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關鍵詞 PLC控制技術 特點 現狀 發展方向
中圖分類號:TM571 文獻標識碼:A
0 引言
目前PLC已被廣泛應用于機械制造、電力、航空、造紙、化工、冶金、礦業、輕工及汽車等各個行業,成為工業自動化領域3大技術支柱(PLC、CAD/CAM技術和工業機器人)之一,并一度占據首位。但隨著微處理器、通信和網絡、人機界面技術及SMT(表面安裝技術)工藝等的迅速發展,自動控制領域的新技術、新產品不斷涌現,嵌入式技術、PC-BASED(測控技術)、工業IT技術正在迅速改變控制系統的格局,PLC正面臨日益尖稅的挑戰。
為了應付這種嚴峻的形勢,生產PLC的各家公司已相應地調整研制戰略,采用改進設計、提高性能,轉向開放的體系結構等措施來迎接挑戰,PLC在不斷融合新興技術的進程中表現出更強大的生命力,目前仍是工業領域主流的控制產品。
1 PLC控制技術的特點
可靠性高,抗干擾能力強;I/O接口模塊豐富;體積小、重量輕、功耗低、易于安裝;通用性強、控制程序可變、使用方便;功能強、適應面廣;設備完善、適應性強;程序編制簡單、易學易用。
2 PLC控制技術的應用現狀及應用領域
2.1 PLC在國內應用現狀分析
我國大中型企業普遍采用了先進的自動化系統對生產過程進行控制,但絕大部分小型企業尚未應用自動化系統和產品對生產過程進行控制。隨著競爭的日益加劇,越來越多的小型企業將采用經濟、實用的自動化產品對生產過程進行控制,以提高企業的經濟效益和競爭實力,按目前的經濟形勢分析,巨大的市場需求為發展PLC業務提供了難得的歷史機遇,我國將迎來一個PLC市場高速增長的時期。
2.2 PLC應用領域
經過20多年的工業應用,PLC,使用情況大致可歸納為如下幾類:
(1)用于開關量邏輯控制。它是PLC的最廣泛也是最基本的應用領域。可以取代繼電器控制裝置,如機床與電動機電氣控制,還可用來取代順序控制和程序控制,如上料和皮帶運輸等。
(2)用于閉環過程控制。過程控制是對溫度、壓力等連續變化的模擬量的閉環控制。現在PLC都配有PID子程序,這一功能可以用PID子程序或專用的PID模塊實現,PID閉環控制功能已廣泛用于鍋爐、冷凍、反應堆、水處理,還可用于閉環的位置和速度控制。
(3)用于數據處理。PLC具有算術運算、數據轉換、數據傳送、查表、排序及位操作等功能,可以和數字控制(NC)及計算機數控(CNC)組成一體,實現數值控制。數據處理一般應用于大型控制系統,如無人柔性制造系統,也可用于過程控制系統,如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。
(4)用于機器人控制。隨著自動化網絡的形成與發展,應用機器人的領域不斷擴大,PLC也可以控制機器人。
(5)組成多機控制系統。隨著計算機控制技術的發展,工廠自動化(FA)逐步興起,部分PLC廠家也建立了多層控制系統,并向制造自動化通訊協議MAP靠擾,實現PLC與上位計算機、PLC之間、PLC與I/O之間的通信。
3 PLC控制技術的發展方向
21世紀,PLC會有更大的發展。從技術上看,PLC的設計和制造在融合計算機發展的新技術、新成果的基礎上,將會使產品速度更快、存儲容量更大、可靠性更高。從規模上看,PLC會進一步向體積更小,功能更強、專用化更強和性價比更高的微小型和高可靠性、兼容性好、高容錯性和多功能的大型化方向發展。從網絡技術方面看,PLC將和工業控制計算機聯網組成大規模的控制系統。目前DCS(計算機集散控制)系統中已有大量的PLC應用,隨著網絡的發展,作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分的PLC將在工業控制等眾多領域發揮更大的作用。通信標準化方面,PLC從單機控制自動化向系統生產自動化過渡,這就要求PLC與上位計算機、PLC之間、PLC與I/O之間能及時、準確互通信息,以便能步調一致地進行控制和管理。機電一體化方面,機電一體化技術是新型一項技術,發展前景廣闊,它是是機械、電子、信息技術三者的融合,它的產品通常由機械本體、微電子裝置、傳感器、執行機構等部分組成。為了滿足機電一體化的需要,PLC正在增大存儲容量和加快運算速度等方面入手,增強自身功能,同時還在進一步縮小體積,加強堅固性和密封性,提高可靠性和易維護性。 PLC的容錯系統是當前發展最快的一個領域,有廣闊的市場。集成化方面,硬件上對一體型PLC集成多種特殊功能,而對模塊型PLC,增加特殊功能模塊;軟件上使復雜的程序集成,具備打包功能,這樣,使用者可以根據控制系統特性,進行指令開發,同時也增強了程序的保密性。
總之,現代PLC控制技術將向體積更小、功能更強、價格更低、速度更快的微小型方向發展,同時也會朝著大型網絡化、兼容性好、功能全及可靠性高的方向發展。據美國專家調查,2000年PLC占控制市場的份額超過了50%。在網絡信息技術高速發展的時代,PLC控制技術也將逐步得到優化,也必將擁有更為廣泛的發展前景。
參考文獻
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[2] 黃永祥.簡述PLC的抗干擾問題[J].水泥科技,2007(9):55-56.
[關鍵詞]工業控制;DCS系統;電磁干擾;抑制措施
中圖分類號:TQ171.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)06-0041-01
1 引言
在工業自動化控制過程,DCS系統則是在微處理器的基礎上按照控制功能分散、顯示操作集中和綜合協調設計的要求所設計的新一代儀表控制系統。這種控制系統,它融合了計算機、通訊、控制和顯示等科技技術,已在核電、火電、石化、化工、冶金、建材、煤炭等諸多領域都到普遍的應用。應用該控制技術,有效提高了所在領域的生產效率,使所在控制的地方自動化水平得到了整體的快速提高。但是,DCS系統中的電磁兼容問題,從而也影響了工業使用的儀表、電源和較為敏感的傳感器等設備工作的穩定和可靠性問題。所以,隨著自動化體系的飛速發展和廣泛應用,而DCS中所存在電磁干擾問題必須要引起足夠的重視。在此,我們對DCS系統產生電磁干擾的原因進行分析,并提出相應的抑制措施,希望對該類型的控制系統應用能有所幫助及借鑒參考。
2 DCS系統發展情況
1)DCS系統的概念。DCS系統實質上就是分散控制系統的簡稱,它具有分散控制、集中操作、危險分散、配置靈活等的特點。自從上個2O世紀中期首套DCS系統問世以來,隨后便在工業生產控制系統中就發揮了重大的作用,接著又被普遍運用在石化、造紙、冶金、煤炭、建材等眾多領域和行業之中,如今它已經應用的非常普遍了。
2)DCS系統的發展簡況。就DCS系統而言,它也是現代工業自動化控制的核心部分,其體現著自動化控制技術和通訊技術在工業應用的水平。而最早的DCS系統,則是由日本和美國的公司分別研發出來的,并投入到工業使用中取得成功的。此后,許多國家的自動化企業便也進入了該系統的開發行列。在進入經濟全球化的現代時期,我國為縮小在自動化技術控制方面與發達國家的差距,相繼也在國內研發、推廣應用了自己國產的DCS系統。
3)DCS系統的應用簡況。作為DCS系統,一般都是采用分層控制,即不同的層存在對應的通訊協議,最底層則為儀表和執行機構。而現代PLC系統和DCS等系統都融合了在一起,各個系統間的通訊規則也都有國家的規范標準要求,按此整體設計控制系統。
3 DCS系統的電磁干擾
DCS系統應用過程中,在對DCS系統實際運行的研究中也不斷發現,該系統的電磁干擾源,其主要源于控制系統的內部干擾和工作環境的外部干擾兩個部分,它主要包括四個方面:
1)輻射造成的干擾問題。由于電器設備和電力網絡的暫態問題,以及無線電波和高頻感應加熱設備所產生的高頻電磁波,都能使電子設備處在電場和磁場的包圍中而對其產生很大的干擾,通常把它叫做輻射干擾。輻射干擾的分布具有很大的隨機性。一方面,輻射可以直接作用在電路上來影響DCS系統內部從而產生干擾;另一方面,輻射也能夠影響通訊網絡按照感應機理破壞而產生干擾。
2)接地系統混亂造成的干擾問題。在運行過程中,接地則是DCS系統正常運行的前提條件。良好的接地方法,可以有效的抑制電磁干擾的作用,而錯誤或不正確的接地,則會引入強烈的干擾信號,并破壞DCS系統的正常運行。所以DCS系統的接地應包括安全地、交流地、信號地和邏輯接地等。對于正確的接地系統,則能夠在供電設備或者控制設備發生問題時,將較大的電流快速的排放到大地中去,并起到很好的屏蔽DCS系統。接地混亂,則會使不同接地點的電位分布差別較大,從而造成地環路電流,影響DCS系統工作的可靠性和穩定性。
3)電源內部原因造成的干擾問題。如果電源的濾波功能欠佳、內部的電壓浮動較大等原因,從而就會引起DCS系統發生故障。這種事例也比較多,在調試中也會經常碰到。在使用性能良好的DCS電源時,此類問題就會迎刃而解。DCS系統所使用電源,通常來自與電網。但是,電網由于分布范圍很大、有較大的電力設施的啟停、電網中發生短路時的暫態沖擊等原因,也很容易受到空間電磁干擾而在線路中產生感應的電壓和電流,從而就會干擾DCS系統。所以DCS系統需要使用隔離電源,不過因為結構和工藝的原因,有時往往并不能達到預期的隔離性能和效果。而事實上,絕對程度上的隔離則是理想化的,采取一定的措施,也基本上能達到所要的效果。
4)信號線引入造成的干擾問題。在信號傳輸系統中,由于傳輸各種有效信號的大量信號傳輸線和DCS系統相連,在傳輸信號的同時,也必然會侵入外部的干擾信號。一般信號傳輸線在空間電磁輻射的作用下,其上面的外部干擾也是非常嚴重的。而信號所帶來的干擾會導致輸入、輸出信號端口不能正常工作,這是對事物的測量精度也會大幅度下降,在某些情況下也可能造成元件壽命的折損。假如系統的隔離能力比較低的情況下,也會引起信號之間相互作用,從而導致供地系統總線回流而發生死機等現象。事實也證明,DCS系統由于采用了信號線所帶來的干擾使大量的I/O模塊受到損傷。因此,引起系統不能正常工作的事故也會多發。對此,應注重之。
3 DCS系統抑制電磁干擾的主要措施
對DCS系統的電磁干擾情況來說,其原因也有許多種,它們都會破壞系統的正常工作,因此在設計系統和調試時,都必須采取一定的方法來抑制這些干擾,保障被控系統能正常運行。為實現這個目的,就要針對以上的干擾問題,提出相應的抑制具體措施。
針對電磁場的不同頻率,就有可能影響到空間輻射,這時可以設置屏蔽電纜和DCS局部屏蔽以消除之,其中利用雙絞線的屏蔽電纜也是一種有效的解決辦法。對于電網系統的干擾,可以采用不間斷供電電源的供電結構,其中低通濾波器就能夠過濾高頻率的干擾信號;對與DCS系統相連的信號線,應經過可靠的屏蔽和接地等措施來加以處理(如采用屏蔽電纜等方法);將電纜屏蔽層兩端部分接地,以能夠構造成地環路,這種方法中的電流在傳遞過程中有可能干擾到信號增強接地系統的可靠性。總之,針對不同的系統設計布局,各個環節都要采取必要的防干擾措施,以保證控制系統能確保正常運行。
4 結束語
綜上所述,根據對DCS系統常見有關問題的分析及其相應抑制措施的分析,我們明顯可以看到,為了增強系統抵抗電磁干擾的影響能力,就需要采取相應的抑制措施。這些措施必須要有針對性,以可靠保障屏蔽或防止干擾信號的竄入,從而保證整個控制系統能可靠、穩定正常運行。根據工程實踐經驗,合理設計、布局防干擾措施,這也可以為系統設計等提供參考,為類似防干擾工程控制提供借鑒。
參考文獻
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【關鍵詞】快速成型;新技術;激光熔覆
對加工過程的追求并伴隨計算技術的飛速發展,個人計算機已可以處理復雜的三維實體模型。無論是1952年誕生于美國麻省理工學院的第一臺數控銑床,還是如今如火如圖的“3D”打印技術,它們都依賴于由若干函數集所組成的三維實體模型,借助計算機強大的瞬時計算能力,算出約束條件下三維實體模型在二維平面上的投影。計算機輔助制造(CAM)依然構造約束條件(函數集/建立數學模型),運算,得到結果。
綜上,整個現代制造工業就是建立在虛擬的三維實體模型之上。雖然各加工軟件、計算機輔助設計采用不同的函數表達形式,但其背后均有統一的數學思想,依靠同樣的數學原理表達曲線,構造嚴密的邏輯關系,因此它們是可以被統一到同一個模型之下的。
在現代大規模CAPP/CAM實踐中,已經證明數字化圖紙,甚至背后起決定作用的數學模型(三維實體模型)是可以借助IT系統在全公司范圍內不斷變換表現形式,或表達于生產線下,或者轉化為機床內部的NC代碼,甚至OA系統中的統計結果,無論如何變換依然可以歸結為同一個模型。這為建立統一的制造系統打下了基礎。
在傳統機械的加工中,完成的是對實體的減加工,但有減有增才可以完成一個閉環,才會接近凱文·凱利在《失控》里描述的那個自組織的無機“生命體”。從這個角度,快速成型等增量加工方式的出現,使機械體有了生命體的影子。正因為本質上統一的數學模型,并借助于逐漸形成閉環的加工能力,我們幾乎看到了全自動生產工廠的影子。而成熟快速成型加工方式的出現,第一次使整個制造系統有機會形成了一個可見的閉環。凱文·凱利在《失控》在闡述了他對自然界的觀察:簡單邏輯維持的蟑螂,卻是整個自然界最好的適應者。在書中,他表達了的這樣一種思想:復雜,真的就是最優?
下面,著重介紹這個可能的閉環中新出現的技術。
當今主流的快速成型技術,除光敏樹脂成型外,還可以利用金屬粉末直接形成零件。光敏樹脂由于材料本身強度有限、種類單一,因此限制了它的發展,目前主要用于快速成型的技術展示,部分商業化。而以金屬粉末為主的快速成型技術,由于材料種類很多,強度等主要技術指標可以滿足不同的設計要求,因此具有非常大的發展空間。如采用選擇性激光燒結(SLS),原材料的利用率甚至接近100%,且無需支撐和模具。該方法避免了在傳統制造過程中為保證鑄件質量,必須設計澆冒口等冗余部件,也不用考慮芯模。在充保護氣體甚至抽真空后,可以有效的減少水蒸氣,因而大幅降低傳統鑄造過程中不可避免的鑄造缺陷。同時,因熔液流動范圍較小,因此在制造過程中,更容易分析應力集中區,便于數據積累,便于后期手動甚至自動優化工藝過程。
目前主流的快速成型方法:無不是通過將三維實體模型降低一個維度而實現僅通過一個二維平面內的工作頭,對面的堆砌最后形成實體。理論上,Z軸上實體的邊沿不是一個連續曲線,但依據極限的思想,只要層數無限細分,是可以無限接近于實體。因此在效率和精度之間,是可以有所選擇的。降維的思想,同樣出現在《金屬板材漸進成形CAM技術研究》中,作者受快速成型中廣泛采用的該降維思想啟發,通過使板材沿路徑包絡面逐次變形,即以工具的運動所形成的包絡面代替模具的型以對板材進行逐次局部變形代替整體成形,將板材直接成形為目的形狀。同時,由于采用漸進性成型方式,極大的減少了對模具的依賴程度。從理論上,極限只是一種假象,離散型結果即使再趨近于線性結果,它門之間還是會有縫隙存在。但在宏觀實際中,這點差距是可以通過無數次的修正并最終被“忽略”。在實踐中,采用漸進性成型最高高度,甚至最終超過采用沖壓成型方式所達到的高度。但是,采用漸進性成型方式,所需時間遠超沖壓成型。類似的現象也出現在快速成型中,快速成型技術對于小批量復雜零件相比傳統加工具有優勢,但大批量零件,傳統工藝方法仍具有非常大的優勢。但是否可以為快速成型增加幾個維度,就如同加工中心那樣通過復合加工減少加工過程,最終達到優于傳統工藝方法的目的,還有待考證。
