Характеристика объекта управления

Характеристика объекта управления

Основные участки и этапы производства

Технология переработки урановой руды с получением закиси-окиси урана на ГМЗ состоит из рудоподготовки и гидрометаллургического передела которая представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Технологическая схема получения уранових концентратов на ГМЗ

Рудоподготовка включает следующие технологические операции:

- прием сырья;

- измельчение исходного сырья;

- сгущение пульпы.

Основные технологические операции гидрометаллургического передела:

- выщелачивание урана;

- сорбция урана из кислых пульп;

- регенерация насыщенной смолы;

- нейтрализация хвостовой пульпы;

- экстракция и реэкстракция урана;

- сушка и прокалка кристаллов АУТК.

К вспомогательным операциям относятся:

- гидротранспорт хвостовой пульпы в хвостохранилище;

- подача оборотной воды в технологический процесс.

Прием сырья.Сырьем для получения закиси-окиси урана на заводе являются концентраты РОФ и РОУ урановых руд Смолинской и Ингульской шахт.

Рудный концентрат на ГМЗ поступает в ж.д. полувагонах. В зимнее время, когда возможно смерзание руды, перед разгрузкой вагоны с рудой разогреваются в тепляке (здание 1.3), вмещающем 14 вагонов одновременно.

Температура в тепляке поддерживается паром. Для этих целей в тепляке установлено 7 секций стальных трубчатых панелей, по которым проходит пар. Температура насыщенного пара 200°С; давление пара - 8 атм.; максимальный расход пара 20 т/час.

Принудительная конвекция осуществляется при помощи 7 вентиляторов, установленных в верхней части тепляка.

Циркуляция воздуха - 168 тыс. м³/час.

Разгрузка руды из вагонов осуществляется с помощью роторного вагоно-опрокидывателя ВРС-125 в два приемных бункера узла разгрузки (сооружение 1).

Общая вместимость бункеров 400 т.

Время разгрузки одного вагона 5-10 мин.

Руда в вагонах перед разгрузкой опробуется на установке РКС.

Из приемных бункеров руда питателями типа ПВГ-1,2/3,1 подается на ленточный конвейер и направляется по галерее I в полубункерный склад руды.

Унифицированный полубункерный склад представляет собой крытый железобетонный бункер, футерованный сталью.

Бункер разделен на три секции объемом 6600 м³, 4000 м³ и 1500 м³. В каждой секции складируется руда одного из месторождений. Бункер рассчитан на пятисуточный запас руды и вмещает 25 тыс. тонн.

Распределение руды по отсекам полубункерного склада производится с помощью реверсивного конвейера.

Под бункером расположено 32 питателя ПВГ-1,2/3,1 для подачи руды на дальнейшую переработку.

Измельчение исходного сырья. Силикатная руда из полубункерного склада по тракту перепуска подается в 4 отсека параболического бункера. Общая ёмкость бункера (расходный склад руды) – 15 тыс. тонн. Руда из отсеков бункера вибропитателями подается на ленточные конвейеры, а затем конвейерами - на блоки измельчения.

Измельчение производится по двухстадиальной схеме: первая стадия – полусамоизмельчение в мельницах мокрого самоизмельчения, работающих в открытом цикле с догрузкой шаров, вторая стадия – шаровое измельчение. В отделении измельчения установлено три измельчительных блока. В один блок входят: мельница самоизмельчения ММС 70х23, шаровая мельница МШЦ 40х50, два спиральных классификатора 1КСН-30 и гидроциклоны ГЦ -500, объединенные в две батареи по 4 шт.

В каждом блоке руда подается непосредственно в мельницу ММС, разгрузка мельницы поступает в классификатор. Пески классификатора направляются в шаровую мельницу МШЦ, работающую в замкнутом цикле со своим классификатором. Слив классификаторов обеих мельниц поступает в зумпф и насосами ГРК 400/40 подается на контрольную классификацию в гидроциклонах ГЦ - 500.

Пески гидроциклонов возвращаются на доизмельчение в мельницу МШЦ, а готовый продукт измельчения (слив гидроциклонов) самотеком поступает на сгущение.

Технологические параметры процесса измельчения:

- крупность исходного сырья, поступающего на измельчение - 95 % класса - -300 мм;

- производительность одного измельчительного блока – 80 -100 т/час;

- потребляемая мощность мельницы ММС – 1200 - 1400 квт;

- крупность продукта измельчения – не менее 75 % -0,1 мм;

- удельная производительность по классу – 0,1 мм – 0,45-0,65 т/м³час.

