一种基于专家控制系统智能生产片剂钒的方法与流程

1.本发明属于钒生产技术领域，具体涉及一种基于专家控制系统智能生产片剂钒的方法。


背景技术：

2.钒是一种稀有金属，其中片剂五氧化二钒是占据着钒市场的主要钒原料，生产片剂五氧化二钒常采用三步法工艺，三步法工艺依次采用盘式干燥机干燥、回转窑煅烧、反射炉熔化，在生产金属钒的过程中，金属钒的回收率、能耗、环保、质量等多个方面，存在设备故障率高、能耗高、产量低等缺点，为了适应产线指标提升、提产降耗、产品高端化、绿色环保等企业发展要求，在金属钒的生产过程中，如何维持系统负压稳定、钒液流稳定，实现煤气节能高效燃烧是亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于专家控制系统智能生产片剂钒的方法，旨在解决金属钒生产过程中设备故障率高、能耗高、产量低等问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于专家控制系统智能生产片剂钒的方法，包括以下步骤：
5.s1，原料仓中的原料多钒酸铵排入圆盘给料机中，经过电子皮带秤输送入闪蒸干燥机内，多钒酸铵随高温烟气排入至闪蒸布袋收集器中，得到干燥后的多钒酸铵，圆盘给料机与电子皮带秤组成进料量闭环控制系统，采集电子皮带秤的原料多钒酸铵的重量信号，获取每分钟加入闪蒸干燥机的原料多钒酸铵的重量，并根据原料多钒酸铵的重量调整圆盘给料机变频器的转速，实现闪蒸系统进料量稳定；
6.s2，干燥后的多钒酸铵从闪蒸布袋收集器中排入煅烧炉中，干燥后的多钒酸铵在煅烧炉中进行煅烧、分解、脱氨后形成粉状物料，排入煅烧布袋除尘器中，在煅烧炉进口、闪蒸布袋除尘器进口及出口分别安装负压检测变送器，实时检测各工序的负压，为熔化炉炉膛负压恒定控制提供反馈参数；
7.s3，煅烧布袋除尘器中的粉状物料通过计量螺旋输送机加入到熔化炉内，混合煤气燃烧，对熔化炉进行加热，将粉状物料熔化，熔融五氧化二钒液体通过旋转铸片机(粒化台)冷却、结晶、压辊压碎，生产出片状五氧化二钒产品，在熔化炉炉膛、闪蒸干燥机进口、干燥布袋除尘器进口及出口分别安装负压检测变送器，实时检测各工序的负压，为熔化炉炉膛负压恒定控制提供反馈参数，熔化炉炉膛内安装温度变送器，实时检测熔化炉炉膛温度；
8.s4，基于模糊控制理论，利用采集的原料多钒酸铵的重量信号、负压检测变送器的负压信号、温度变送器的温度信号，建造专家控制系统，专家控制系统通过采集的各种仪表信号来判断物料含水情况、煤气热值波动情况等，进而自动调整控制系统的设定参数，实现全系统工艺安全联锁及报警、自动停车。
9.在一种可能的实现方式中，煅烧布袋除尘器上连通煅烧引风机，用于排出煅烧产
生的废气，煅烧引风机入口安装负压检测变送器。
10.在一种可能的实现方式中，煅烧引风机速度控制采用pid调速，pid设定值为熔化炉期望负压，反馈值为熔化炉的实际负压值。
11.在一种可能的实现方式中，煅烧引风机连通氨氮废水治理装置。
12.在一种可能的实现方式中，闪蒸布袋除尘器上连通干燥引风机，用于排出干燥产生的废气，干燥引风机入口安装负压检测变送器。
13.在一种可能的实现方式中，干燥引风机速度控制采用pid调速，pid设定值为熔化炉期望负压，反馈值为熔化炉的实际负压值。
14.在一种可能的实现方式中，干燥引风机连通氨氮废水治理装置。
15.在一种可能的实现方式中，熔化炉上设置有煤气调节阀，煤气调节阀开度采用pid控制，pid设定值为熔化炉期望温度，反馈值为熔化炉的实际温度。
