换向过程中动作紊乱的可能性，同时可以精确检测每 一台换向阀的打开、关闭的严密程度，一旦检测到阀门故障立即报警，并采 取相应措施。b）完成两种换向方式：自动换向和手动换向。c）独立换向单元强制跳出换向序列逻辑。d）独立换向单元强制加入换向序列逻辑。安全报警自锁功能换向阀故障，PLC系统发出声光报警，该换向单元的后续阀门动作处于 停顿位置，石灰窑自动停止工作，上位机画面自动指出故障点。4.2.5仪控安全保护系统在石灰窑生产过程中，为保证安全生产，防止意外事故，仪控系统主要 有以下几项联锁逻辑控制（不包括控制系统的内部联锁）：开窑允许逻辑。紧急停窑逻辑。风机启停联锁逻辑。总管煤气切断阀允许逻辑。自动温控系统投入逻辑。1）开窑允许逻辑煤气压力正常，空气正常，压缩空气压力正常，引风机运行正常，电气 系统正常，发出开窑允许信号。2）紧急停炉逻辑（以煤气的快速切断为核心）生产中操作员可以通过操作台上紧急停炉按钮或操作站键盘的停炉功 能键停窑，或在以下事故状态下自动停窑。a）自动停炉 煤气总管压力过低。仪表气源压力过低。风机故障信号。换向阀门动作不到位。电气停窑信号。b）紧急手动停炉用于在特殊情况下，由操作员通过操作台的急停按钮，手动快速切断煤 气切断阀。3）风机启停联锁逻辑启动风机时，必须打开风机出口放散阀，做到无负荷启动，风机无故障。 当风机因故障或由于操作员手动停止后，电气向仪控系统发出停机信号，仪 控系统打开空气释放阀，此时，上述联锁关系依然存在。4）总管煤气切断阀开允许逻辑。当入口煤气压力正常，停窑信号为假（0）,总管煤气切断阀为全关时, 发出总管切断阀开允许信号。5）自动温控系统投入逻辑。在满足下列条件下，可以投入温度自动调节系统。“燃烧允许”信号为真（1）“煤气停止”信号为假（0）总管煤气切断阀全开窑温在正常范围内各种故障分为重故障和轻故障。轻故障时进行报警，重故障发生时进行 燃烧切断。4.3石灰窑计算机控制系统4.3.1控制系统的结构石灰窑计算机控制系统是由PLC系统以及HMI组成。PLC系统采用SIEMENS公司S7-400系列，配合分布式I/O系统组成。 该系列PLC系统每个插槽上的模板可以自由修改，因为所有的插槽可以放置 任意指定的I/O模板。CPU与I/O模板之间采用PROFIBUS协议通讯。模拟量输入：Al (mA) with power 4-20 mA模拟量输入：Al (mA) without power 4-20 mA模拟量输出：AO (mA) 4-20 mA开关量输入：DI (24 V DC)开关量输出：DO (24 V DC)分布式I/O模板的选择根据工艺的要求以及方便电缆的敷设原则。在电气室内，PLC系统主机架包括电源模板、CPU模板。在主控制室内 实现对整个石灰窑及配套装卸料设备的操作。石灰窑PLC控制站，主要完成电气和仪表系统控制。仪表部分包括燃烧 系统、原料转运、成品存放系统仪表检测控制系统功能，主要完成窑温调节、 换向控制、压力控制报警等功能；电气部分包括所有电气设备(包括振动筛、 风机、皮带机、给料机、斗提机、卷扬机等设备)的联锁及位置控制功能。系统设有UPS不间断电源，保证供电系统稳定。4.3.2控制系统主要元件配置清单表4-1上位机系统序名称规格型号生产厂数单号家量位1工控机P43.0G/1G/80G/LAN研华2台2显示器19液晶显示器三星或优派2台3UPS电源6kVA/30MIN山特1台4监控软件WinCC 6.0 （拷贝）SIEMENS1套5编程软件STEP7 V5.5 （拷贝）SIEMENS1套控制系统PLC1控制PLCS7-414 2DPSIEMENS1套4.4监控功能4.4.1流程图监控功能采集石灰窑的工艺参数值，电气参数值及生产设备的运行状态信息。