Сгущение пульпы. Сгущение пульпы осуществляется в сгустителях с коническим днищем, оборудованных мешалкой с периферическим приводом. Постоянно работают 2 сгустителя диаметром 30 м. При увеличении переработки рудного сырья возможно подключение двух сгустителей диаметром 24 м.

Сливы классификаторов измельчительных блоков №1 и №2 сгущаются на сгустителе, блоков №3 и № 2 - на другом сгустителе.

Верхний слив сгустителей используется в цикле измельчения в качестве оборотной воды. Недостаток воды пополняется из системы оборотного водоснабжения.

Нижний слив сгустителей насосами подается на выщелачивание. Для ускорения процесса сгущения используется раствор флокулянта (0,1-% раствор полиакриламида).

Технологические параметры процесса сгущения:

- плотность пульпы, поступающей на сгущение – 1,1-1,2 г/см³;

- плотность сгущенного продукта – 1,5-1,6 г/см³;

- высота осветленного слоя в сгустителе – 1,2 м;

- средняя производительность сгустителя – 2,0-2,5 т/м².сут.

Сорбция урана из кислых пульп.Сорбция является ионообменным процессом, при котором уран из раствора переходит на анионообменную смолу. На полноту её протекания влияют различные факторы:

- концентрация основного компонента в растворе и на смоле;

- концентрация сульфат-иона в растворе;

- температура процесса;

- содержание других анионов, в частности нитрат-иона;

- рН раствора.

Выщелаченная пульпа аэролифтами подается в пачуки сорбции. Далее пульпа последовательно проходит через пачуки по принципу противотока анионита и пульпы. В каждом пачуке пульпа проходит через дренажные устройства, где отделяется от смолы. Смола передается из пачука в пачук в голову процесса сорбции, постепенно насыщаясь ураном, а пульпа движется к хвостовому пачуку, обедняясь по урану. В случае необходимости, смолу можно направлять через распределитель потока как полностью, так и частично в следующий пачук или всю смолу завернуть "на себя". Головной пачук сорбции является "песковым", из которого аэролифтами пески выводятся на барабанные грохоты. Крупные пески уходят на хвосты, мелкие возвращаются в пачук. Из хвостового пачука пульпа поступает на барабанные грохоты для улавливания смолы. Смола возвращается в пачук сорбции, а пульпа подается на нейтрализацию. Смола из пачуков аэролифтами подается на регенерацию. В настоящее время работает одна цепочка сорбции.

Для вывода пачуков на ремонт предусмотрены обводные линии по пульпе, и смоле.

Переливы пачуков, воды гидроуборки поступают в приямки вертикальных насосов, откуда откачиваются в сорбционные пачуки.

Технологические параметры процесса сорбции:

- рН пульпы, поступающей на сорбцию – 2,8-3,2;

- температура пульпы – не более 60 ⁰С;

- время контакта пульпы со смолой на одной ступени сорбции – 0,5-0,8 ч;

- время контакта смолы с пульпой на одной ступени сорбции – 2,5-3,5 часа;

- число ступеней контакта – не менее 8;

- содержание урана в жидкой фазе пульпы после сорбции – не более 1,2 мг/л.

Регенерация насыщенной смолы. Технологический процесс регенерации (десорбции) включает:

- отмывку смолы от илов;

- донасыщение;

- регенерацию;

- отмывку от кислот.

Операция отмывки от илов необходима для обеспечения нормальной работы аппаратов регенерации, экономии регенерирующего раствора, обеспечения благоприятных условий контакта смолы с регенерирующим раствором и нужной чистоты товарного регенерата. Этот процесс основан на разности удельных весов и размеров разделяемых материалов.

Регенерация является анионообменным процессом, обратным процессу сорбции.

Регенерация ведется раствором серной кислоты с содержанием сульфат-иона значительно большим, чем в сорбционных пачуках. Сульфат-ион вытесняет ион урана из смолы. При снижении концентрации сульфат-иона (кислотности) в регенерирующем растворе, смола регенерируется в меньшей степени. Значительное повышение кислотности может нарушить режим работы экстракции, разрушить смолу и оборудование. Повышение температуры интенсифицирует процесс. Ограничение же температуры вызвано опасностью термического разрушения смолы.

Насыщенная по урану смола из пачуков сорбции аэролифтом подается в колонну для отмывки от песков и илов дамбовой или технической водой, подаваемой в нижнюю часть колонны. Затем смола подается на дальнейшую отмывку в колонны. Пески из этих колонн откачиваются в буферные ёмкости и далее в голову процесса.

