Система автоматического управления схемой оборотного

Валимухметова Юлия Рестемовна
студент группы АУ-М-05
Научный руководитель: Певзнер Леонид Давидович
проф., д.т.н.
Московский государственный горный университет
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СХЕМОЙ
ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ НУРКАЗГАНСКОЙ
ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ
REVERSE WATER SUPPLY AUTOMATIC MANAGEMENT SYSTEM
OF NURKAZGAN PROCESSING PLANT
В технологии извлечения меди на обогатительных фабриках
обогащение осуществляется в водных средах с последующей флотацией.
Обогатительные фабрики относятся к отрасли промышленности,
потребляющей большое количество воды, которая расходуется для
приготовления растворов реагентов, охлаждения технологического
оборудования, мокрую уборку помещений. От рационального
использования воды, зависит производительность фабрики, а также
состояние водных ресурсов в ее окрестности.
На обогатительной фабрике «Нурказган» г. Темиртау Республики
Казахстан предусмотрена технология переработки руд методом флотации.
Для экономии и рационального использования водных ресурсов, на
фабрике организована система оборотного водоснабжения.
Наиболее крупных масштабов оборотное водоснабжение достигло на
обогатительных фабриках и при гидравлической добыче полезного
ископаемого. Схемы оборотного водоснабжения предусматривают
постоянное полное или частичное использование производственных
стоков.
Наиболее распространённая и простая схема оборотного
водоснабжения: «предприятие – шламонакопитель – предприятие». В этом
случае схема водоснабжения [1] состоит из устройства по забору
оборотной воды из шламонакопителя, транспортировки её (насосами или
самотёком) до резервуара воды на фабрике с последующим
распределением по точкам потребления.
Полное оборотное водоснабжение характеризуется использованием
всех производственных стоков без их сброса. Потери воды от испарения,
фильтрации и c продуктами, выводимыми из технологического процесса,
восполняются свежей водой в любом месте (шламонакопителе, резервуаре,
трубопроводе). Полное оборотное водоснабжение может быть
организовано при осветлении суспензии отходов обогатительных фабрик в
отстойниках c применением флокулянта (слив используется как оборотная
вода, а сгущённый продукт направляется в шламонакопитель на
дальнейшее отстаивание).
На рис. 1 изображена технологическая схема [2], разрабатываемой
системы автоматического управления.
Разрабатываемая
система
автоматического
регулирования
предназначена для процесса разубоживания пульпы и оптимального
расхода оборотной воды в технологическом процессе рудоподготовки.
Отвальные
хвосты
Товарный
концентрат
Реагент
Магнафлок 336
Сгуститель
d=35
Сгуститель
d=15
Классификация
Гидроциклоны
Емкость
оборотного
водоснабжения
В цех
флотации
Пески
Vполез =400 м3
Задвижка 2
Вода оборотная
МШЦ
Вода оборотная
Дезинтеграция
Пульпа
Задвижка 1
ρ
Пульпа
h
Скруббер
Вода оборотная
Руда
Вибрационный грохот
Насосы
водяные
Зумпф 2
Пульпа
h
ρ
Пульпа
Зумпф 1
Пульповый
насос 2
Пульпа
Пульповый
насос 1
Рис. 1.
Внедрение системы автоматического регулирования позволит
снизить количество сбрасываемых сточных вод и уменьшить потребности
в свежей воде, что дает большой экономический и экологический эффект.
Разработка
математического
описания
процесса
водного
разубоживания пульпы выполнена на основе описания каждого агрегата
технологической линии с помощью теории автоматического управления. В
результате исследования на основе рисунка 1 была создана структурная
схема, которая отражает в себе последовательность действий, а также
формирование сигналов управления, через которые осуществляется
управление подачей воды.
При решении поставленных задач в работе были использовано
компьютерное моделирование в среде пакета прикладных программ
MatLab, разработанная схема моделирования приведена на рис. 2.
Значение исходного потока воды составляет, согласно техническим
характеристикам емкости оборотного водоснабжения, 750 м3/час. Этот
поток поступает на насосную станцию, состоящую из двух водяных
насосов. Значение потока воды, пропорциональное потоку руды, поступает
на вход скруббера посредством задвижки 1. При дезинтеграции в
скруббере находится от 45-49% твердого. На вибрационный грохот
поступает дополнительное количество воды в размере 10 м3/час, после
просеивания руды, фракция поступает в зумпф 1. С помощью регуляторов
плотности (РП1) и уровня (РУ1) организуется подача воды через задвижку
1.
ДУ 1
ДП 1
-
РУ 1
РП 1
ЗДВ 2
-
Модель
НВ1
ЗаДТ 1
Модель
емкости ОВ
РУ 1
Модель
НВ2
РП 1
Модель
скруббера
ЗДВ 1
Модель
вибрационного
грохота
ЗаДТ 2
Модель
зумпфа 1
Модель
НП1
Модель МШЦ
Модель
зумпфа 2
Модель
НП2
Модель
ГЦ
Модель
ГЦ
ДП 1
ДУ 1
Рис. 2.
Далее пульпа, посредством насоса НП1, поступает в шаровую
мельницу с центральной разгрузкой. Также управляемой задвижкой
подается поток технологической воды. Содержание твердого в мельнице
должно варьироваться от 35% до 40%. В зумпфе 2 происходит аналогичное
регулирование плотности и уровня пульпы, регуляторами РУ2 и РП2.
Пульповым насосом НП2 фракция качается на гидроциклоны. Мельница
работает в замкнутом цикле с гидроциклонами. Слив гидроциклонов по
желобу, самотеком поступает на основную медную флотацию. Пески
гидроциклонов поступают на доизмельчение в шаровую мельницу.
После осуществления оптимальной настройки ПИД-регуляторов, по
модульному оптимуму, были получены переходные характеристики,
удовлетворяющие техническому заданию.
Литература
1. Шакиров Н.Х., Мазнев В.И., Ахметов А.Т. Технологические решения. Автоматизация технологических процессов. Жезказганский проектный институт.
2. Ахметов А.Т. Спецификация Нурказганской обогатительной
фабрики.
Аннотация
Приводится описание системы автоматического управления схемой
оборотного водоснабжения Нурказганской обогатительной фабрики.
Рассмотрены технологическая схема и создана схема управления расходом
воды. Синтез системы проведен над процессом разубоживания пульпы, с
помощью контроля и стабилизации плотности и уровня в зумпфах.
Ключевые слова
оборотное водоснабжение, обогатительная фабрика, система
управления, пульпа, мельница, зумпф, ПИД-регулятор, регулятор уровня,
регулятор плотности