目前主流的金屬快速成型技術,均采用大功率激光頭直接照射金屬粉末,使其熔化、熔合直至最終形成零件。主要加工設備:激光束,它也是光波的一種,因此它會被材料反射,降低吸收率。相比通過將材料表面打磨毛增加漫反射的方式提高吸收率,不若直接將材料粉末化增大單位材料的表面積,進而大幅提高材料的吸收率。岳燦甫在《金屬粉末激光微成形實驗的研究》里證明,采用粉末化后,有些材料的熔點甚至下降了上百度。但是最理想加工方式當然是通過直接作用于零件本身而達到加工目的。這樣使生產過程更加柔性化,即使在加工過程中出錯,也可以返工修補。現實中有接近的加工方法:通過激光直接作用于零件本身完成加工過程。因該工藝和部分快速成型技術采用類似的激光頭,且均通過激光直接改變實體外形,故該類加工方法有可能為快速成型技術帶來新的維度,使快速成型技術不僅僅局限于傳統方法,還可以對半成品/成品零件進行修剪。劉順洪在《激光誘發熱應力成形技術》中嘗試通過激光作用于材料表面,瞬間提高作用區的溫度,形成與周邊材料的溫度差來達到無模具彎曲零件的目的。作者在文中提到,作用過程涉及一些不易測量的因素,受熱彎曲后的零件,存在其內部應力不易測量等問題。因而目前該技術還存在以下難點:直接通過激光改變實體外形同時涉及因素較多,目前難以完全確定影響因素,因此限制了該技術的發展。還有一種利用激光改變實體外形的方式:激光切割,由于技術已經較成熟應用較多,就不再累述。
1、氧化鋁行業節能降耗的現狀分析
進入二十一世紀以來,受國內鋁型材加工工業迅猛發展的拉動,我國的氧化鋁工業發展非常迅速。2005年氧化鋁年產僅為850多萬噸,截至2011年3月底,已建成產能4338萬噸,預計2011年年底將超過5000萬噸大關。
氧化鋁工業屬于高耗能產業。最近幾年,國內氧化鋁綜合能耗逐年下降,2010年國內氧化鋁綜合能耗為632.44千克標煤/噸,盡管如此仍遠遠低于國際先進水平。因此做好氧化鋁工業的節能降耗,對緩解能源供應緊張具有重要的意義。
我國氧化鋁綜合能耗較高,主要原因分析如下:
1.1 國內鋁土礦資源的礦石特性和品位限制
我國是鋁土礦資源相對短缺的國家,保有儲量占世界總量的2.4%,但具有經濟意義可開采利用的儲量只占查明資源儲量的21.5%。大部分地區礦床類型以沉積型為主,適于露天開采的礦量占總量的38%,坑采儲量約占總儲量的60%以上,年開采量占世界開采總量的8%。我國的鋁土礦資源大部分是高鋁、高硅、低鐵、難溶(鋁硅比較低)的中低品位的一水硬鋁石,其提取氧化鋁的難度大,磨礦及溶出條件苛刻,工藝能耗及生產成本較高。三水型鋁土礦占全國總量的不足1%,且由于品位低、規模小、生產工藝不成熟。這是造成我國氧化鋁綜合能耗較高的主要原因。
1.2 國內各氧化鋁廠生產工藝流程混亂,生產管理及技術裝備水平參差不齊
我國氧化鋁廠眾多,且布局較分散,各廠采用的工藝流程復雜多樣。以中國鋁業公司河南分公司和山西分公司為例,就分別建有拜耳法流程、燒結法流程及串聯法流程,生產管理難度較大。
1.3 國內生產技術裝備與國際先進水平相比仍有一定差距
近年來,氧化鋁廠全部設備基本已實現國產化,包括隔膜泵、沉降槽、過濾機、蒸發器、焙燒爐等等大型成套裝備。從目前各廠使用情況來看,雖然能夠實現正常生產,但在其先進性和節能性上落后于國外設備。
2、氧化鋁生產工藝簡介
氧化鋁的生產方法主要包括拜耳法、燒結法和聯合法。
拜耳法生產工藝流程簡單、能耗低、產品質量好、成本低,并且污染物產生量少,屬于氧化鋁工業清潔生產工藝,但只限于處理A/S大于7的高品位鋁土礦。目前我國90%以上的氧化鋁廠均采用拜耳法工藝流程。
燒結法工藝能耗高、流程復雜、污染物產生量大。但是,燒結法最大優點是可利用低品位鋁土礦,這個優勢符合我國鋁土礦資源的特點。
聯合法是將拜耳法和燒結法聯合起來,充分發揮各自的長處,較單一的拜耳法或者燒結法能夠獲得較好的經濟效果。聯合法有并聯、串聯以及混聯三種基本流程。
另外,國內學者及氧化鋁行業的專家們,通過多年實踐,結合中國的氧化鋁工業特點,摸索出了石灰拜耳法、選礦拜耳法、強化燒結法等一系列行之有效的生產工藝流程,起到了非常好的節能降耗的效果。
3、生產工藝節能降耗技術探討
蒸發和氫氧化鋁焙燒;燒結法主要能耗工序較拜耳法少了高壓溶出,但多了熟料燒結工序。下面就從這幾個主要能耗工序,探討一下氧化鋁生產工藝的節能措施。
3.1 原料制備工序采用“多破少磨”的工藝流程
國內外選礦生產實踐表明,磨礦比碎礦的電耗要高得多。從礦山采出的礦石,最大塊度為1000~1200毫米,經三段破碎至15~25毫米,一般破碎功耗為2.0千瓦?時/噸原礦;再將其磨細至--65目,磨礦能耗高達12~15千瓦?時/噸原礦。兩者相比,破碎作業單位粉碎比的能耗僅為磨礦作業的1/5。因此選擇合適的破碎、磨礦流程及破磨比,可大大降低能耗。
3.2 高壓溶出采用間接加熱高溫溶出技術
間接加熱高壓溶出與直接加熱相比,可大幅度的減少蒸發水量,降低能耗,提高溶出溫度,每噸氧化鋁溶出工序蒸汽消耗僅為2.05噸,節約了汽耗。
3.3 母液蒸發采用管式降膜蒸發技術。
母液蒸發是氧化鋁生產的能耗大戶。降低母液蒸發汽耗最有效的措施是增加蒸汽的利用次數,提高傳熱效率。采用六效逆流管式降膜蒸發技術,蒸發汽水比較自然循環蒸發技術降低50%,每噸氧化鋁蒸汽消耗僅為1.15噸。
3.4 氫氧化鋁焙燒采用氣態懸浮焙燒爐技術
過去我國氫氧化鋁焙燒采用回轉窯進行焙燒。九十年代氣態懸浮焙燒逐步取代了落后的回轉窯焙燒。氣態懸浮焙燒與回轉窯比較,具有能耗低,產品質量好,占地少,投資省,設備簡單,使用壽命長,維修費用省以及對環境污染輕等明顯的優點。
3.5 熟料燒成工藝流程的改進
設計時可將熟料窯適當加長,增加烘干段長度,使尾氣充分與生料漿進行熱交換,以達到節能降耗的目的。
3.6 氧化鋁廠設備眾多,盡量將設備大型化,可大大降低成本,減少消耗,符合節能減排的大趨勢
另外,一些新技術的發明和應用,也大大降低了氧化鋁的單位能耗。比如后增濃溶出技術、強化燒結技術、霧化烘干循環燒成(SDCC)新技術等。
以上所闡釋的氧化鋁生產技術的節能降耗方法,可以一定程度上達到提高經濟效益、降低能源消耗及污染物排放的功能。但是,在氧化鋁生產工藝方面還需進一步對拜爾法氧化鋁生產工藝進行研究探討,以達到更好的節能降耗效果。另一方面,還需在氧化鋁生產系統的新設備上下功夫,并進一步提升企業的管理水平,以為技術的推進提供平臺和支持。
4、結語
為了積極貫徹科學發展觀,使得企業能更好的生存和發展,需要對氧化鋁行業的節能降耗工作深入研究。從以最小的能耗獲得最大的經濟效益和社會效益出發,不僅需要從開發和推廣應用節能新工藝、新技術、新設備出發,而且需要加強企業節能管理,實現全方位節能,使得氧化鋁生產在節能降耗、提高質量等方面進步的更快更好更穩。
參考文獻
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【關鍵詞】轉爐鋼渣;熱燜;水洗球磨;綜合利用
0.前言
隨著中國鋼鐵工業的迅猛發展,鋼企產生的固體廢物――冶金渣的產量也日益增加,但受各種條件所限,其綜合利用率目前僅約70%。由此引發的環境及資源利用問題成為了眾多企業的難題。因此,開發和應用資源化利用新技術,提高其利用率,實現鋼鐵廢渣的“零”排放,是鋼企節能減排、發展循環經濟、實現可持續發展的重要課題之一。
萊鋼通過“十一五”發展建設,生產規模得到跨越式提升。現有6座120噸轉爐,4座60噸轉爐,年產鋼千萬噸,年鋼渣產量200萬噸以上。加快轉爐鋼渣的綜合利用步伐,不僅可以節省大量資源、能源,還可以減少排渣占地和對環境的污染,其社會效益和經濟效益均非常顯著。
1.轉爐鋼渣處理工藝
國內轉爐鋼渣處理工藝主要有盤潑處理工藝、熱潑工藝、水淬工藝、風淬工藝、熱燜工藝和滾筒法處理工藝。
萊鋼通過多年的實驗和研究,創造出了鋼鐵余熱自解熱燜處理工藝,熱熔鋼渣冷卻至700℃以內裝入悶罐爐內,利用渣中f-CaO、f-MgO和高溫熱渣的自身熱能,在密閉裝置內噴水激冷,以及熱渣遇水產生大量的飽和蒸汽使鋼渣自行碎裂粉化的一種新工藝。