Отмытая смола поступает на обезвоживание (до насыщение) в колонну (КОС). Обезвоживание, или вытеснение транспортной воды и воды, находящейся в порах сорбента, производится товарным регенератом. Количество товарного регенерата, подаваемого в колонну "КОС", регулируется автоматически по кислотности (рН) слива колонны. Смола из нижней части "КОС" аэролифтами направляется в верхнюю часть десорбционных колонн. Регенерирующий раствор – смесь серной и азотной кислот с промводой отмывочных колонн, приготовляется в ёмкостях.

При необходимости подпитка осуществляется горячей водой, подаваемой аэролифтом из емкости. Приготовленный регенерирующий раствор самотеком подается в нижнюю часть колонн. Все процессы в колоннах происходят по принципу противотока. Товарный регенерат из верхней части колонн самотеком поступает в буферные пачуки, откуда насосами подается на экстракцию. Смола из нижней части колонн регенерации выводится на отмывку от кислоты водой в колонны, после чего возвращается на сорбцию. Промвода из верхней части колонны аэролифтами откачивается на приготовление регенерирующего раствора.

Технологические параметры процесса регенерации:

- концентрация серной кислоты в регенерирующем растворе – 180-200 г/л;

- концентрация нитрат-ионов – 3-5 г/л;

- количество растворов, подаваемых в колонны , об/об смолы:

- статочная емкость смолы по урану –2-5 кг/т;

- содержание урана в товарном регенерате не менее – 10 г/л;

- содержание твердых взвесей в товарном регенерате не более – 150 мг/л.

Общие сведения

Автоматизированная система управления ГМЗ создана как интегрированная информационно-справочная система (в дальнейшем ИСС ГМЗ), объединяющая информацию верхнего (организационно-экономического) и нижнего (АСУ ТП) уровней.

Система состоит из следующих основных компонентов:

– локальная сеть персональных компьютеров (ПК);

– технические средства АСУ ТП, в т.ч. управляющий вычислительный комплекс "Униконт";

– модемная связь, обеспечивающая оперативный обмен информацией между управлением ГП "ВостГОК" и ГМЗ;

– базы данных общего пользования различной оперативной, нормативной и технической информации;

– персонал, задействованный в подготовке, обработке и использовании информации.

Особенностями ИСС ГМЗ являются:

– наличие интерфейса, обеспечивающего совместимость ресурсов системы верхнего и нижнего уровней, реализуемых на различной технической базе.

– наличие модемной связи между ИСС ГМЗ и ИСС управления ГП "ВостГОК".

– наличие достаточно большого количества автоматизированных рабочих мест различного функционального назначения и удаленных друг от друга территориально.

– наличие непрерывного и энергоемкого технологического процесса.

ИСС ГМЗ (см. рис. 3.1) является частью общей информационно - справочной системы ГП "ВостГОК" и предназначена для обеспечения:

– сбора, накопления, обработки, распределения и отображения информации, необходимой в процессе управления работой ГМЗ;

– передачи информации о работе завода, состоянии ресурсов, техники безопасности и других параметров для использования в ИСС ГП "ВостГОК", а также приема и предоставления информации, имеющейся в ИСС ГП "ВостГОК " для пользователей ИСС ГМЗ.

Соединение отдельных ПК в вычислительную сеть позволило:

– объединить ресурсы отдельных ПК и вычислительных комплексов, создать единую программно-аппаратную среду, повысить надежность хранения больших массивов информации, создать возможность ее распределенной обработки по технологии "КЛИЕНТ-СЕРВЕР", оптимизировать информационные потоки внутри завода, между заводом и управлением ГП "ВостГОК", предоставлять достоверную и своевременную информацию, необходимую для эффективного управления производственно-хозяйственной деятельностью завода.

Локальная сеть ГМЗ создана на основе существующих технических и программных возможностей СВТ с дальнейшим их наращиванием и охватом рабочих мест, на которых необходим доступ к ИСС. В сети используются два стандарта передачи данных (в комплексе "Униконт"-ARCNET, в сети управления-ЕТНЕRNЕТ). Передача информации осуществляется по коаксиальным кабельным линиям с помощью сетевых плат, а между заводом и управлением ГП "ВостГОК" - по телефонным каналам через модемы.

Информационным ядром системы является ПК (ФАЙЛ-СЕРВЕР), соединенный коаксиальным кабелем со всеми ПК, входящими в сеть. На сервере хранится информация по следующим разделам:

– основное производство;

– технология;

– бухгалтерский учет;

– материальные и трудовые ресурсы;

– делопроизводство и контроль исполнительской дисциплины;

– информация, получаемая и предназначенная для передачи по модемной связи.

