Автоматизированная система управления отделением десорбции, электролиза и реактивации угля

Суханов Я. Г., руководитель сектора, Стрельцова Е. А., гл. специалист

Cектор инжиниринга автоматизированных систем, бюро ГИП, АО «Иргиредмет»

 

Журнал «Золотодобыча» №5 (282), май 2022 г.

 

В настоящее время системы автоматического управления в горнодобывающей отрасли, в том числе на обогатительных фабриках, развиты относительно слабо, однако все больше и больше предприятий осознают необходимость их внедрения.

 


 

Без качественно налаженной автоматики невозможно добиться высоких показателей производственного процесса и эффективного распределения трудовых ресурсов, сократить затраты на расход реагентов, минимизировать возможные простои технологического оборудования.

Отсутствие современной цифровой среды не позволяет осуществлять непрерывный мониторинг технологических показателей, что не лучшим образом влияет на проведение точной аналитики на всех этапах производства и, как следствие, негативно сказывается на оптимизации производственного процесса.

За последнее время АО «Иргиредмет» был успешно выполнен целый ряд проектов внедрения оборудования автоматизации гидрометаллургических цехов (отделения цианирования и сорбции, десорбции, электролиза и реактивации угля) на отечественных и зарубежных предприятиях, включая разработку документации, поставку автоматики, шефмонтаж и шефналадку оборудования.

 

Назначение системы управления отделением
десорбции, электролиза и реактивации угля

 

Технологические процессы десорб-ции, электролиза и реактивации угля на обогатительной фабрике характеризуется следующими факторами:

• наличием аварийно-опасных процессов: высоких температур, давления, агрессивных сред;

• наличием многократно повторяющихся процессов, в том числе требующих точного соблюдения заданных параметров;

• необходимостью постоянного дистанционного контроля и управления технологическим процессом с возможностью вывода данных на более высокий уровень с целью дальнейшего анализа и хранения.

 

В этой связи возникает вопрос обеспечения эффективной, оптимальной и бесперебойной работы рассматриваемых технологических процессов. Одним из вариантов решения данной задачи является автоматизация.

 

Автоматическая система управления отделением десорбции, электролиза и реактивации угля состоит из нескольких подсистем: управления десорбцией, управления приготовлением исходных щелочных растворов, управления кислотной обработкой угля, управления электролизом.

Система выполняет множество основных и дополнительных функций. К основным функциям можно отнести:

• измерение технологических параметров: давления, pH, температуры, уровня жидкости и т.д.;

• дозировку подачи воды и реагентов, поддержание заданной температуры;

• управление электроприводами;

• защиту и блокировку двигателей (от перегрузки), насосов (от сухого хода), емкостей с раствором (от перелива), блокировку технической безопасности алгоритма работы оборудования;

• автоматическую остановку работающего оборудования для предохранения его от возможных повреждений при достижении аварийных параметров, безостановочный ввод в эксплуатацию резервных единиц оборудования.

 

Помимо перечисленного, система может отображать информацию о ходе технологического процесса, например состоянии технологических параметров и оборудования; формировать суточные и посменные отчеты, журналы аварий и событий; осуществлять различные виды контроля и диагностику.

 

Основные технические решения

 

Система автоматического управления отделением десорбции, электролиза и реактивации угля предусматривает иерархическую, трехуровневую структуру, которая состоит из подсистемы нижнего, среднего и верхнего уровней.

Подсистема нижнего (полевого) уровня включает различные датчики, контакторы, промежуточные реле, шкафы управления насосным оборудованием и т.д.; среднего уровня — шкафы управления отделением на основе программируемых логических контроллеров (ПЛК); верхнего уровня — автоматизированные рабочие места инженерно-технического персонала, оснащенные техническими средствами представления информации и органами управления.

Техническими средствами для решения поставленных задач традиционно являются ПЛК, а также программное обеспечение для построения систем диспетчерского управления и сбора данных (SCADA-система). Проектом может быть предусмотрено использование распределенной структуры управления (рис. 1).