16.在一种可能的实现方式中，使用dcs系统，通过采集现场基础自动化系统反馈参数、结合专家数据库控制策略，对执行元件进行调节控制(调节阀开度、变频器输出转速)，进而实现物料负压稳定及钒液流稳定、煤气节能燃烧。
17.本发明提供的一种基于专家控制系统智能生产片剂钒的方法的有益效果在于：
18.与现有技术相比，在片状五氧化二钒生产过程中，原料多钒酸铵从原料仓中经过圆盘给料机、电子皮带秤输送入闪蒸干燥机内，对闪蒸干燥机进行加热，加速对原料多钒酸铵的干燥，干燥后的多钒酸铵随高温烟气排入至闪蒸布袋收集器中，得到干燥后的多钒酸铵，然后排入煅烧炉中，对煅烧炉进行加热，多钒酸铵在煅烧炉中进行煅烧、分解、脱氨后形成粉状物料，排入煅烧布袋除尘器中，煅烧完成得到的粉状物料加入到熔化炉内，混合煤气燃烧，粉状物料熔化，得到熔融五氧化二钒液体，通过旋转铸片机(粒化台)冷却、结晶、压辊压碎得到片状五氧化二钒产品；在生产过程中，给料干燥流程中，圆盘给料机与电子皮带秤组成进料量闭环控制系统，通过获取电子皮带秤的原料多钒酸铵的重量信号，得到进入闪蒸干燥机的原料多钒酸铵的重量，反馈调整圆盘给料机变频器的转速，用以实现闪蒸系统进料量的稳定，在煅烧流程中，在煅烧炉进口、闪蒸布袋除尘器进口及出口分别安装负压检测变送器，利用负压检测变送器实时检测各工序的负压情况，为熔化炉炉膛负压恒定控制提供反馈参数，在融化流程中，在熔化炉炉膛、闪蒸干燥机进口、干燥布袋除尘器进口及出口分别安装负压检测变送器，利用负压检测变送器实时检测各工序的负压，为熔化炉炉膛负压恒定控制提供反馈参数，熔化炉炉膛内安装温度变送器，实时检测熔化炉炉膛温度，基于模糊控制理论以及采集得到的各种信号，建造专家控制系统，专家控制系统通过采集的各种仪表信号来判断物料含水情况、煤气热值波动情况等，进行调节控制，例如控制煤气调节阀开度、变频器输出转速等，进而实现物料负压稳定及钒液流稳定、煤气节能燃烧。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例提供的生产片剂五氧化二钒的工艺流程图。
具体实施方式
21.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.请参照图1，现对本发明提供的一种基于专家控制系统智能生产片剂钒的方法的一种具体实施方式进行说明，包括以下步骤：
23.s1，原料仓中的原料多钒酸铵排入圆盘给料机中，经过电子皮带秤输送入闪蒸干燥机内，熔化炉中产生高温烟气，对闪蒸干燥机进行加热，对多钒酸铵进行干燥，干燥后的多钒酸铵从闪蒸干燥机顶部出口处，随高温烟气排入至闪蒸布袋收集器中，得到干燥后的多钒酸铵，闪蒸布袋除尘器上连通干燥引风机，用于排出干燥产生的废气，干燥引风机同时连通氨氮废水治理装置,用于处理生产过程中产生的废气废液，圆盘给料机与电子皮带秤组成进料量闭环控制系统，采集电子皮带秤的原料多钒酸铵的重量信号，获取每分钟加入闪蒸干燥机的原料多钒酸铵的重量，并根据原料多钒酸铵的重量调整圆盘给料机变频器的转速，实现闪蒸系统进料量稳定，干燥引风机入口安装负压检测变送器，实时检测工序的负压，为熔化炉炉膛负压恒定控制提供反馈参数，干燥引风机速度控制采用pid(pid是目前应用于装备控制和自动化生产中一种比较成熟的控制方法，其具有算法相对简单、稳定性高和鲁棒性好的优点)调速，pid设定值为熔化炉期望负压，反馈值为熔化炉的实际负压值；