以 形象的流程画面为背景，将数据显示在中心控制室操作站上，对需要操作的 设备和参数，设计按钮和输入窗口，用鼠标、键盘方式进行操作。检测或运转设备出现越限或故障时，流程图上相应的图例红光闪动，并 发出报警声响加以提示。报警的笛声可以通过键盘解除，红光继续保持，直 至该故障消除，闪动才停止。画面间设计同一风格的菜单、按钮、箭头等人机接口器件用于画面间的 相互切换或弹出窗口，十分方便、直观。工艺流程图主要包括：1）石灰窑及配套设备控制系统总菜单画面以表的形式列出画面目录清单，点击其中任一项即能调出该画面。2）燃烧系统总貌画面以模拟图的形式显示石灰窑燃烧状态及燃烧设备布置，可以集成一幅画 面或分两幅画面。在画面角部空格处显示其他画面清单，以便点击调出显示。 显示参数包括：煤气总管压力、流量；空气总管压力、流量；连接通道窑温；鼓、引风机状态；（颜色表示：红-故障；绿-运行；灰-停止）气源压力;煤气切断阀的状态；（颜色表示：红-故障；绿-开；灰-关）3）管路系统画面助燃空气、冷区空气等管路系统图煤气管路系统图画面可根据情况分幅或组合显示。442实时趋势监视功能将系统采集到的所有参数信息，分门别类地归纳成几组，以实时刷新的 方式动态地在屏幕上画出曲线，清楚地表示出过程参数的变化情况。曲线的 颜色、线形、量程等均可以修改。实时趋势画面共设约4幅。包括：1）、窑温；2）、排烟烟温曲线；3）、支柱冷却温度曲线；4）、压力曲线（总管煤气、空气、气源、窑膛）；4. 4.3参数操作、调整功能以棒图和数值的形式显示和改变各个控制回路的参数和状态；如：变频 器的输入值、模拟设定值、报警设定值、调节器输出值、手动自动串级状态、 报警状态、报警级别，以及相应的实时趋势曲线。该类画面包括：1）、控制参数总览。显示所有控制回路的设定（SP）、测量值（PV）、输出（OP）、 阀位反馈（FV）及手自动状态（STATUS）；2）、每一个控制回路（PID）设单独调整画面，画面显示该模块所有相关参 数，并对设定值、量程、输出限幅值以及PID等参数要求可以修改。并在流 程画面中通过点击相应参数调出。报警除在流程图上显示外，还设有实时报警窗口和报警汇总画面。实时 报警窗口为小窗口，始终在最前，显示最新发生的报警信号的名称、报警情 况、当前值、发生时间、工位号、参考提示等内容，便于在线诊断各类故障， 查找故障部位并报警；报警汇总画面汇集了所有曾经发生的报警、事件的历 史记录，以备查找时用。报警对象、内容、时间等信息可以随时列表、存盘 及打印。445历史数据管理功能对系统所采集的历史数据建立各类数据库，操作人员可以通过计算机对 各类工艺参数值做出趋势曲线（历史数据），可以按时间顺序进行查询，供管 理人员分析比较，以便找出石灰窑的最佳运行规律。同时分析各种事故原因， 改进管理方法，提高经济效益。机内数据每隔30秒采集一次，存储2个月 的信息量。共对如下参数进行收集：1）、窑温；2）、流量曲线；3）、压力曲线（总管煤气、空气、氮气、炉膛）；4）、所有控制回路设定值；5）、其它检测参数4.5主要现场仪表及电气件选型主要现场仪表选型表4-2序 号用途需用硬件设备制造厂家名称数量01连接通道温度检测S型电偶2只国产02煅烧带底部窑温检测S型电偶14只国产03排烟温度检测PT100热电阻3国产04出灰温度检测PT100热电阻4国产05立柱冷却风温检测PT100热电阻8国产06煤气量检测/调节V锥/差压变送器/ 变频器1套国产、施奈德07助燃空气量监测/调节孔板/差压变送器/变频器1套国产、施奈德08冷却空气量监测/调节孔板/差压变送器/变频器1套国产、施奈德09窑膛压力检测压力变送器1套EJA、罗斯蒙特10煤气压力检测压力变送器1套EJA、罗斯蒙特11净环水压力检测压力变送器1套EJA、罗斯蒙特12空气总管压力检测压力变送器1套EJA、罗斯蒙特13仪表气源压力检测压力变送器1套EJA、罗斯蒙特14炉区CO浓度检测CO检测仪6点国产15料位检测10点国产具体的电气设备的选型及设计要求如下:（1）为实时补偿电网中的感性负载，选用自动无功补偿装置以提高变 电所功率因数。