 

Рис. 1. Пример распределенной структура управления, реализованный на основе ЦП 1500-й серии (слева) и станций ET200M (справа) производства компании Siemens
Рис. 1. Пример распределенной структура управления, реализованный на основе ЦП 1500-й серии (слева) и станций ET200M (справа) производства компании Siemens

 

Контроллерное оборудование размещается в шкафах управления (рис. 2), построенных на базе напольных металлических корпусов ведущих производителей, которые доукомплектовываются модулями ввода/вывода, различными реле, контакторами, клеммами и другим вспомогательным оборудованием.

 

Рис. 2. Шкаф управления десорбцией, собранный сотрудниками АО «Иргиредмет»
Рис. 2. Шкаф управления десорбцией, собранный сотрудниками АО «Иргиредмет»

 

В качестве шкафов местного управления насосным оборудованием применяются навесные металлические шкафы с вынесенными на лицевую сторону (дверцу) органами управления и световой сигнализацией (рис. 3).

 

Рис. 3. Сборка шкафа управления насосами, выполненная сотрудниками АО «Иргиредмет»
Рис. 3. Сборка шкафа управления насосами, выполненная сотрудниками АО «Иргиредмет»

 

Верхний уровень реализованной системы включает операторскую станцию на базе автоматизированного рабочего места с двойным дисплеем, на котором отображаются мнемосхемы и различные отчеты, а также панель оператора, выполняющую функции резервного оперативного управления, визуализации и обработки данных (рис. 4).

 

Рис. 4. Операторская станция на базе автоматизированного рабочего места с двойным дисплеем (слева) и панель оператора (справа)
Рис. 4. Операторская станция на базе автоматизированного рабочего места с двойным дисплеем (слева) и панель оператора (справа)

 

Информация на экране рабочей станции оператора представляется в виде статических изображений, например, мнемосхем технологического процесса, числовых значений параметров, графиков изменения параметров во времени, текстовых сообщений о событиях в системе или состоянии технологического оборудования.

На рис. 5 представлены разработанные специалистами АО «Иргиредмет» видеограммы.

 

Рис. 5. Видеограммы:  1 — «Щелочь и электролиз»; 2 — «Кислотная обработка»;  3 — отделения десорбции
Рис. 5. Видеограммы: 1 — «Щелочь и электролиз»; 2 — «Кислотная обработка»; 3 — отделения десорбции

 

Способы представления информации, как правило, комбинируются. Тем самым оператор имеет возможность контролировать состояние запорных клапанов и работу насосного оборудования, уровень материала в емкостях, расход реагентов, давление в колоннах, а также управлять нагревом котла, клапанами и насосами и т.д.

 

Приборы и средства автоматизации

 

Основу технических средств для измерения технологических параметров составляют датчики от известных отечественных и зарубежных производителей, в том числе «Метран», Wika, Siemens, Endress+Hauser, Krohne, хорошо зарекомендовавшие себя в условиях обогатительных фабрик.

Датчики подбираются под заданные параметры индивидуально для конкретного технологического процесса.

При нормальном протекании процесса диапазон измеренной величины колеблется от 50 до 80% диапазона измерения датчика.

Вся регулируемая арматура оснащается контролем положения со стандартным сигналом обратной связи и конечными выключателями. Запорная арматура оснащается электрическими приводами с дискретным управлением. Оборудование КИПиА выбрано так, чтобы обеспечить устойчивую надежную работу систем контроля и регулирования, гарантировать точность, отвечающую требованиям технологического процесса.

 


 

АО «Иргиредмет» предлагает комплексный подход к реализации

автоматизированных систем управления для обогатительных фабрик —

от разработки системы и подбора оборудования до ввода в эксплуатацию

 

Внедрение современной системы автоматического управления на вашем производстве позволит:

• сократить эксплуатационные затраты за счет оптимизации технологического процесса;

• благодаря точному регулированию и контролю технологических показателей снизить перерасход реагентов и, как следствие, себестоимость готового продукта;

• существенно сократить износ оборудования и уменьшить количество возможных простоев благодаря непрерывному мониторингу аварийных параметров;

• осуществлять непрерывный мониторинг технологических показателей, способствующий проведению точной аналитики на всех этапах производства, что в дальнейшем положительно сказывается на оптимизации технологического процесса.

При разработке системы АО «Иргиредмет» придерживается комплексного подхода от разработки системы и подбора оборудования до ввода в эксплуатацию.

