974723760毕业设计（论文）铁矿竖炉焙烧控制系统设计

1、铁矿竖炉焙烧控制系统设计摘要本文题目为铁矿竖炉焙烧控制系统，即是进行铁矿选矿厂的竖炉焙烧部分的设计，使其可以基本实现工业的要求。本文分为五大部分：第一部分是绪论，主要介绍了竖炉的一些基本知识和本设计的工业背景；第二部分为铁矿竖炉焙烧控制系统系统概论，从总体上介绍了本文中涉及的控制原理、工艺流程图和系统框图，是全文的总括；第三部分为系统设备选型，主要是本系统涉及的各种设备的选择，其中还分析了各种设备的工作原理和测量原理，以及他们的选取原则；第四部分为组态设计，主要内容包括对本设计使用的组态软件组态王6.5的基本知识的介绍和竖炉焙烧系统的组态的建立；第五部分为对本系统的一些策略方面的初步探索，它分

2、为系统plc程序的设计和系统的仿真两部分。关键词：竖炉，设备选型，组态王，plc，pid，matlabthe design of iron ore vertical furnace roast control system abstractthe topic for iron ore vertical furnace roast control system is the vertical furnace for iron ore-roasting factory part design to be basically fit for the industrial requirements.t

3、his article is divided into five main parts : the first part is the prolegomenon mainly on the vertical stove and some basic knowledge of the industrial design background; the second part is an iron ore vertical furnace system studies roast control system, introducing this overall control principles

4、 involved, giving maps and system diagrams,which is the full text of the omnibus; part three is about the choice of the equipments which are used in the design, which also analyzed the work of the various principles and measurement equipment principles, and their selection; part four is divided into

5、 zutai design. the main elements of the design include the use of software kingview 6.5,the basic knowledge of the kingview 6.5,and the zutai building of vertical furnace roasting system; the last part of the design is for some of the initial exploration strategy of the systerm, which consists of tw

6、o parts of the design, that is the design of the plc procedures and the systerm simulation. keyword: vertical furnace, choice of equipment, kingview,plc,pid,matlab 第 66 页目录1 绪论i1.1 竖炉的基本知识11.2 本设计的工业背景22 铁矿竖炉焙烧系统概论42.1变量列表42.2系统控制框图及流程图52.2.1燃烧室温度控制52.2.2 炉顶负压控制和还原带还原煤气通入量控制62.2.3 铁矿竖炉焙烧控制系统工艺流程图72.

7、2.4 dcs系统配置模拟图83 设备选型93.1温度检测装置的选择93.1.1 还原带热电偶的选择103.1.2燃烧室红外测温仪的选择113.1.3 预热带和水箱梁热电阻的选择133.2 压力检测装置的选择143.2.1真空计的选择143.2.2 选择正压计163.3变送器的选择173.3.1 变送器基本知识173.3.2 变送器的工作原理183.3.3 各种变送器的选择193.4 执行器的选择203.4.1 执行器原理213.4.2 控制阀选型的原则223.4.3 阀型的选择注意事项223.4.4 选择233.5其他仪器的选择243.5.1 电磁流量计的选择243.5.2 光谱分析仪的选择

8、273.5.3 超声波料位仪的选择283.5.4 电流互感器的选择293.5.5 变频器的选择314 组态设计364.1 组态王介绍364.1.1 组态王的工作原理364.1.2 组态王软件的组成概述364.2 组态王与plc 的通讯374.3组态王的具体设计404.3.1 动画制作404.3.2实时监控图象424.3.3 历史曲线434.3.4 报警画面445 系统策略初探465.1 plc部分465.1.1 plc介绍465.1.2 plc程序编制505.2 系统仿真525.2.1 仿真工具简介525.2.2 竖炉模型的建立555.2.3 系统仿真566 总结61致谢62参考文献621 绪