（2）重要安全联锁由硬接点实现。（3）建筑物高度超过15米则装设避雷带或避雷针进行防雷。防雷接地 根据设计规范进行设计。（4）网络结构：上位操作站与PLC、PLC与PLC之间采用工业以太网， PLC采用远程I/O方式（5）数字量输入选用电压等级为220VAC的模块；数字量输出选用继电 器输出模块;模拟量输入选用420mA输入信号模块;模拟量输出选用420mA 输出信号模块；其它特殊信号如热电阻、热电偶等选用相应模块。（6）所有与PLC交换的仪表信号均为420mA信号，仪表选型要考虑到 信号的兼容性，避免出现信号类型不相符的情况。（7）机旁手动为无工艺联锁（必要的安全联锁除外）的单机纯手动方 式，机旁手动不通过PLC。（8）现场数字量输入信号通过中间继电器隔离，中间继电器安装在MCC 柜的相应控制单元内；PLC输出继电器安装在PLC柜内。（9）PLC模块电源开关分组设置，自动化系统必须设单独接地系统。（10）所有420mA模拟量输入/输出信号通过隔离器隔离；PLC输入/输出的备用量不小于总输入/输出数的15%。电气选型：中间继电器、PLC输出继电器、接近开关选用菲尼克斯产品，编码器选用B+F产品选择开关、按钮、指示灯等选用上海二工系列产品。框架式断路器、塑壳开关、接触器及热继电器选用上海人民电器厂（上联 牌）产品。UPS电源采用爱默生公司产品24VDC电源、端子、低压端子选用菲尼克斯公司产品交换机选用菲尼克斯产品压力变送器采用罗斯蒙特称重采用余姚通用电磁流量计选用浙江义乌迪元调节阀、快切阀、自力式压力调节阀采用无锡万力、超声波料位计、液位计选用上海雄风、电动调节机构选用深圳万讯电流表、电压表选用数字表PLC系统采用西门子公司S7系列产品，CPU采用S7400处理器，下挂S7300模块，编程软件采用STEP7，监控软件采用WINCC低压变频器采用ACS800低压柜采用GGD柜型5. 上料系统5.1上料卷扬机：上料卷扬机安装在整体台架上，每座窑安装一台卷扬机，每台卷扬机 包括： 1个双绳卷筒 1台减速器（硬齿面齿轮） 2个齿轮联轴器 2个制动器 1台变频电机，功率约为75kw, 380VAC电源，变频调速。 除上述装置外，设备还配有相关安全设施，包括： 1个上位限位、1个下位限位开关 1套防松绳装置 2个最终上位和下位限位开关5.2运行电气控制当需要上料时，plc发出上料阀门闭合指令，阀门闭合，低配室变频电 机，功率约为75kw，380VAC电源运行，然后现场卷扬机室操作控制箱运行 按钮好开，即可使卷扬机电动机进行转动，卷扬系统运转，拉动皮带，小车 开始上料6. 成品卸料系统6.1卸料设备石灰窑底部安装有8个抽屉式卸灰装置。抽屉式卸灰装置可以实现定量 出灰和固定的出灰料线，保证卸料的均匀性。6.2成品系统煅烧好的石灰经设在窑底料仓的振动出料机将石灰卸到成品皮带机 上。两座石灰窑的产品汇集到一条大倾角皮带机上，然后将成品送至成品仓 顶部。在成品仓的顶部设置一个1#振动筛，筛面上粒度$3mm的块料，通过 溜槽、块灰皮带机送至块灰仓，块灰一部分由仓下卸料装置装入汽车运走, 其余通过仓下振动给料机进入锤式破碎机破碎，再经溜槽、斗提机提升至仓 顶2#振动筛进行二次筛分。筛下W3mm的粉料由粉灰皮带机分送至3个粉灰 仓，仓内粉灰由仓下组合卸灰机构装入运灰车运走。振动给料机（一台）、 破碎机（一台）、斗提机（一台）、振动筛（二台）的生产能力均为260t/h。 