基于MCGS的烟气冷却控制系统设计毕业设计论文.doc
《基于MCGS的烟气冷却控制系统设计毕业设计论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于MCGS的烟气冷却控制系统设计毕业设计论文.doc(12页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、本科生毕业设计说明书(毕业论文)题 目:基于MCGS的烟气冷却 控制系统设计学生姓名:学 号:专 业: 班 级:指导教师: 基于MCGS的烟气冷却控制系统设计摘 要铜作为工农业、军事等各行业的重要材料,在很久以前就已经被人们发现并利用了。随着科学技术的快速发展,铜产品的用途越来越广泛,同时各行业对其质量的要求也越来越高,因此铜冶炼工业也随之有了迅速的发展。但是,由铜冶炼工业发展所带来的负面影响也不容忽视。在铜冶炼过程中生成的含大量SO2的烟气如果直接排放到大气,一方面会对自然环境造成污染,另一方面SO2是制酸的原料,这样也造成了资源的浪费,因此无论从环保还是经济的角度来讲,对这部分含SO2的烟
2、气进行回收利用都十分重要。但在回收之前必须对其进行冷却降温、静电除尘等处理,使之符合制酸的各项技术指标。本设计即为对铜冶炼生产过程中生成的烟气进行冷却降温的处理冷却塔烟气温度自动控制,使其满足后续制酸的温度要求。在该冷却塔烟气温度自动控制系统中,采用智能仪表、PLC等对冷却塔烟气温度进行自动控制,同时通过MCGS组态软件完成了实时数据的采集,实时曲线、历史曲线、历史报表等的输出,实现了对整个控制过程的监控,严格的把冷却塔烟气出口温度控制在要求范围内。关键词:铜冶炼;烟气;温度控制;可编程控制器;MCGS组态The control system design of flue gas coolin
3、g based on MCGSAbstractCopper as a basic material in industry and agriculture, military, and other important sectors , has already been used in a long time ago.With the rapid development of science and technology, the more widely used of copper products, the more strictly required on its quality in
4、all sectors, and copper smelting industry has followed a rapid development. However, the smelting of copper from industrial development brought about by the negative impact should not be overlooked. The negative impact should not be overlooked which the smelting of copper industrial development brou
5、ght The flue gas that mixing a large number of SO2 which produced by copper smelting process directly vented into the atmosphere, on the one hand, the natural environment will be polluted, on the other hand SO2 is the raw material of acid making. It caused a waste of resources, both from the environ
6、mental and economic point, The recycling of SO2 gas is very important. However, The flue gas must be cooling and electrostatic dust before recoverying it。Bringing them in line with technical indicators of acid.This design is about flue gas is cooling which produced by copper smelting process tempera