24.s2，干燥后的多钒酸铵从闪蒸布袋收集器中排入煅烧炉中，混合煤气在热风炉中燃烧，产生的热空气对煅烧炉进行加热，干燥后的多钒酸铵在煅烧炉中进行煅烧、分解、脱氨后形成粉状物料，排入煅烧布袋除尘器中，煅烧布袋除尘器上连通煅烧引风机，用于排出煅烧产生的废气，煅烧引风机同时连通氨氮废水治理装置,用于处理生产过程中产生的废气废液，在煅烧炉进口、闪蒸布袋除尘器进口及出口、煅烧引风机入口分别安装负压检测变送器，实时检测各工序的负压，为熔化炉炉膛负压恒定控制提供反馈参数，煅烧引风机速度控制采用pid调速，pid设定值为熔化炉期望负压，反馈值为熔化炉的实际负压值；
25.s3，煅烧布袋除尘器中的粉状物料通过计量螺旋输送机加入到熔化炉内，混合煤气燃烧，对熔化炉进行加热，将粉状物料熔化，熔融五氧化二钒液体通过旋转铸片机(粒化台)冷却、结晶、压辊压碎，生产出片状五氧化二钒产品，熔化炉上设置有煤气调节阀，煤气调节阀开度采用pid控制，pid设定值为熔化炉期望温度，反馈值为熔化炉的实际温度，在熔化炉炉膛、闪蒸干燥机进口、干燥布袋除尘器进口及出口分别安装负压检测变送器，实时检测各工序的负压，为熔化炉炉膛负压恒定控制提供反馈参数，熔化炉炉膛内安装温度变送器，实时检测熔化炉炉膛温度；
26.s4，基于模糊控制理论(这一概念1974年提出，其核心是对复杂的系统或过程建立一种语言分析的数学模式，使自然语言能直接转化为计算机所能接受的算法语言)，利用采集的原料多钒酸铵的重量信号、负压检测变送器的负压信号、温度变送器的温度信号，使用dcs系统(集散控制系统简称dcs，采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式，其主要特征是它的集中管理和分散控制，dcs在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用)，通过采集现场基础自动化系统反馈参数、结合专家数据库控制策略，建造专家控制系统，专家控制系统通过采集的各种仪表信号来判断物料含水情况、煤气热值波动情况等，对执行元件进行调节控制(调节阀开度、变频器输出
转速)，进而实现物料负压稳定、钒液流稳定、煤气节能燃烧、全系统工艺安全联锁及报警、自动停车等。
27.本发明提供的一种基于专家控制系统智能生产片剂钒的方法，与现有技术相比，在片状五氧化二钒生产过程中，原料多钒酸铵从原料仓中经过圆盘给料机、电子皮带秤输送入闪蒸干燥机内，利用熔化炉产生的高温烟气对闪蒸干燥机进行加热，加速对原料多钒酸铵的干燥，干燥后的多钒酸铵随高温烟气排入至闪蒸布袋收集器中，得到干燥后的多钒酸铵，然后排入煅烧炉中，借助混合煤气在热风炉中燃烧对煅烧炉进行加热，多钒酸铵在煅烧炉中进行煅烧、分解、脱氨后形成粉状物料，排入煅烧布袋除尘器中，煅烧完成得到的粉状物料加入到熔化炉内，混合煤气燃烧，粉状物料熔化，得到熔融五氧化二钒液体，通过旋转铸片机(粒化台)冷却、结晶、压辊压碎得到片状五氧化二钒产品；在生产过程中，给料干燥流程中，圆盘给料机与电子皮带秤组成进料量闭环控制系统，通过获取电子皮带秤的原料多钒酸铵的重量信号，得到进入闪蒸干燥机的原料多钒酸铵的重量，反馈调整圆盘给料机变频器的转速，用以实现闪蒸系统进料量的稳定，在煅烧流程中，在煅烧炉进口、闪蒸布袋除尘器进口及出口分别安装负压检测变送器，利用负压检测变送器实时检测各工序的负压情况，为熔化炉炉膛负压恒定控制提供反馈参数，在融化流程中，在熔化炉炉膛、闪蒸干燥机进口、干燥布袋除尘器进口及出口分别安装负压检测变送器，利用负压检测变送器实时检测各工序的负压，为熔化炉炉膛负压恒定控制提供反馈参数，熔化炉炉膛内安装温度变送器，实时检测熔化炉炉膛温度，基于模糊控制理论以及采集得到的各种信号，建造专家控制系统，专家控制系统通过采集的各种仪表信号来判断物料含水情况、煤气热值波动情况等，进行调节控制，例如控制煤气调节阀开度、变频器输出转速等，进而实现物料负压稳定及钒液流稳定、煤气节能燃烧。