成品皮带机，震动给料机，破碎机，斗提机，振动筛均由plc室发出指令控 制,并由现场操作箱控制启停。每个灰仓在顶部都安装有雷达料位计，以便随时显示仓内的料位。每个灰仓的底部都设置有组合卸灰机构，并安装有升降式除尘罩。卸灰 机构的使用是通过安装在现场的操作箱由装卸灰的人员操作控制的,卸灰机 构的动作不进入操作室的PLC控制系统来进行控制。每个灰仓均通入氮气，防止石灰吸湿。7、空气鼓风机站整个环形双膛石灰窑供风系统共装设有13台罗茨风机。4台罗茨风机 （其中1台调速）用于输送助燃空气，总风量为25000Nm3 / h,压力为59KPa；3台罗茨风机（其中1台调速）用于输送石灰冷却空气，总风量为18000 m3/ h,压力为49KPa； 1台罗茨风机为助燃和冷却公共备用风机,压力为59KPa；2台罗茨风机（其中1台备用）用于输送喷枪冷却空气，风量为6000 m3 / h, 压力为49KPa；另外还安装有两台离心风机，风量为6000 m3 / h,压力为5KPa 供风给支撑窑体钢结构的支柱冷却。主要设备选型7.1助燃空气风机助燃空气风机选用罗茨风机装备4台，其中3台恒速，1台配变频调速装置，可通过改变风机转速来调节风量大小，参数如下：3台恒速风机型号：罗茨型升压：59KPa流量：104m3/min配套电机功率：Y315L2-6-160KW配套附件：出口消声器、出口弹性接头、T型接头、安全阀、逆止阀 及连接件等。1台调速风机型号：罗茨型升压：59KPa流量：117 m3/min配套电机功率：180KW变频电机配套附件：出口消声器、出口弹性接头、T型接头、安全阀、逆止阀及 连接件等。7.2石灰冷却空气风机冷却空气风机选用罗茨风机，共装备3台，其中2台恒速，1台配变 频调速装置。2台定速风机型号：罗茨型升压：49KPa流量：106 ms/min配套电机功率：Y315L1-6-132KW配套附件：出口消声器、出口弹性接头、T型接头、安全阀、逆止阀 及连接件等。1台调速风机型号：罗茨型升压：49KPa流量：119 ms/min配套电机功率：132KW变频电机配套附件：进口过滤消声器、出口消声器、出口弹性接头、T型接头、 安全阀、逆止阀及连接件等。7.3喷枪冷却空气风机喷枪冷却空气风机选用三叶成组型低噪音罗茨风机，共装备2台，1 开1备，均为恒速。具体参数如下：型号：罗茨型升压：49.0KPa流量：80ms / min配套电机功率：90KW配套附件：进口过滤消声器、出口消声器、出口弹性接头、T型接头、 安全阀、逆止阀及连接件等。7.4支柱冷却风机支柱冷却风机选用离心风机，共装备2台，1开1备。风机出口安装有 两台电动调节阀，该阀门受PLC系统控制，当一台风机出现故障时，另外一 台风机将自动启动。型号：9-19 No9D流量：6600m3/h江苏建筑职业技术学院毕业设计说明书风压：4600Pa电机：Y160L4187.5风机房用过滤器为了降低室外噪声，风机房采用全封闭结构，并在风机房进风口安装过 滤器3台，总风量为65000m3/h。8. 安全措施8.1安全措施8.1.1防火、防爆措施：1）石灰窑顶设置有防爆门，当窑膛压力过高时窑压会冲破防爆门，将压 力泻出。2）空气管路设置防爆板。3）石灰窑各系统都设有安全报警装置，确保安全生产。4）压缩空气压力：定值控制，欠压报警。5）煤气压力：自动控制并数显，压力显示，窑温，烟气温度，超过报 警，欠压紧急切断报警。6）石灰窑操作程序为自动控制，并有联锁保护系统。操作使用书中详 细地规定了安全操作规程。8.1.2电气安全措施：石灰窑所有电气设备、电线埋敷管、仪表柜等都有安全接地装置，接地 电阻十2Q。所有电线、电缆均敷设在钢管和线槽内，并有安全接地装置。