7、ture control of flue-gas temperature in cooling tower, meeting the temperature requirements of acid making .The flue gas temperature control system in the cooling tower, the use of intelligent instrument control, PLC control in the cooling tower gas temperature control, through the MCGS configuratio
8、n software is complete the real-time data acquisition, the historical curve, historical Statements, and control the entire process of monitoring.The temperature of the flue gas in the cooling tower is controled strictly within the framework of requirements in exports.Key words: Copper smelting; flue
9、 gas ;Temperature control; PLC; MCGS configuration第一章 引 言1.1 本设计的背景及意义铜是人类应用最古老的金属之一,很早以前就被人们用来制造武器、工具等,在历史上还曾创造过灿烂的青铜文化。随着社会的不断进步和科学技术的不断发展,铜的物理性质和化学性质已使其成为广泛应用于工农业、军事等各领域的重要材料。铜以多种形态在自然环境中存在,它存在于硫化矿床、碳酸盐矿床及硅酸盐矿床中,其最普遍的存在形式是铜或铜铁的硫化矿。在一个矿床中这些铜矿物的含量很低,典型的铜矿含量是0.5%(露天开采)到1%或2%(坑下开采)。纯铜金属是从这些矿石中通过富集、冶炼
10、和精炼生产出来的。目前我国铜冶炼工业正处于产能迅猛扩展,生产技术和污染控制水平显著提高,产业结构调整趋向合理的新时期。但是,我国铜冶炼在取得巨大成就的同时,也付出了巨大代价。表现在以下几个方面:1.矿产资源缺口日益增大;2.铜冶炼企业环境状况总体趋好,但局部点源污染仍然存在。铜冶炼厂是铜工业中最重要的污染源,在火法炼铜过程中排出的大气污染物对人体健康的危害最大,对环境的污染也最为严重。其中粗铜冶炼厂是SO2的主要排放源,其排放量一般占铜工业SO2排放总量的80%以上。铜冶炼过程中排放的含SO2的烟气温度高达1000多度,必须对这部分烟气进行冷却降温、静电除尘等处理后才可以作为制酸的原料。本设计
11、就是针对利用这部分SO2气体前必须对其进行冷却处理的问题提出的。此设计的主题是对冷却塔中烟气冷却系统的自动控制,以满足回收利用SO2的温度指标。1.2 本设计的内容和方法根据实际的生产工艺要求并兼顾经济性的原则,本设计采用智能仪表及PLC来实现冷却塔中烟气冷却自动控制的目的,同时采用MCGS组态软件作为上位机,提供友好的人机交互界面,来对现场的工况进行监测。在本设计中,主要是对冷却塔中烟气的温度、冷却水的供水压力的控制,以及对冷却塔烟气的入口温度、冷却水的供水流量、压缩空气的压力等监测点的监测。总体设计思想及设计内容如图1.1所示。 图1.1设计总体思想及设计内容第二章 铜冶炼的生产过程铜冶炼
12、分为火法和湿法两种冶炼方法。火法冶炼是对铜矿进行富集、熔炼、吹炼等处理的方法,而湿法冶炼是在溶液中进行的一种提铜方法。世界上大约80%的铜是通过硫化矿的富集、熔炼和精炼生产出来的。其他20%是通过氧化矿和辉铜矿的堆积过滤、溶剂萃取和电解精炼生产出来的。我国铜矿资源的现状是:储量大、品位高的矿床少;可开采的铜资源不足;人均铜储量少。所以,根据我国目前铜矿资源情况及铜矿的性质,火法冶炼成为我国铜冶炼工业的主要方法。本设计是针对火法冶炼过程中生成的烟气冷却处理问题进行的研究。2.1 火法冶炼在火法冶炼中,铜精矿熔炼成冰铜的过程,根据所用炉子的不同,可分为鼓风炉熔炼、反射炉熔炼等。尽管对铜精矿的预处理