Сборка шкафного оборудования производится собственными силами, для чего в компании организованы специализированные производственные цеха.  Монтаж и пусконаладочные работы осуществляются специалистами в постоянном взаимодействии с проектировщиками системы и заводами-изготовителями поставляемого оборудования.

 


 

Сектор инжиниринга автоматизированных систем бюро ГИП,

АО «Иргиредмет»

+7 3952 728 729 (доб. 1241)

suhanov@irgiredmet.ru; gold@irgiredmet.ru

 


-0+2
Просмотров статьи: 207, комментариев: 3       

Комментарии, отзывы, предложения

Журавлев В., 18.06.22 06:29:11

Спасибо, интересно, контроль процессов дело нужное и современное. Но как сейчас будет с зарубежными датчиками? Вы написали: "Основу технических средств для измерения технологических параметров составляют датчики от известных отечественных и зарубежных производителей, в том числе «Метран», Wika, Siemens, Endress+Hauser, Krohne, хорошо зарекомендовавшие себя в условиях обогатительных фабрик."

"Рис. 1. Пример распределенной структура управления, реализованный на основе ЦП 1500-й серии (слева) и станций ET200M (справа) производства компании Siemens".

Вы рассматриваете возможность импортозамещения?

Барченков, 18.06.22 14:44:56 — Авторам

Пожалуй, Иргиредмет сделал большой шаг вперед, создав автоматическую систему управления отделением десорбции, электролиза и реактивации угля.

Однако, хотел бы напомнить, что еще в 1998 году при пуске и последующей работе цеха гидрометаллургии (ЦГМ) Самартинской ЗИФ была впервые автоматизирована операция автоклавной десорбции золота с насыщенного угля, которая позволила проводить процесс в заданном режиме без участия аппаратчика и получать богатый и бедный элюаты по золоту, обеспечивать минимальное содержание металла в угле после десорбции. Автоматизация десорбции была выполнена фирмой «ФЕСТО». Я, как технолог, принимал участие в разработке программы и внедрении в производство. Позже система автоматического управления операции десорбции угля вошла подсистемой в АСУ ТП ЦГМ. К сожалению, остальные операции отделения регенерации не были автоматизированы – кислотная обработка угля, реактивация и другие обошлись только контролем уровня растворов в емкостях.

Хотел бы обратить внимание авторов на следующее. Из описания автоматизированной системы отделения регенерации что-то не видно, что в ее составе находится подсистема реактивации угля. Операция реактивации является важной составной частью регенерации угля, т.к. освобождает поры сорбента от посторонних нежелательных примесей –масел, ксантогенатов, шламов, которые при высокой температуре возгоняются в паровоздушную среду и удаляются вытяжной вентиляцией. Кроме того, эта операция является одной из энергозатратных в схеме регенерации угля.

Хотя в составе шкафа управления печи реактивации имеется контроль и управление тремя температурными зонами, зачастую они выдерживаются неточно, что сказывается на качестве восстановления сорбционных свойств угля и увеличивая пережог угля. Также в этой операции большое значение имеет дозирование влажного угля в печь. Ручное управление подачей влажного угля в питание печи часто приводит к превышению производительности печи, что сказывается на качестве регенерированного угля. Если подача угля в печь реактивации меньше ее производительности, это приводит к пережогу угля, увеличивая переход угля в мелочь, не используемую в процессе сорбции.

Автоматизация процесса реактивации угля позволит точно выдерживать температурный режим, заданную производительность подачи угля в соответствии с характеристикой печи обеспечит высокое качество регенерированного угля и уменьшение энергозатрат и расход угля.

Из представленных видеограмм не совсем понятно, для какой схемы цепи аппаратов выполнена автоматизация десорбции и регенерации угля – для автоклавной десорбции Иргиредмета или для китайского варианта. Прошу разъяснить

Инженер, 20.06.22 13:52:52 — Авторам

Очевидно, что лучше работать с контролем процесса, чем без контроля. Так что хорошее дело предлагает Иргиредмет, нужное на любом предприятии с технологией угольной сорбцией.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Автоматизированная система управления отделением десорбции, электролиза и реактивации угля»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "одиннадцать прибавить 3":