鋼渣中的游離氧化鈣f-CaO、游離氧化鎂f-MgO遇水發生如下反應:
f-CaO+H2O=Ca(OH)2 體積膨脹97.8%
f-MgO+H2O=Mg(OH)2 體積膨脹148%
由于上述反應致使鋼渣自解粉化。
1.1工藝特點
(1)該工藝技術先進,與國際先進工藝接軌。為了消解鋼渣中游離氧化鈣和氧化鎂,日本住友金屬株式會社等企業采用慢冷鋼渣裝入熱燜罐中,用外來蒸汽進行蒸壓處理,本工藝的先進性是利用鋼渣本身的余熱產生蒸汽,而不需外供蒸汽,具有節約能源的優點。
(2)適應性強。很多企業煉鋼過程中采用轉爐濺渣護爐技術,鋼渣粘度提高,流動性變差,使水淬工藝、風淬工藝等處理率很低,而用該工藝可以出現100%的處理率。
(3)有利于廢鋼回收。鋼渣熱燜后粉化率高達80%左右,渣和金屬鐵大部分自然分離,經破碎、篩分、磁選提純后,金屬回收率高,尾渣中金屬鐵含量
(4)為實現鋼渣“零”排放創造了條件。因鋼渣中游離氧化鈣和氧化鎂含量較高,遇水后體積膨脹造成其穩定性較差,用鋼渣修建的道路、回填的場地和生產的建材產品均出現開裂現象。采用鋼渣熱燜處理方法能消解鋼渣中游離氧化鈣和氧化鎂,改善鋼渣的穩定性,為實現鋼渣高效利用創造條件。
1.2工藝流程
轉爐鋼渣熱燜處理工藝流程:轉爐熱態鋼渣自煉鋼轉爐倒出后,通過渣罐運至翻渣跨,罐對罐翻渣后,當鋼渣冷卻至700℃以內(完全凝固)后,將其裝入燜罐爐內,然后蓋上爐蓋進行噴水操作。噴水總量需根據爐內鋼渣溫度、水蒸汽溫度和壓力來調整噴水次數和噴水流量,既要保證所有鋼渣均能夠與水結合并膨脹粉化,又防止大量的水在短時間內與鋼渣接觸帶走大量的顯熱,從而影響轉爐鋼渣的粉化率。將粉化后的鋼渣用挖機挖出,放置在帶格篩的料倉上,格篩上的大塊渣廢鋼轉至廢鋼堆場,料倉的粉化渣經過料機上皮帶輸送機,依次進入破碎機、磁選機、振動篩進一步處理,產品分類回收。主要產品:大塊渣鋼、熱燜渣半成品、廢細渣、廢粗渣。
1.3主要設備和技術參數
(1)主要設備。有翻渣廠房、燜罐爐、皮帶輸送機、破碎機、磁選機、振動篩及配套設施組成。
(2)主要指標。有熱燜處理時間12-16小時、熱燜鋼渣含水率10%左右、熱燜鋼渣需水量0.5噸水/噸渣、鋼渣粉化率80%。
(3)燜爐結構。目前國內其它鋼廠爐體結構均為方桶形爐體,外層為耐熱鋼筋混凝土,并預埋預制件,在預制件上焊接軌道鋼,內層使用板坯或鑄造板。這種結構的燜爐使用半年后,均不同程度出現內襯鋼板固定螺栓或軌道鋼松動甚至連根拔起,板坯變形嚴重等現象,造成壽命短、維修難度大。通過借鑒其它企業燜爐使用情況,結合萊鋼自身經驗,對燜罐爐結構進行了改造。目前我們采用的熱燜爐結構:變方桶形爐體為倒梯形結構,即爐體耐熱鋼筋混凝土和板坯內襯與垂直方向上有一定傾斜度,底部內襯與水平線也成一定角度;側壁內襯及底部內襯選用的材質為厚度230mm的連鑄板坯;爐體容積為5m×5m×7m=175m3。
采用該種熱燜爐結構后,首先熱燜爐整體壽命提高了30倍以上。自2010年8月投產以來,燜爐板坯無變形破損現象發生;其次維修方便,即使爐體內襯板坯松動或向內傾斜,只需將板坯吊出清空板坯與爐體間的鋼渣,然后將板坯吊回安置即可,極大地減少了維修工作量,同時節約了生產成本。
2.轉爐鋼渣的綜合利用
2.1生產球磨鐵粒和鋼渣精粉
轉爐爐下渣、熱燜渣半成品、磁選渣半成品等為原料,通過水洗球磨磁選工藝回收鋼渣精粉、球磨鐵粒,廢水先經粗顆粒分離機去除粗顆粒后,再進入沉淀池沉淀,球磨尾泥經板框壓濾機脫水后外銷,廢水循環利用。
2.2鋼渣粉返回燒結礦做溶劑
利用鋼渣中的鈣、鎂等有益成份,可以部分代替燒結配礦所需石灰,同時可回收一些鐵資源,從而降低燒結礦成本,達到資源二次利用的目的,對降低鐵前成本有現實意義。
2.3鋼渣作水泥混合材
鋼渣中含有水硬性礦物硅酸三鈣和硅酸二鈣,且含量在50%以上,可視為水泥熟料。又因鋼渣的生成溫度在1600度左右,比水泥熟料生成溫度高200-300℃,鋼渣被稱為“過燒硅酸鹽水泥熟料”,且TFe含量在17%左右,故用于水泥廠做鐵質校正材料,代替石灰石和鐵粉,降低水泥生產成本、提高水泥的產量、改善水泥的安定性。
2.4鋼渣用于道路材料
鋼渣作道路墊層、基層材料,其強度、抗沉彎性、抗滲透性均優于天然石材。近幾年,在很多市政工程建設中已成功應用。實踐證明,鋼渣做路基材料完全能達到標準要求;鋼渣代替碎石做砼骨料,其防滑性、耐磨性均優于天然石材。此舉可以減少廢渣堆積占地,節約工程投資,避免或減少由于開采石材對環境造成的破壞。
2.5球磨尾泥綜合利用
為解決鋼渣進行球磨處理后產生的球磨尾泥造成二次污染環境問題,經過長期研究實踐,通過將鋼渣球磨尾泥與水渣、鋼渣溶劑粉按比例進行中和和均化處理,加入活性成分添加劑,再經烘干、球磨等生產出代替粉煤灰、火山灰、石灰石等生產水泥的輔助原料的礦渣粉。
在生產實習過程中,我們學到了很多的東西。學校也以培養學生觀察問題、解決問題和向生產實際學習的能力和方法為目標。通過這次生產實習,使我在生產實際中學習到了電氣設備運行的技術管理知識、電氣設備的制造過程知識及在學校無法學到的實踐知識。在向工人學習時,培養了我們艱苦樸素的優良作風。在生產實踐中體會到了嚴格地遵守紀律、統一組織及協調一致是現代化大生產的需要,也是我們當代大學生所必須的,從而進一步的提高了我們的組織觀念。我想在公司的企業文化中有一句話很好地概括了技術工作的全部內容—“研究、試驗、設計、制造、安裝、使用、維修,七件大事技術人員要一竿子到底!”。我認為這里所說的“七件大事”就是技術工作。有些人認為只有研究和設計一些高科技含量的東西才是真正的技術性工作,而貶低看不起安裝、使用和維修這些工作,認為技術含量低甚至沒有技術含量。這種看法是片面的、錯誤的,從哲學的觀點看,是一種唯心主義的觀點。實踐是理論的基礎,理論都是在實踐中總結創造出來的,用于指導實踐。而試驗、制造、安裝、使用、維修就是我們的實踐工作。這就好比是一臺計算機,要想使其正常運行,硬件和軟件密不可分、缺一不可。硬件是軟件的基礎,軟件是硬件的靈魂。毫無疑問,我作為一名剛剛走出校門參加工作的新員工,實踐方面的經驗還很缺乏,在學校中學到的是更多的理論知識。因此,很榮幸上級領導給了我這次車間實習工作的機會,讓我能夠真正理解在實踐中的技術工作,彌補在實踐經驗中的不足。從實踐中發現問題才能解決問題。下面主要匯報一下我在調試過程中遇到的某些問題及其解決的辦法。對于一般性的問題,如配電箱開關是否接錯或安裝是否到位等,通過觀察可以通過目測容易地解決;對于一些偶然的、特殊的問題,在調試過程中要花費更多的時間。需要積極地思考,向有經驗的員工請教,親自動手進行各種檢測和試驗,問題解決后須做認真的總結,使自己能夠知其然并知其所以然。此外,我認為整流主板的電路接線原理對于掌握維修的過程是很重要的,可是很多維修工根本都不懂。
通過此次生產實習,讓我們了解和掌握了變電所的主要結構內容、生產技術和工藝過程;使用的主要工裝設備;產品的生產和用技術資料;生產組織管理等內容,加深對變電所的工作原理、設計、試驗等基本理論的理解。使我們了解和掌握了變電所的工作原理和結構等方面的知識。為進一步學好專業課,從事這方面的研制、設計等打下良好的基礎。
自動化生產實習報告(二)
生產實習是我們機械專業學習的一個重要環節,是將課堂上學到的理論知識與實際相結合的一個很好的機會,對強化我們所學到的知識和檢測所學知識的掌握程度有很好的幫助。為期20天的生產實習,我們先后去了恒天汽車制造廠、天馬汽車集團有限公司、長城內燃機制造有限公司、邯鄲內燃機廠、邯鄲紡織機械有限公司5個工廠。在實習當中,我們學到了許多課本上沒有的知識,真的是受益匪淺。
(一)實習目的
通過下廠生產實習,深入生產第一線進行觀察和調查研究,獲取必須的感性知識和使學生叫全面地了解機械制造廠的生產組織及生產過程,了解和掌握本專業基礎的生產實際知識,鞏固和加深已學過的理論知識,并為后續專業課的教學,課程設計,畢業設計打下基礎。