13、不同,但熔炼后所得的产品都是冰铜。吹炼一般在转炉中进行。吹炼的原料是冰铜,产品是粗铜;吹炼产出的粗铜,先经过火法精炼,然后电解精炼产出纯铜,并回收金、银等有价金属;在熔炼和吹炼过程中产出的炉气,含有大量的SO2,可以用来制造硫酸。图2.1 火法冶炼的基本流程2.2 铜冶炼烟气处理世界上约85%的原生铜以硫化物形式存在。因此,在提炼铜过程中大多会释放硫化物。挥发的硫化物的常见形式是SO2,如果将其直接排放到大气,则会对自然环境造成污染,所以世界各国都严格控制SO2的排放量。在铜冶炼过程中生成的烟气包括熔炼和吹炼反应产生的SO2,氧化精矿时空气带入的N2以及少量CO2、H2O和其他易挥发的杂质化合
14、物。烟气经余热锅炉回收部分余热、冷却塔降温净化和静电除尘后送到硫酸厂。这里的冷却降温是采用雾化水与烟气颗粒充分接触技术实现的,其中水冷的作用是:降低冷却塔中烟气的温度;除去气体中的灰尘,以避免污染制酸工艺中使用的催化剂;吸收Cl2、F2、SO3、水蒸汽和杂质。上述烟气冷却降温是在冷却塔中进行的。第三章 冷却塔烟气温度自动控制系统3.1 总体方案确定SO2是制酸的原料,为了有效的回收利用铜冶炼过程中产生的这部分气体资源,在制酸前应对其进行处理,如上述铜冶炼工艺过程中尾气处理部分所述,必须对产生的烟气进行降温除尘。为了能充分、有效的对这部分烟气进行处理,将铜冶炼过程中产生的烟气集中到一个冷却设备中
15、冷却塔。在该冷却塔中,根据工艺指标要求对这部分烟气进行余热回收、冷却降温及静电除尘等处理。根据生产工艺要求,在本设计中冷却塔长10m,宽1.8m,高2.2m,其烟气入口温度为600 oC1100 oC,经冷却处理后烟气出口温度为(40010) oC。为了满足生产工艺要求,达到温度冷却精度,保证进入制酸厂的SO2的温度指标要求和冷却设备的安全,本设计采用喷雾冷却技术来实现。即利用压缩空气一定的压力将液态冷却水雾化,使雾化水在冷却塔中与高温烟气颗粒充分接触,此时高温烟气就会将雾化水迅速汽化,为了达到这一目的,必须使冷却水的供给量完全符合要求,所以根据热量平衡公式及上述表中所给的工艺指标及厂区公用系
16、统的技术条件计算,使烟气放出的热量与冷却水吸收的热量相平衡。这样不仅达到了烟气降温冷却的目的,满足了生产工艺指标的要求,同时还保证了气态的水不能与烟气中的SO2反应生成H2SO4,保护了设备不被腐蚀。上述冷却塔烟气温度的自动控制是通过两个自动控制系统完成的,即冷却塔烟气温度自动控制主系统和基于PLC的变频调速恒压供水辅助系统。如图3.1所示。在该冷却塔的烟气温度自动控制系统中,通过MCGS组态软件对整个工艺流程进行监测,并结合控制流程编制控制策略,采集实时数据,输出实时曲线,报警显示等。所以,在该设计中可以很直观的看到对生产过程的控制及控制过程中的参数变化。图3.1冷却塔烟气温度控制流程图3.
17、2 烟气温度自动控制主系统3.2.1 控制方案的选择在工业过程控制中应用比较成熟的控制系统有单回路反馈控制系统、串级控制系统、比值控制系统、前馈控制系统和选择性控制系统等。单回路反馈控制系统简称单回路控制系统。在所有反馈控制系统中,单回路反馈控制系统是最基本、结构最简单的一种。由于这种控制系统结构简单,投资少,操作方便,而且一般情况下都能满足生产要求,因此,在生产过程控制中得到了广泛的应用。串级控制系统由两个回路组成。在串级控制系统中由于副回路的存在,改善了对象的特性,提高了系统的工作频率,系统的抗干扰能力增强,因此,一般来说串级控制系统的控制质量要比单回路控制系统高。当对象的容量滞后较大,负
18、荷或干扰变化比较剧烈,或是工艺对产品质量提出的要求很高时,采用单回路控制系统不能满足要求,此时一般采用串级控制系统。前馈控制系统是按干扰进行控制的开环控制方式,即前馈控制系统是按照干扰量的变化来补偿其对被控变量的影响,从而达到被控变量完全不受干扰量影响的开环控制方式,同时前馈控制系统的控制器是视对象特性而定的专用控制器。由以上前馈控制的特点可知单纯的一个前馈控制系统不能满足实际工业生产中对多干扰的控制及对控制结果的校正。因此结合前馈控制系统与反馈控制系统的优点即构成了前馈-反馈控制系统,该系统将反馈不易克服的主要干扰进行前馈控制,而对其他干扰进行反馈控制,这样,既发挥了前馈校正及时的特点,又保
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 MCGS 烟气 冷却 控制系统 设计 毕业设计 论文
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3938825.html