9、论竖炉焙烧是选矿厂选矿的第一步工艺流程，竖炉焙烧效果的好坏直接关系到以后各个生产环节的工作运行情况，所以这一部分在整个生产环节中是非常重要和关键的。进行矿石焙烧的设备就是竖炉，可以说焙烧效果的好坏直接由竖炉决定，所以我们很有必要对它进行比较详细的了解。1.1 竖炉的基本知识竖炉的主要作用是提高铁矿石的品味。有些品味不是很高的矿石铁，在竖炉内部进行焙烧，当温度达到一定程度的时候，向竖炉内通入还原性气体（比如co，等），通过还原性气体与铁氧化物的氧化还原反应，把铁矿石中的有用成分还原为，从而使铁元素进一步富集，达到了提高矿石品味的目的，另外还为以后进行的磁选环节奠定了基础。竖炉主要由炉体、排矿部分

10、和抽烟部分组成，其中炉体是核心部分。炉体从上到下分为预热带、加热带和还原带三部分。预热带是利用上升的气流（废气）预热需要加热的矿石，这一部分的温度大约为150-200摄氏度；加热带是炉体的核心，高度约900-1000毫米，由鼓风机向里面按一定比例通入加热煤气和压缩空气，保证燃烧室有足够高的温度对矿石进行焙烧，这一部分的温度在1100摄氏度左右；还原带从上向下呈逐渐变宽的放射状，目的是使矿石和还原煤气充分接触，还原煤气由鼓风机从下向上吹入。这一部分的温度大约为600-750摄氏度。炉子的最下部两侧装有四个排矿辊，用来排出已经还原的矿石。它的转速可以根据还原的矿石质量进行调节。在排矿辊的下面装有搬

11、出机，用来搬出已还原的矿石，然后把矿石送如下一个环节。为了不使空气通过排矿辊处的排矿口进入还原带（可能会把刚刚还原的铁矿石再氧化掉），需要采用水封装置（水封池），它是一个用混凝土筑成的水槽，其中有循环水。排出的矿石落入水封池中冷却，避免了在矿石送到下一个环节的过程中由于温度过高，而使矿石和空气接触重新被氧化失去磁性的可能性。为排出还原焙烧过程中产生的废气，竖炉还装有一台抽烟机。抽烟机通过废气管道直接和炉内想通。排出的废气同时还可以起到对矿石的预热作用，体现了对能源的充分利用。竖炉焙烧的工艺过程如图1.1竖炉内的加热过程为还原焙烧过程。还原焙烧是在还原气氛中焙烧矿石。通常要向物料中添加还原剂。采

12、用的还原剂有煤粉和碳粉。铁矿过程中还原焙烧主要用于增加铁矿的磁性，其目的均是使赤铁矿和褐铁矿还原成四氧化三铁-一种强磁性物质，这就可以在弱磁场磁选机内进行磁选富集。在这里我们选用高炉煤气和co的混合气体作为还原剂。图1.1竖炉焙烧工艺过程1.2 本设计的工业背景2005年，酒钢选矿厂欲进行系统扩能改造。之前，酒钢选矿厂有22座100立方米竖炉、8个磨矿系列、10台shp-3200型强磁选机、5台50米浓缩机、18台过滤机以及配套的矿石输送和动力供应系统，形成了矿石还原焙烧磁选和粉矿强磁选两大生产工艺流程，涉及年处理原矿500万吨。本扩能改造方案设计处理铁矿石为650万吨，年生产铁精矿为333万

13、吨。增加的主要设备有：4台100立方米双层燃烧室竖炉；4台3235球磨机；9台slon2000型高梯度强磁选机；6台旋流器组；2座25米高效浓缩大井等。由于本次新增的设备比较多，原有控制系统预留部分已不能满足此次扩能改造的要求，需增加相应的网络及控制站。本扩能可分为4部分：铁矿竖炉焙烧部分、球磨部分、溢流浓度部分和现场总线dcs部分。本文就是对其中的第一部分竖炉焙烧部分进行一些具体的设计和研究。2 铁矿竖炉焙烧系统概论2.1变量列表选矿厂新上的4台竖炉系统部分要控制的包括很多的设备和变量，系统需要监控的开关量详细列表如表2.1，需要监控的模拟量详细列表如表2.2。表2.1 竖炉焙烧系统监控的开