煤 气管防静电接地，并设多路放空阀，配电柜各路供电系统均设有空气保护开 关。窑本体设有避雷装置和接地体。8.2防护安全措施：1）为检修安全方便，在所有操作位置均设置符合国家要求的安全标准的操作平台、扶梯和护栏，确保安全。2）液压站照明要求：液压站火灾危险性为乙类，电气安全等级为H-1级考 虑液压站室内、通廊及走梯等处的照明和应急照明设计，照度不低于30 lx。3）消防要求：液压站油箱容积：6001，液压介质：IS0-VG46抗磨液油（矿物油），闪点（开口）约：170C。4）风机防喘震设计：鼓风机出口设旁通分支管路，在风机启动时多余的 空气可从此旁通分支管路排入大气。在正常生产时可以打开空气管路上的 释放阀，将压力泻出。5）石灰窑区照明：照明采用广照型工厂灯，应急照明。其照明电源引自 车间照明干线，照度不低于30 lx。小结实践是检验真理的唯一标准，当然也是检验学习成果的标准。在经过一段 时间的学习之后，我们需要了解自己的所学应该如何应用在实践中，因为任何 知识都源于实践，归于实践，所以要将所学的知识在实践中来检验。实习期间，在师兄任继明的指导下，通过自身的不断努力，无论是思想上, 学习上还是工作上，都取得了长足的发展和巨大的收获，现将工作总结如下： 思想上，学会了用科学的精神去解决问题。很多事情看起来是很简单的问题， 但实际做起来去会发现有许多奥妙！这是因为其中蕴含着许多科学的问题。运 用科学的方法去解决问题，这是我这次实训给我带来的思想上的改变。学习上。 自从参加工作以来，我从没有放弃学习理论知识。工作上。我工作中取得的一 点成绩，这与单位领导和同事们的帮助是分不开的。实习之前觉得这二个月太短，也学不到什么实质性的东西。但当我真正着 手处理时，就不能有丝毫小瞧的意思了。一切的一切都需要我们用心去领悟并 结合所学知识去操作。我所在的工程部电气组主要负责石灰窑工程的主控室和低配室的电气安 装，通过两个月的现场工作，使我对整个工程的运行，控制原理有了大概的了 解，对电气安装以及石灰窑的电气设计也有了很大的了解。然而，作为社会发 展的一个部分，它将和其它的行业有更广泛的结合。它将使人类不仅要摆脱繁 重的体力劳动，而且要从繁琐的计算，分析等脑力劳动中解放出来，以便有更 多的精力从事高层次的创造性劳动，它使生产系统具有更完善的判断力与适应 能力。当然这一切还需要我们大家进一步的努力。实践，是一面很亮的镜子，能够通过它看出我们自身的缺点，能够通过它 查找出自身缺乏的知识。通过这次设计，我明显感觉到“书到用时方恨少”。在以后的生活中我会不断地学习充实自己参考文献1供配电系统设计规范GB50052-952低压配电设计规范GB50054-95310KV及以下变电所设计规范GB50053-944通用用电设备配电设计规范GB50055-935电气装置的电测量仪表装置设计规范GBJ63-90致谢在徐州建筑职业技术学院期间踉踉跄跄地忙碌了一个月，我的毕业设计课 题也终将告一段落。也基本达到预期的效果，虚荣的成就感在没人的时候也总 会冒上心头。但由于能力和时间的关系，总是觉得有很多不尽人意的地方。可 是，我又会有点自恋式地安慰自己：做一件事情，不必过于在乎最终的结果， 可贵的是过程中的收获。以此语言来安抚我尚没平复的心。毕业设计，也许是我大学生涯交上的最后一个作业了。想籍次机会感谢三 年以来给我帮助的所有老师、同学，你们的友谊是我人生的财富，是我生命中 不可或缺的一部分。我的毕业指导老师刘志坚老师、沈永跃老师、侯文宝老师、 李德路老师，能以一位长辈的风范来容谅我的无知和冲动，给我不厌其烦的指 导。在此，特向他们道声谢谢。感谢所有关心、帮助过我的老师：刘志坚、李德路、商利斌、侯文宝、沈 永跃，谢谢！蒋晓二O一年六月二十日