在實習期間,通過對典型零件機械加工工藝的分析,以及零件加工過程中所用的機床,夾具量具等工藝裝備,把理論知識和盛傳實踐相結合起來,培養我們的考察,分析和解決問題的工作能力。
通過實習,廣泛接觸工人和聽工人技術人員的專題報告,學習他們的生產經驗,技術革新和科研成果,學習他們在四化建設中的貢獻精神。
通過參觀有關工廠,掌握一臺機器從毛坯到產品的整個生產過程,組織管理,設備選擇和車間布置等方面的知識,擴大知識面。
通過記實習日記,寫實習報告,鍛煉與培養我們的觀察,分析問題以及搜集和整理技術資料等方面的能力。
(二)生產實習的內容和要求
為了達到上述實習目的,生產實習的內容和要求有:
機械零件的加工
根據實習工廠的產品,選定幾種典型零件作為實習對象,通過對典型零件機械加工工藝的學習,掌握各類機器零件加工工藝的特點,了解工藝工廠中所用的機床,刀具,夾具的工作原理和機構,在此基礎上指定其中幾個嗲逆向能夠零件進行重點的分析研究,要求如下:
(1)閱讀典型零件的工作圖,了解該零件在機器中的功用及工作條件,零件的結構特點及要求,分心零件的結構工藝。
(2)大致了解毛坯的制造工藝過程,找出鑄(鍛)件的分型(模)面。
(3)深入了解零件的制造工藝過程,找出現場加工工藝。
(4)對主要零件加工工序做進一步的分析。
裝配工藝
(1)了解機械的裝配組織形式和裝配工藝方法。
(2)了解個中裝配方法的優缺點及使用類型。
(3)了解典型裝配工具的工作原理,結構特點和使用方法。
(三)生產實習的時間安排
恒天汽車制造廠—8月27日—31日
天馬汽車集團有限公司—9月1日—4日
長城內燃機制造有限公司—9月5日—10日
邯鄲內燃機廠9月11日—14日
(四):實習過程
恒天汽車制造廠
保定恒天汽車投資有限公司是國務院國資委所屬企業—?—中國恒天集團有限公司下屬子公司,是恒天集團進軍汽車業的重要平臺之一,致力于在皮卡和SUV細分市場上作出自己的特色。將針對中國汽車消費者的需求特點,為中國消費者精心打造適合中國國情的皮卡和SUV產品。
恒天汽車制造廠擁有較先進的生產設備和管理制度,個部門分工明確,工作緊湊。他們的設備先進,有各種數控機床,630噸閉式雙點壓機,315噸閉式單點壓機,數控火焰切割機,數控折彎機,三坐標測量儀,數控等離子切割步沖機,機器人焊接線,鑄制線,雙立柱加工中心,各種專用或組合機床等。設備先進,齊全,管理水平先進,是他們生產高質量高效率產品的有利保證。
該工廠擁有薄板件廠,液壓件廠,工模具廠,箱體廠,結構件廠等車間工廠。
在結構件廠經常需通過焊接形成成品,在結構件廠的焊接車間墻壁上,有在焊接工藝當中常見的焊接缺陷,如,火星飛濺,燒穿,未清渣,有焊瘤,打火走位,焊縫不均勻,有氣孔等,還有一些與之對應的防治措施。可見,在實習過程中,只要認真看,認真記,到處都是知識都是經驗。
天馬汽車集團有限公司
天馬汽車集團有限公司位于河北省保定市107國道定興環島南,生產的汽車類型有混凝土泵車、混凝土攪拌車、教練車、警用專用車、廂式車、醫療專用車等,主要品牌有天馬牌等,其中熱門車型有倉柵式運輸車、車載混凝土泵車、混凝土攪拌運輸車、教練車、救護車、囚車。
該公司有7大生產車間:
車橋車間、機械車間、工裝車間、熱處理車間、車架車間、車身車間、總裝車間。在車間內,各工序間多用采用傳送帶傳送,與恒天汽車制造廠相比,減少了叉車,行車,吊車的數量,同時也減少了工人數量,減少危險發生的幾率。速度快,省時省力,但這不適合大批大量生產。
長城內燃機制造有限公司
現以搖臂軸支座為例來分析加工工藝。
邯鄲內燃機廠
邯鄲內燃機廠始建于20**年初,是冶金系統設備定點供貨單位。該企業集科研開發,制作于一體,努力開發新技術、新產品。
本企業擁有高級工程師、專業工程師、技師、經濟師、技術工人等組成,有較強的的產品設計開發能力。
本企業始終堅持為用戶服務,實行三保,信守合同,價格合理,供貨及時,保證良好的售后服務和誠信,達到用戶滿意。
邯鄲紡織機械有限公司
中國紡織機械(集團)有限公司邯鄲紡織機械有限公司的前身系邯鄲紡織機械廠,20**年實施債轉股改制組建成立的有限責任公司。公司股東由中國紡織機械(集團)公司,中國華融資產管理公司、中國信達資產管理公司等單位組成。中國紡織機械(集團)公司控股。原邯鄲紡織機械廠一九五八年建廠,國家二級企業,河北省科技先導型企業。國家“六五”“七五”期間兩次被國務院授予重大裝備領導小組獎。
公司主要產品有化纖紡絲,卷曲,切斷,打包機械和棉,麻,毛,絲,各類搖絞,折布驗卷,打包,濾塵等后處理設備。精心設計、精工制造、精誠服務、持續改進、顧客滿意,是我們的質量方針。塑造三和文化,創樹“正和”品牌,不斷為用戶做出高附加值產品,為社會提供服務是我們永恒的追求目標。
后記:
短短的幾天實習時間很快就結束了,雖然這期間很辛苦很累,但是有很多感觸,我們的辛苦和工人的辛苦相比,
直太微小了。除了知道工作的艱辛外還獲得許多其他的知識。通過進廠參觀實習和與工人師傅交流,知道各個工藝的加工方法,生產目的,生產程序及產品供求情況。在這期間我分析了幾道簡單典型零件的加工工藝,對機械產品生產方法和技術路線的選擇,工藝條件的確定以及流程的編制原則有了更加深刻的認識。對車間內設備的擺放和管理也有了初步的認識。
這是一個很好的將理論與實踐相結合的機會,在此,非常感謝系里給我們安排了這么一個機會,向所有給我們提供此次實習的機會的公司表示感謝,也非常感謝***老師,***老師,***老師,***老師等老師的帶領和細心指導。
自動化生產實習報告(三)
一實習目的
根據學校安排我于20**年9月,進行了生產實習。我不僅讓我對我所學專業的知識有了一個感性的認識,還讓我有了一個了解施工現場的好機會,讓我更深一步的了解理論與實際的差別。本次實習本著了解我們所學專業自動化在實際生活生產中的應用,到生產一線體會自動化控制過程的運作,讓我們在全面學習專業知識之前,對自動化專業有了一個初步的理解。并對工廠的生產管理有了一個更深的理解。
二實習安排
9月3日,于科藝苑開會安排實習有關事宜。
9月4日——9月5日,觀看錄象。
9月6日,到花溪工業園區,實地參觀立崧水電有限公司。
9月24日——9月28日,觀看錄象,到江津參觀江津水利發電站,和西南水電控制設備廠進行現場生產參觀。
三實習要求:
了解自動化在現代工業的中的運作過程。
對自動化控制過程的實際應用,有一個感性的認識。
了解工廠自動控制儀器在生產中的實際應用。
通過錄像、參觀,了解實際自動化產品在生產中的應用及作用。了解自動化控制儀器的發展狀況,使用情況,新成果新技術的應用情況。
四實習內容
觀看錄像
①了解自動控制在我們現代化建設上的重要應用,及其對我過的經濟發展,軍事能力的進步的巨大推動作用。讓我們看到了自動控制對工業,軍事的光明前景。
②對我國軍事科技化,進行了簡要的介紹,詳細的介紹了電子信息自動化對我國軍事的巨大作用,對國防上的,如衛星雷達,導彈中新涉及的自動控制技術。
參觀工廠
通過對重慶立崧水電廠,重慶江津水電站及西南水電控制設備廠的參觀,我們主要對其設備和工廠運作進行了了解,學習,總結如下:
①工廠的設備名稱,原理,以及與我們已學課程的聯系。讓我們對已經學習的知識有了一個實際的應用,并對以后學習的專業課程有了一定的認識。
②了解了工廠的生產和管理流水線。
③工廠的全面的系統化,網絡化的控制系統及完善的后勤保障系統。
④同時了解到自動化控制機器的安全操作及運作。
定點實習
在為期兩周的重慶鋼鐵集團型鋼廠定點實習中,地處中國重慶直轄市的重慶鋼鐵(集團)有限責任公司(簡稱重鋼)是一個有百年歷史的特大型鋼鐵聯合企業。重鋼在鋼鐵主業發展的同時,非鋼產業也得到較大發展。鋼鐵產品深加工與機械制造、建筑與房地產、電子信息、環保產業、礦業等五大非鋼支柱產業,已逐步成為重鋼新的經濟增長點。接著的兩周我們將在型鋼廠進行現場實習。下面是實習的主要內容:
①生產工藝流程方面。型鋼廠生產組織與管理,生產工藝及生產流程。影響生產操作的主要因素。企業的主要生產設備概況。
②電氣控制系統方面。現場電氣控制設備的類型及原理,控制柜的結構設計及內部導線布置。電氣控制設備系統的組成及應用情況。電氣控制設備的維護,檢修及管理,使用情況及存在的問題。電氣控制設備的改進和控制原理等。
③自動化儀表系統方面。
現場檢測儀表的類型及工作原理;
儀表室內的顯示調節,儀表類型及其工作原理,儀表盤的布置原則;
儀表的校對,維護,檢修和管理,使用情況及存在的問題;
儀表檢測與控制系統的組成及應用情況;
儀表的改進及控制原理等;
④自動化綜合控制系統方面
工廠自動化綜合控制系統的整體水平及應用概況;
實習崗位的自動控制系統及控制流程;
自動控制系統中,工藝參數自動檢測,信號傳輸,連鎖保護等環節的結構原理與綜合應用;
工廠的常規控制手段如工廠供電技術,交直流電力拖動的控制系統的應用;
工廠的現代控制技術,如PLC、DCS、計算機控制及信息通訊系統的應用現狀及工業生產的自動化發展方向。
五、實習心得體會
作為一名自動化專業大三的學生,我們已經學習了《電路》,《模擬電子技術》,《電機拖動基礎》這三門專業基礎課程。為了給即將學習的專業課程,打下良好的基礎,對本專業的課程及其在實習工業生產中的應用有一個感性的認識,我們于20**年9月份,即大三的第一個學期初,進行了為期一個月的生產實習。感受頗多,因為我們雖然已經是一名大三的學生,但是我們對于本專業在實際應用中的作用,幾乎沒有一點頭緒,但是通過這次實習,我了解到了更多的有關知識。
這次我們實習,我們學到了很多在書本上無法學到的知識。知道了理論來源于實踐,課本上的理論知識與實際操作具有一定的差別。我們要靈活運用課本上的專業知識,這樣才能運用到實際操作中來。通過觀看錄像,我了解到了自動控制在生產和軍事上有著巨大的作用,現代的控制系統是離不開自動控制的。我對于自動化控制有了初步的了解。同時,我通過到各個工廠的參觀,深入體會了自動控制在現代社會中的重要地位。后來又在重鋼進行了定點實習,我被分到了棒材車間,主要負責軋鋼過程,基本上全部由自動化控制系統進行控制,工人只負責遠程操作,和現場維護工作。雖然我們沒有能力進行實際操作,但是通過現場操作工人的指導,介紹,我們基本了解了軋鋼過程的機器控制。
來到的第一天,首先強調了安全問題,畢竟實際現場是有一定的危險的。然后接著車間的負責人對我們講解了有關軋鋼車間的理論操作,讓我們對于軋鋼有了一個表面的認識,了解了它是怎樣運作的。以后我們又在負責人的帶領下進行了現場參觀實習,實地了解了自動控制過程的運行及操作。同時,我為了能夠更好的了解棒材車間的工作流程,我個人又了解到棒材車間的產品主要有:優質碳素圓鋼、低合金圓鋼、合金結構圓鋼、普碳圓鋼、熱軋帶肋鋼筋。
為了給以后的專業課程有一個更深入的認識,我還跟著公司的幾位技術人員參觀了車間的總控制室,了解了PLC的基本工作原理:PLC采用“順序掃描,不斷循環”的工作方式。
每次掃描過程。集中對輸入信號進行采樣。集中對輸出信號進行刷新。
輸入刷新過程。當輸入端口關閉時,程序在進行執行階段時,輸入端有新狀態,新狀態不能被讀入。只有程序進行下一次掃描時,新狀態才被讀入。
一個掃描周期分為輸入采樣,程序執行,輸出刷新。
元件映象寄存器的內容是隨著程序的執行變化而變化的。
由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現象,即輸入/輸出響應延遲。
關鍵詞:蓄熱式換熱 蓄熱體 節能環保
中圖分類號:TK16 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)01(a)-0001-01
現代科技不斷發展、工業生產不斷進步及市場競爭的日益激烈,對加熱爐的工藝性能要求越來越高,燃料節約率高、能源利用性好以及環保節能成為加熱爐高效發展的主要性能指標。我公司設計生產的加熱爐中,蓄熱式高效換熱燃燒技術得到了很好的發展和利用,新型內插式和外拉式等蓄熱式燒嘴的研究使用更大大提高了加熱爐的節能效益。
1 蓄熱式高效換熱燃燒技術
1.1 蓄熱高效換熱燃燒技術工作原理
全新型蓄熱式高效換熱燃燒技術是利用蓄熱室換熱原理,使低溫空氣從鼓風機通過空氣管道由換向系統進入蓄熱室(或蓄熱燒嘴)進行蓄熱,預熱的高溫空氣通過蓄熱體進入爐內與燃氣混合燃燒;與此同時燃燒產生的煙氣流經另一個配對的蓄熱室(或蓄熱燒嘴),此時蓄熱體儲存熱能,降低煙溫至低于150℃左右,低溫煙氣流經換向系統借助引風機的作用排出。這個過程中換向裝置以一定頻率進行切換(30~200 s),使得成對的蓄熱室(或蓄熱燒嘴)處于蓄熱和放熱的交換工作狀態,進而節約能源,降低污染物的排放。
1.2 我國蓄熱高效換熱燃燒技術的發展
在我國,加熱爐使用的燃料多為低熱值燃料(如高爐煤氣),這樣就出現了大量的高爐煤氣被放散的現象,能源損失嚴重。80年代中后期,我國熱工科研人員開始研究蓄熱換熱燃燒技術,結合我國工業生產實際情況,著力進行陶瓷小球蓄熱體燃燒技術的研究和應用,同時結合此項技術在國際上應用產生的不足開發研究成適合我國加熱爐獨具特色的蓄熱式換熱燃燒技術。
國內經濟飛速發展,而在經濟發展中工業產業占有重要的地位,節能環保又逐漸成為工業領域的重要課題。國內多家公司紛紛開展蓄熱式燃燒技術的研究和推廣應用,成功研制了新型節能蓄熱燃燒器并加強了換向系統自動化控制水平。此外,蓄熱式加熱爐通常采用的加熱方式有空氣單蓄熱和空煤氣雙蓄熱兩種,我國的熱工工藝人員更在加熱爐上研發使用了常規和雙蓄熱組合式的燃燒技術,并在某鋼廠的生產實踐中取得了良好的節能效果。蓄熱式燃燒技術的逐漸成熟,使得在蓄熱式換熱燃燒技術方面形成了比較完善的設計理念和設計思想,蓄熱式技術在加熱爐上的應用實現了高產量、低熱耗、少污染和高自動化的水平。
2 關于蓄熱體
蓄熱式換熱燃燒技術的重要組成部分就是蓄熱體,蓄熱體的選擇對于工業爐的節能效果有著至關重要的作用。隨著鋼鐵工業的發展和工業爐設備在生產實踐中的技術革新,國際上常用的蓄熱體主要有陶瓷小球蓄熱體和蜂窩式蓄熱體。下面我們從3個重要部分對兩種蓄熱體在加熱爐上的使用效果進行對比介紹。
2.1 通過蓄熱體的透熱程度分析蓄熱能力
小球蓄熱體通常為Φ12~20 mm球面體,以Φ15 mm小球蓄熱體為例,其透熱深度是7.5 mm;蜂窩式蓄熱體多為密布細小孔道的立方體,以100×100×100 mm規格24×24孔、孔壁厚度為0.7 mm的蜂窩式蓄熱體為例,其透熱深度僅為0.35 mm;二者相差21倍多。在正常的換熱周期內,蓄熱體表面熱流強度變化幅度很小,假定表面熱流強度不變的情況下,蓄熱體的蓄熱深度越小,透熱效果越好,蓄熱能力就越好,就越能夠發揮蓄熱體的蓄熱作用。
2.2 配合蓄熱體使用的換向系統和換向時間
小球蓄熱體通常采用集中換熱,如果換向時間為60 s,在一個換向周期內,使用小球蓄熱體的加熱爐換向時爐內熄火時間約10 s左右,占換向周期時間的6%;然而當蜂窩式蓄熱體也采用集中換向時,由于換向周期短,熄火時間就占換向周期時間的30%,但是以我公司為例,實際生產中通常采用蜂窩式蓄熱體全分散換向控制,技術先進,蓄熱效果良好,但閥數量多,系統復雜。
2.3 蓄熱體的阻力損失
對于陶瓷小球蓄熱體組成的蓄熱室而言,小球間縫隙有大有小,有寬有窄,是不規則的。當高溫煙氣或被預熱的空氣流過這些堆積的小球時形成渦流狀態,其局部阻力損失和摩擦阻力損失就大大增加。
對于蜂窩式蓄熱體組成的蓄熱室而言,其形狀使氣體的流通通道是一個個直直的格子通道,具有一定的規則性和一致性。當氣體流過這些筆直的通道時形成層流狀態,其局部阻力損失和摩擦阻力損失就大大減小。
在實際生產和使用中,蓄熱體的比表面積、傳熱效率、耐熱溫度、抗燒性及積渣程度等都影響著蓄熱體的使用情況,我們要根據不同爐型和不同的工藝需要選擇合適的蓄熱體。