14、关量列表序号设备名台数监控点取自di点数（台数*单台点数）di点说明do点数（台数*单台点数）do说明1鼓风机4低压配电柜4*3运行、过载6*1启停2抽烟机4低压配电柜4*2运行、过载4*1启停3锟式排矿机16低压配电柜16*2运行、过载4斗式搬出机8低压配电柜8*2运行、过载8*1启停5手/自动予切换2主控室4*1手动、自动6还原煤气切断阀4现场4*2开到位、关到位4*1开关阀门表2.2竖炉焙烧系统监控的模拟量详细列表序号测控模拟量测控仪表数量监控点取自ai点数（台数*单台点数）ai点数说明ao点数（台数*单台点数）ao点数说明1燃烧室温度8现场红外测温仪4*2温度检测2还原带温度16现场热

15、电偶4*4温度检测3废气温度4热电阻4*1温度检测续表2.2 序号测控模拟量测控仪表数量监控点取自ai点数（台数*单台点数）ai点数说明ao点数（台数*单台点数）a点数说明4水箱梁温度8热电阻4*2温度检测5加热煤气压力、流量8现场仪表4*2压力流量检测6还原煤气压力、流量8现场仪表4*2压力流量检测7压缩空气压力、流量2现场仪表6*2压力流量检测8炉顶负压检测1现场仪表差压变送4*1负压检测9还原煤气调节阀4现场阀4*1还原煤气调节10加热煤气调节阀4现场阀4*1加热煤气调节11压缩空气调节阀4现场阀4*1压缩空气调节12搬出机电流8电流变送器4*22.2系统控制框图及流程图在本系统中，最主

16、要的是四个参量的控制，就是加热煤气通入量、压缩空气通入量、还原煤气通入量和炉顶负压。2.2.1燃烧室温度控制燃烧室可以说是竖炉里面最关键的部分了，这一部分的温度约有1100摄氏度，本部分的温度控制是十分严格的，要求温度在1000摄氏度以上，假如低于1000摄氏度的话，矿石将得不到理想的温度，在还原的时候不能彻底还原；假如太高则可能在还原的时候还原成低价铁，不利于磁选，另外还可能把矿石熔化，这是绝对不允许的。在实际系统运行时，要向燃烧室同时通入压缩空气和加热煤气。主要是煤气中的co和空气中的氧气发生氧化还原反应放热，加热经过预热带预热过的矿石。要让他们充分反应燃烧，就有一个两种气体通入比例的问题

17、。我们令它们的比例系数为k，我们按完全燃烧计算，考虑理想条件下，可以计算出k约为2.5。实际控制的时候，保持k的值不变，通过调节加热煤气调节阀和压缩空气调节阀的开度来控制加热煤气和压缩空气的通入量，从而达到控制炉内燃烧室温度的目的。其控制框图如图2.1：图2.1 燃烧室温度控制系统框图2.2.2 炉顶负压控制和还原带还原煤气通入量控制（1）炉顶要保持负压状态，假如炉顶是正压的话，炉内的废气就会逸散到外面空气中，对环境和现场工人都是严重有害的，所以，炉顶一定要保持负压状态。它的控制原理图如图2.2所示。炉顶负压控制原理图如图2.2： 图2.2 炉顶负压控制系统原理框图（2）在还原带，主要通入还原

18、煤气，对经过燃烧室加热的矿石进行还原，将矿石还原成，以方便以后进行的磁选，那么还原煤气通入量就必须好好考虑。还原煤气通入量控制原理图如图2.3图2.3 还原带温度控制系统框图2.2.3 铁矿竖炉焙烧控制系统工艺流程图经过上面的介绍，大家可能大概已经知道了竖炉系统的工艺流程。具体些就是矿石经过上料系统运输到竖炉的最上部的预热带，在预热带，矿石先由下面上升的废气进行预热，大概预热到200摄式度左右，由运输系统把矿石运输到加热带进行加热，在温度上升到1100摄式度左右的时候，矿石被运输到还原带进行还原。然后矿石由排矿机排出竖炉，经过水封池，最后由搬出机把矿石运送到下一个环节球磨系统。竖炉焙烧系统工艺