Пользователям ИСС выдается следующая информация:

1. Производство

1.1. Технологические схемы с реальными значениями параметров технологии

1.2. Текущие значения параметров по группам (отделениям)

1.3. Часовые "развертки" групп параметров за последние 8 часов

1.4. Графики групп параметров за сутки (интервал дискретизации – 10 минут) и за 5 суток (интервал дискретизации - 1 час)

1.5. Сменный рапорт мастеру ЦОП

1.6. Сменный рапорт начальника смены ГМЗ

1.7. Суточный рапорт работы завода

2. Поставки руды и основных реагентов

2.1. "Вертушки"

2.2. Поступление и переработка руды на ГМЗ по данным ОТК

2.3. Поступление извести за сутки и с начала месяца

2.4. Поступление грузов за сутки

3. Снабжение

3.1. Информация о наличии материалов на складе

3.2. "Дефицитка"

4. Планирование производства

4.1. План работы завода на месяц

4.2. ППР

5. Кадры

5.1. Кадровый состав ГМЗ по участкам

5.2. Анкетные данные работников

6. Зарплата

6.1. Зарплата работников за предыдущий месяц и с начала года с выдачей средней по участкам, службам и видам

Регулятор расхода

Выбор и расчет регулятора

Выбираем закон регулирования для регулятора расхода жидкости .

Рисунок 1.5 – схема регулирования расхода жидкости

1 Коэффициент усиления

2 Постоянная времени объекта

3 Время запаздывания объекта

,

Время запаздывания регулятора задаемся =10 сек.

4 Общее время запаздывания

=0

На основании полученных данных построим разгонную характеристику процесса регулирования (Рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 – Разгонная характеристика процесса регулирования

По полученной разгонной характеристике мы можем выбрать П или ПД закон регулирования.

Расчет регулирующего органа

Согласно рассчитанным выше данным и на основании закона регулирования необходимо выбрать регулирующий клапан который будет соответствовать всем эксплуатационным требованиям и параметрам предъявляемым в работе. Для этого необходимо ввести расчетные данные в программу для расчетов клапанов.

Требуемый Kv ( )=30,186;

Ход (%)=75,01;

Характеристика – линейная;

Диаметр трубопровода (мм)=50;

Контроль скорости- рекомендованная скорость 3 м/с;

Контроль перепада давления: не угражает опасность кавитации.

Подставив значения, получим следующие параметры необходимого РО На рисунке 1.7. представлен расчет регулирующего клапана.

Рисунок 1.7 – Расчет регулирующего клапана

Далее выбираем тип регулятора, его привод, И.Н., а также способность работы в критическом режиме (Рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 – выбор регулирующего органа

Чертеж регулирующего клапана RV-102 показан на рисунке 1.9

Рисунок 1.9 – чертеж регулирующего клапана RV-102

После того как мы выбрали регулирующий клапан, необходимо подобрать к нему соответствующий электропривод, удовлетворяющий нашим расчетным данным и данным, полученным в программе (рисунок 1.10).

Рисунок 1.10 – Тип электропривода под регулирующий клапан

На рисунке 1.11 показаны параметры ругулирующего клапана RV-102

Рисунок 1.11- Параметры клапана RV-102

Описание клапана

Регулирующие клапаны RV 102 это двух- или трехходовые клапаны с резьбовым присоединением. Материал корпуса клапана - бронза.

Эти клапаны выпускаются в следующих исполнениях:

- трехходовой регулирующий клапан

- двухходовой регулирующий клапан реверсивный

- двухходовой угловой регулирующий клапан

Клапаны в исполнении RV 102 N управляются маховиком или электричским приводом фирмы Ekorex+.

Клапаны в исполнении RV 102 L управляются электрическими или электрогидравлическими приводами фирмы LDM (Landis & Staefa).

Клапаны в исполнении RV 102 S управляются электрическими или электрогидравлическими приводами фирмы Sauter.

Клапаны в исполнении RV 102 C управляются электрическими приводами серии VA 715y и VA 72xy фирмы Johnson Controls.

Клапаны в исполнении RV 102 B управляются электрическими приводами фирмы Belimo.

Клапаны в исполнении RV 102 H управляются электрическими приводами фирмы Honeywell.

Применение клапана

Клапаны предназначены для применения в отопительной и климатической технике для температуры до 150 °C, кроме типа 102 L, которые предназначены для температуры до 140°C.

Максимально допустимое рабочее избыточное давление по ЧСН 13 0010.

Чертёж клапана представлен на рисунке 1.12

Рисунок 1.12-Чертёж клапана RV-102

Характеристика объекта управления