3 蓄熱式高效換熱燃燒技術的節能效益
21世紀,我國鋼鐵工業面臨的能源形式十分嚴峻,節約能源,提高燃料利用率,減少熱損失是鋼鐵行業的發展方向,蓄熱式加熱爐的發展成為一項必不可少的重要節能技術。
從長期的生產和實踐中可以看出,采用蓄熱式燃燒技術后加熱爐的排煙溫度低于150℃,煙氣的物理熱得到很好的回收利用,因而與常規余熱回收工業爐相比其節能潛力巨大,特別是對低熱值燃料(如高爐煤氣),采用單蓄熱燃燒方式燃料節約率能達到25%以上,而采用雙蓄熱燃料節約率更達到了45%以上之多,換言之向大氣環境排放的CO2量就大大的降低,大大緩解了大氣的溫室效應,達到了保護環境,節能減排的預期。同時我國鋼鐵企業高爐煤氣平均放散率約為13.72%,如果將放散的高爐煤氣全部加以利用的話,相當于每年節約260萬噸標準煤,可見新技術帶來的效益可觀。
綜上高效蓄熱式換熱燃燒技術的優勢可以簡單歸納為:
(1)爐溫均勻,加熱質量好。
(2)最終排煙溫度低,節能效果好,燃耗低。
(3)煙氣中NOx含量低,環境污染小。
(4)燃燒噪音低,氧化燒損少。
(5)適用于老舊爐子改造,產量提高,成本降低,效果良好。
參考文獻
關鍵詞:信息技術;汽車維修;應用
中圖分類號:U472 文獻標志碼:A 文章編號:2095-2945(2017)19-0146-02
當今社會是一個經濟和科技高速發展的社會,此時廣大群眾對于車輛的性能也有了更為嚴格的規定,在這種背景之下很多先進的科技開始被運用到車輛之中,像是最常見的光學技術以及電腦信息技術等。現代汽車高安全性、低排放污染和低耗油的要求與高度成熟的電子技術的結合使汽車技術發展迅猛,汽車正廣泛采用發動機電子控制系統、防抱死制動系統等這些新技術的應用,使得車輛的Y構明顯改變,高技術含量的零件不斷增加。
與此同時,目前的車輛維修工作已經不再像是過去一樣單純進行機械修理了,如今的維修活動更多的是一種電子診斷模式。由于車輛的電子零件非常多,因此其維護和檢修必須依靠電子設備來開展,如果單純地依靠我們用眼睛看,用耳朵聽的話是無法精準的獲知零件存在的問題的。所以,要想提升維修技術的水平,就要使用信息技術。
1 汽車維修檢測診斷技術的概念
所謂汽車維修檢測診斷技術,具體來講,指的是借助所需的儀器,使用合理的措施,在不分解車輛的前提之下,對車輛的各種數據進行測定,并且分析測定結果,以此來評價車輛的總體狀況,得知問題部位以及問題的成因,最終明確維修策略的一種方法。目前,我們常用的方法有兩種,分別是傳統診斷方法和儀器診斷。所謂的人工診斷,顧名思義就是依靠工作者的工作經驗和自身掌握的理論內容,在不對車輛分解的前提之下,按照由簡到繁,從表到里的原則,依靠工作,通過用眼睛看,用耳朵聽以及用手摸等方法,來判定車輛的技術狀態,明確問題所在。此類方法的特點是不需要太多的專業機械,而且不需要花費大量的資金,在過去的時候,由于我們國家的汽車工業發展的速度較慢,因此這種方法被延續使用了很多年。因為它有很多的缺陷,像是速度非常慢,而且問題診斷不精確,無法獲知一些隱藏的問題等,導致其不能適應當前的工作了。
而儀器診斷法,在人工方法的前提之下不斷演化發展而來的。它又分為兩種方法,分別是隨車檢測診斷和專用檢測設備診斷法。具體來講第一種方法指的是借助車輛上面的電腦控制體系自身的問題診斷功能開展故障分析工作。它有很大的局限性,只能分析與本系統有聯系的問題。而第二種方法是由各種汽車專用診斷儀器應運而生的,它的優點比較明顯,比如檢測速度快,而且精確性高。信息技術的應用主要集中于采用現代化的信息儀器設備促進汽車檢測診斷技術的發展,由于計算機、自動化等先進技術在汽車上的廣泛應用,使得新型信息技術得以在汽車維修行業中大展拳腳,使得車輛結構變得很先進。不論是我國的造車廠,抑或是外國的造車廠,都在使用各種先進技術,以此來確保車輛節能舒適,只有這樣才能夠獲取消費者的喜愛。正是因為這種背景使得車輛開始朝著自動化方向邁進,如燃油電控噴射系統(EFI),驅動防滑系統(ASR),安全氣囊(SRS)等等,它們都被大量的運用。
2 我國汽車維修業對信息技術的需求
2.1 我國傳統汽車維修業在信息技術方面的局限性
在過去,我們國家的車輛維修行業的發展情況不容樂觀,非常落后,具體來講落后體現為管理能力較差,技術水準不高,工作者的素養較低,使用的設備不先進。除了這幾點之外,最為關鍵的是信息技術的運用情況較差。當世界上的第一輛汽車出現的時候,它僅僅是一個非常簡單的交通設備。在歷經了多年的發展之后,它已經成為了一個融合了多種高新技術的綜合體。尤其是最近幾年,由于電子技術以及信息科技的快速發展,使得車輛的這一特征更為明顯。電子燃油噴射系統的應用,ABS防抱死制動系統、SRS安全氣囊系統、電子控制自動變速箱系統、動力轉向系統、自動巡航系統等一系列高新技術的運用,使得車輛的性能一直在完善,從未停止過。正是因為車輛本身的技術含量較高,加上廠家每年都會研發很多的新款式,使得車輛維修工作者急切的呼吁,希望能將信息技術合理地運用到工作之中。
在過去的時候,我們查詢車輛維修信息的時候,多是依靠書刊報紙之類的媒介,很顯然它的信息量不多,而且速度非常緩慢,信息無法很快的更新,尤其是對于那些從國外進口來的車輛來講,更是因為缺少這方面的信息,而導致維修活動無法很好的開展。在這種背景之下,廣大車輛維修工作者希望能夠盡快的將信息技術運用到工作之中。此時就出現了汽車維修專業互聯網絡,即INTERNET互聯網。它的出現,使得我們不再受制于時空方面的局限,可以在問題出現的第一時間里獲取相關的信息,并能夠將其傳遞。目前,該技術不論是在我們國家抑或是西方國家都有普遍的運用。
2.2 我國現代汽車維修業對信息技術的需求
對于我們國家來講,開始運用汽車專用互聯網是在上個世紀的末期,如今已經成了特定的規模。通過該網絡,我們能夠在第一時間獲知相關信息,進而輔助我們做出合理的決策。同時網絡上的技術交流使得維修工作者的總體能力得以提升。除此之外,由于其具有遠程培訓功能,所以廣大工作者能夠通過網絡開展學習活動。這種以電腦信息處理技術為特點的互聯網站,已構成現代汽車維修企業的一大高科技特征。此外,電腦管理系統軟件與技術在現代汽車維修企業中的應用,也是信息資源與信息技術在汽車維修業的應用實例。如今,車輛維修企業不斷革新,很多優秀的企業開始出現,行業規模也在擴張。怎樣才能夠在激烈的競爭中站穩腳跟,就成為了企業運作者必須要考慮的問題。然而要想獲取發展首先就要做好兩點,第一,要切實提升單位的技術能力,其次要做好管理工作。
現代汽車維修企業有兩個顯著特征:先進的檢測維修設備和維修資料的應用;計算機網絡的應用與電腦管理。信息化和電腦技術將引導汽車維修企業向現代管理模式轉變。企業發展的根本在于人,在于管理。“服務”將成為未來競爭最重要的手段。良好的服務包括維修服務、售前及售后服務。這種主動服務,就是要建立穩定的客戶關系,完善客戶信息和維修檔案。由于信息總量非常大,假如單純借助人力的話是無法做好的。只有依靠電腦科技,建立完善的數據庫才是真正的出路。電腦管理的速度非常快,而且需要的時間很短,效率非常高。對于一擁有一百人的企業來講,其運營數據如果使用人工方法來處理的話,需要三到四天的時間,但是使用電腦的話只需要幾秒鐘就可以搞定,由此可見其速度之快,效率之高。
3 信息技術在我國汽車維修中存在的問題及展望
3.1面對的不利點簡述
和西方國家比對來看,我們國家在這方面的不足之處有如下幾點:第一,國家扶持力度較低,沒有做好資金投入工作。第二,電腦還沒有被合理的運用到企業之中,很多單位雖然安裝了電腦但是完全是一種形式化的存在,未體現出真正的作用。第三,當前時期,廣大工作者的工作能力較低,素養不是很高,無法掌握電腦知識 ,很多人連基本的上網都不會。第四,電信行業的壟斷,使得網費太高。
3.2 發展趨勢分析
雖說當前存在很多的阻礙,不過信息化是時展的必然趨勢,無法阻擋。