28.作为本发明提供的一种基于专家控制系统智能生产片剂钒的方法的一种具体实施例，请参照图1，生产片剂五氧化二钒的工艺流程具体如下：
29.第一步，干燥，将原料仓中的原料多钒酸铵(通常含水≤30％)排入圆盘给料机中，经过电子皮带秤输送入进料仓中，由进料仓排入闪蒸干燥机内，利用熔化炉产生的350～450℃高温烟气作为热源，控制闪蒸干燥机温度在300～450℃内，将原料多钒酸铵干燥至含水量小于1％以下，干燥后的物料从闪蒸干燥机主机顶部出口由烟气携至闪蒸布袋收集器收集得到干燥后的多钒酸铵，闪蒸布袋除尘器上连通干燥引风机，用于排出干燥产生的废气，干燥引风机同时连通氨氮废水治理装置,用于处理生产过程中产生的废气废液；
30.第二步，煅烧分解，干燥后的多钒酸铵经中间料仓ⅰ、计量螺旋输送机排入煅烧炉中，热风炉中混合煤气加热的产生的热风(550～650℃)，以此作为热源对煅烧炉(主炉、副炉)进行加热，将干燥后的多钒酸铵在煅烧炉中在550～650℃下进行煅烧、分解、脱氨后形成粉状物料，而高温烟气通过煅烧炉副炉出口经双管旋风收尘器、换热器换热后形成200℃以下烟气经煅烧布袋收尘器收集，煅烧布袋除尘器上连通煅烧引风机，用于排出煅烧产生的废气，煅烧引风机同时连通氨氮废水治理装置,用于处理生产过程中产生的废气废液，换热器换热得到的热风(200～300℃)作为熔化炉和热风炉补热风用。
31.第三步，熔化，粉状物料经煅烧布袋收尘器、中间料仓ⅱ及计量螺旋输送机加入到熔化炉内，用混合煤气加热，在700～850℃下将粉状物料熔化，熔融五氧化二钒液体通过旋转铸片机(粒化台)冷却、结晶、压辊压碎，产出片状五氧化二钒(片剂钒)产品。
32.作为本发明提供的一种基于专家控制系统智能生产片剂钒的方法的一种具体实施例，以实际生产过程中控制操作举例说明。
33.生产过程中的圆盘给料机、干燥引风机、煅烧引风机、熔化炉温度控制模式全部选为“自动”控制模式，圆盘给料机变频电机速度设定为10hz，电子皮带秤显示分钟进料量为20千克；干燥引风机入口负压设定为-1600pa，风机变频器速度在35hz左右；煅烧引风机入口负压设定为-1500pa，风机变频器速度在35hz左右；熔化炉炉温设定为820℃，煤气调节阀开度在40％左右，全系统稳定运行，熔化炉钒液流稳定。
34.假设出现煤气热值降低，为保证熔化炉温度达到820℃，熔化炉煤气调节阀pid控制系统动作，将煤气调节阀开度由40％增加大80％，但30分钟后，熔化炉温度持续降低，此时，专家系统判断“煤气热值偏低”，专家系统随即在画面弹出警示信息“煤气热值降低低，请降低闪蒸进料量”，岗位人员按照提示信息手动降低闪蒸圆盘给料机的速度，由7hz降到5hz，闪蒸干燥机进料量也随即降低，30分钟后，熔化炉温度上升到炉温设定温度值(820℃)，全系统达到一个新的平衡，熔化炉钒液流量稳定。
35.假设在正常生产过程中，干燥引风机频率已达到45hz，但熔化炉炉膛依然是正压，此时，专家系统判断干燥烟气管道堵，画面弹出报警，指示岗位人员清理熔化炉管道。
36.假设煤气总阀阀后压力低于3.5kpa，专家系统预警煤气压力低，在画面弹出报警；煤气总阀阀后压力低于3kpa，专家系统预警煤气压力极低，自动切断煤气阀，并同时在画面弹出报警，煅烧引风机、干燥引风机自动高速运转。
37.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。