19、流程图如图2.4和2.5所示。图2.4竖炉焙烧系统矿石流程图图2.5竖炉焙烧系统气体流程图2.2.4 dcs系统配置模拟图dcs的系统配置模拟图如图2.6。图2.6 dcs系统配置模拟图为了更形象更直观的的系统运行的各个环节进行监控，我们用组态王软件对系统进行了监控，制作了监控画面，然后对下位机plc编制控制程序，模拟实际系统的运行，通过组态监控画面显示出来，并通过实时曲线和历史曲线监测系统的连续运行情况。这将在第四章予以详细介绍。为了对系统更好的控制，我们对竖炉进行了建模，通过matlab的simulink组件对其进行了系统仿真，并通过pid对其系统进行了整定，达到了比较理想的效果。这将在第

20、五章予以详细介绍。3 设备选型本系统的设计要涉及很多变量，主要变量如表3.1表3.1竖炉焙烧系统主要变量表：序号变量名称变量范围变量单位测量仪器1预热带温度100200摄氏度热电阻2加热带温度10001100摄氏度红外测温仪3还原带温度600750摄氏度热电偶4水箱梁温度5090摄氏度热电阻5加热煤气压力150250kp压力表6还原煤气压力120200kp压力表7压缩空气压力375625kp压力表8加热煤气流量电磁流量计9还原煤气流量电磁流量计10压缩空气流量电磁流量计11炉顶负压5080kp负压计12搬出机电流100左右a电流互感器本系统要对设备进行选型，主要可分为五大部分。第一部分是温度检

21、测装置的选择，包括热电偶、热电阻和红外测温仪；第二部分是压力检测装置的选择，包括正压计和负压计的选择；第三部分是变送器的选择，主要包括温度变送器、压力变送器、流量变送器和电流变送器；第四部分是执行器的选择，就是各种控制阀门的选择；第五部分是其他设备的选择，包括电磁流量计、光谱分析仪、超声波料位仪、电流互感器和变频器。3.1温度检测装置的选择温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚，帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度

22、测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。如本设计所涉及的热电偶及热电阻就属于接触式仪表，而红外测温仪则属于非接触式测温仪表。3.1.1 还原带热电偶的选择还原带的温度在600750摄氏度之间，我们用热电偶来测量它的温度。（1）热电偶的测温原理：将两种不同材料的导体或半导体a和b焊接起来，构成一个闭合回路。当导体a和b的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流

23、,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。（2）热电偶的特点：1）测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。2）测量范围广。常用的热电偶从-50+1600均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269（如金铁镍铬），最高可达+2800（如钨-铼）。3）构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。（3）热电偶的冷端温度补偿及使用注意问题：由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度

24、比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t00时对测温的影响。 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100。（4）选择：这里我们选择上海南浦仪表厂生产的420型装配式热电偶 。它的技术参数如表3.2。表3.2热电偶的技术参数热电偶类别代号分度号最高温度测量温度允许偏差t镍铬-镍硅wrnk0-1300011002.5或0.75%t3.1.2燃烧室红外测温仪的选择燃烧

25、室的温度比较高，在1000-1110摄氏度左右，我们选用红外测温仪这种非接触测温的方法对他进行测量。（1）红外测温仪的工作原理红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布 与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐

26、射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。 黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为 1 。但是，自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体，为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此，为使黑体辐射定律适

27、用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在零和小于 1 的数值之间。根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因纱在：材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。 当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量，然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐射量成比例；双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。（2）选择红外测温仪要注意的问题测温范围：测温范围是测温仪最重要的一个性能指标。每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围