(1)汽車維修專業互聯網在汽車維修企業的應用中,會因汽車維修技術人員方便、快捷地查詢進口汽車維修資料,迅速排除故障,減少車輛維修時間而顯著提高生產效率,僅此一項即可為企業節約可觀的經濟收入。
(2)由于電腦普及,許多能力高超的技術工作者將會進入到企業之中,為單位的壯大注入活力。因為他們的素養高,能力強,不畏懼新事物,所以對信息技術有著強烈的求知欲望,這就會帶動信息技術在行業之中的運用。
(3)對于維修企業來講,運用電腦開展管理工作是時展的必然趨勢。如今電腦價位非常低,而且相關的軟件等也很先進,非常適合企業運用。
(4)目前國家非常重視信息產業,已然將其當成是我國的重點產業。國家投入了很多的資金用以開展信息化建設工作,目前已經建成以光纜為主、數字微波和衛星通信為輔的通信干線網絡,技術上基本實現了數字化和程控化。
4結束語
通過上文的敘述,我們可知,信息技術的運用是時展的必然產物,其發展之勢是無人可擋的。因此,我們一定要抓住機會,積極推動信息技術在車輛維修行業中的運用,帶動維修行業的有序發展,最終起到帶動國家經濟進步,促進社會穩定的作用。
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[關鍵詞]數字化技術;礦山測量;精度;安全性
中圖分類號:TD1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)23-0269-01
前言
礦山開采、生產的科學性與安全性與礦山地質測量工作息息相關。隨著數字化技術的發展,現代數字化測量技術逐漸被運用到礦山測量工程中,也取得較好效果。一方面它能改善測量精度,進而有效提高礦山測量質量,另一方面它能為礦山企業生產安全提供可靠依據,應而能推進現代化礦山建設。現代數字化測量技術包括資料處理數字化技術、三維可視化技術、數字化繪圖技術、GPS 定位技術等,諸類技術極大地改善了礦山測量精度與質量,同時又大幅度減輕了工作者的勞動工作量,有效提高了勞動工作效率,是現化代礦山建設必不可少的技術支撐之一。由于數字化測量技術對于促進礦山企業安全生產的重要作業,現代礦山企業必須加大對現代數字化測量技術與設備方面的投入,以進一步提高礦山企業的核心競爭力。以下將具體闡述現代數字化測量技術在礦山測量中的運用。
1 數字化礦山測量技術概述
現代礦山企業對測量精確度有著極高要求,這不僅關系到礦山開采、生產、加工運營流程的順利完成,更與礦山工作人員的生命財產安全息息相關。現代化數字測量技術的科學應用,能大幅度提高礦山測量的精度和效率,對指導礦山安全作業和管理具有很大的參考價值。三維數字化軟件技術、全站儀、GPS 定位測量技術、光電測距高程導線測量技術等技術的應用,很大程度上減輕了人力資源的損耗,優化了礦區生產的資源配置,為礦山企業的健康穩定發展奠定了基礎。基于數字化測量技術的先進性和效率性,礦業企業必須在思想層面上
提高認識,樹立“科學生產”的意識,加大對自動化測量技術科研的資金投入,在思想和行動上全力支持現代數字化測量技術的研發與應用,提升企業市場競爭力和經濟價值。
2 礦山測量中數字化技術的應用
2.1 三維可視化技術的應用
三維可視化技術主要是對所采集礦山測量信息進行直觀準確描述,將礦山的空間信息、地表地貌、礦體材質等基本數據信息以三維視圖表征形式予以體現。三維可視化技術可為礦山測量工作提供完善的數據支撐,其具體功能如下:
1)數據采集。數據采集功能的實現是基于三維激光掃描技術,可以對礦山地形、地貌進行局部或全景掃描,進而獲得礦山開采狀態信息,可以即時監測礦山開采現狀、邊坡變化情況及等高線等有利于礦山勘測的數據資料;
2)數據處理。一般來說,礦山測量過程中所獲得三維數據均會傳入三維建模軟件,通過點云數據處理可以完成數據過濾、多站數據擬合拼接的工作,而后可以利用Maya、3DMax等常用三維建模處理軟件,準確生成礦山礦井及相關機械設備的三維立體動態視圖,有利于更好地掌握煤礦開采信息;
3)管理平臺的建立。基于三維系統平臺構建,可以實現數據信息資源共享,基于計算機通信網絡,礦山測量人員及相關生產管理人員可以不受地域、環境制約,實時對生產區域相關測量信息進行查詢,同時基于對礦山生產狀態的掌握,可以有效地對生產資源進行調度管理。
2.2 空間信息技術的應用
空間信息技術主要包括GPS、RS、GIS技術,采用空間信息技術進行礦山測量工作可以提高礦山測量的時效性。
1)GPS定位技術。GPS技術主要包含3個部分,分別是用戶部分、地面監控部分、空間部分。GPS技術是基于衛星進行定位測量,故精準度較高,但在運用該技術進行礦山測量時,需注意控制好測量基線的長度,以保證測量效果準確性。運用GPS技術需選定好固定測量基點,進而推算出GPS三維無約束平差,獲得平差值。值得注意的是,環境氣候變化會影響到GPS測量精準度,同時地形、地勢、海拔高度等因素均會影響GPS測量結果;
2)RS技術。RS技術為數字遙感技術,其技術原理為電磁波技術,即通過傳感技術、信息傳輸與處理技術、目標信息特征分析測量技術,對礦山信息進行掃描、攝影,把遠距離測量目標所產生的電磁波信息數據整理成像,并實時將勘測信息傳輸到礦山測量中心,基于遙感技術也可以對地表地物信息進行距離控測與識別。采用遙感技術能對礦山環境進行監測,且能對礦山地形圖進行準確測繪,因而具有較高推廣價值;
3)GIS技術的應用。GIS技術指的是地理信息系統技術,主要是以地理空間作為基礎,按照地理模型分析,提供多種空間及動態的地理信息數據資料。地理信息系統技術應用于礦山測量主要是采用礦區地理信息系統,通過將礦山資源環境信息作為平臺,將測量數據采集、數據處理及輸出使用形成數字化技術體系,可滿足礦山生產對于數據資料的基本需要[4];
2.3 數字繪圖技術在礦山測量中的應用
礦山的地貌、地形、井下地質條件及礦物產狀等礦山基本信息具有一定客觀性及變動性,測量工程技術人員的具體工作就是將礦山抽象化信息直觀地從圖紙上反映出來,對不同比例的地形圖和礦圖進行測繪,這是礦山測量的根本目的。傳統制圖方式需以大量室內數據作為基礎,同時需要掌握專業繪圖技巧,成圖周期長,且存在誤差,不能滿足現代化礦井建設及生產的需求。在礦產資源開發階段,圖紙信息往往是礦山生產規劃的主要依據,如果不能及時準確獲得井下情況及相關地質環境信息,就不能對礦山發展做出科學規劃,會不可避免地危及到生態環境,同時也會影響到礦區經濟發展。礦山開采階段,地質環境、地形等相關測量信息會隨著時間推移而發生變動。基于礦山地理信息的動態性,傳統意義上的圖紙資料信息已不能發揮其價值性,不利于對現代化礦山企業進行組織生產、安全管理、貯量管理、協調采掘。將礦圖進行數字化管理就能有效協調好礦山測量信息與礦山生產之間關系,基于現代化技術對礦山信息進行準確測量,并通過計算機三維軟件實現快速成圖、分析,可讓礦山生產管理人員熟練掌握井下生產信息,有效提供快速、準確的決策依據。總的來說,數字化
礦圖具有以下技術優勢:
1)效率高,可形成三維圖、平面圖,精度高,與實際地理信息之間偏差較小,不會受圖紙變形因素影響;
2)對圖紙更改方便,且支持實時更新,同時可派生出各種不同比例的圖紙,方便使用者調閱,達到一測多用目的;
3)可使用外存儲器對各種礦圖以圖形文件格式進行存儲,可以根據需要轉換為數據結構,有利于礦圖數據庫構建,為構建礦山信息管理系統提供技術支持。
3 結束語
由于礦山測量數字化對采礦一線服務、安全以及平衡生產等方面的鮮明優勢所在,礦山企業進行數字化的測量已經成為了一個不可阻擋的趨勢。企業對礦山測量數字化的重視是不容置疑的,但也要不斷的發現在礦山測量中的問題,避免測量數字化帶來的弊端,提高自己的學習能力,不斷的汲取國外和國內先進地區的經驗,,實現礦山測量數字化更全面的運用,提高行業競爭力,獲得長足發展。
參考文獻
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