28、。用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全，既不要过窄，也不要过宽。一般来说，测温范围越窄，监控温度的输出信号分辨率越高，精度可靠性容易解决。测温范围过宽，会降低测温精度。目标尺寸：为了获得精确的温度读数，测温仪与测试目标之间的距离必须在合适的范围之内，所谓 “ 光点尺寸 ” （ spot size ）就是测温仪测量点的面积。你距离目标越远，光点尺寸就越大。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。距离系数（光学分辨率）：距离系数由 d ：s 之比确定，即测温仪探头到目标之间的距离 d 与被测目标直径之比。d ：s 比值越大，光学分辨率越高，测温效果就越好，但测温仪的成本也越高。响应时间：响应时

29、间定义为到达最后读数的 95% 能量所需要的时间，表示红外测温仪对被测温度变化的反应速度，它与光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常数有关。红外测温仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应，确定响应时间主要根据目标的运动速度和目标的温度变化速度。如果目标的运动速度很快或测量快速加热的目标时，要选用快速响应红外测温仪，否则达不到足够的信号响应，会降低测量精度。环境因素：测温仪所处的环境条件对测量结果有很大影响，应予考虑并适当解决，否则会影响测温精度甚至引起损坏。当环境温度高，存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下，可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件。这些附件可有效地解决环境

30、影响并保护测温仪，实现准确测温。在确定附件时，应尽可能要求标准化服务，以降低安装成本。在密封的或危险的材料应用中（如容器或真空箱），测温仪通过窗口进行观测。材料必须有足够的强度并能通过所用测温仪的工作波长范围。还要确定操作工是否也需要通过窗口进行观察，因此要选择合适的安装位置和窗口材料，避免相互影响。（3）选择：这里我们选择广州市宏诚集业电子科技有限公司生产的非接触式dt-8859在线红外测温仪。它的技术指标如表3.3表3.3红外测温仪 dt-8859技术指标(d:s=50:1)温度范围-501600距离比50:1基本精确度1.5%分辩率0.1/响应时间1秒发射率可调0.1001.000（步长

31、0.001)光谱响应814um相对湿度10-95%rh（不结露，环境测温30)激光瞄准2.5mpa协商供货)；4）环境条件：温度-10+55，相对湿度5%90%，大气压力86106kpa；5）信号传输线：stvpv30.3(三线制)20.3(二线制)； 6）供电电源：+12vdc3vdc；+24vdc3vdc。3.4 执行器的选择执行器是系统必不可少的，是控制的直接施加者。本系统选择的执行器主要是加热煤气调节阀、还原煤气调节阀和压缩空气调节阀。3.4.1 执行器原理执行器（又叫调节阀）由执行机构和调节机构（阀）两部分组成。他是过程控制工程的一个重要组成环节。在一个控制系统中，它接受调节器输出的

32、控制信号，并转换成直线位移或角位移，来改变阀芯与乏座间的流通截面积以控制流入或流出被控过程的流体介质的流量，从而实现对过程参数的控制。根据使用能源不同，执行器可分为气动执行器（气动调节阀）、电动执行器（电动调节阀）和液动执行器三类，在本竖炉系统中，我们主要用的是电动执行器。电动执行器有直行程和角行程两类，其电器原理相同，只减速器不一样。图3.3电动执行器的组成框图 电动执行器的组成框图如图3.3。由私服放大器和执行机构两部分组成。来自调节器的ii作为私服放大器的输入信号，它与位置反馈信号进行比较，其差值经放大后控制两相私服电动机正转或反转，再经减速器减速后，改变输出轴既调节阀的开度（或挡板的角

33、位移）。与此同时，输出轴的位移由经位置发送器转换成电流信号，作为阀位指示及反馈信号if。当if与ii相等时，两相电机停止转动，这时，调节器的开度就定在与调节器输出（即执行器的输入）信号ii成比例的位置上。因此，通常把电动执行机构看作是一个比例环节。3.4.2 控制阀选型的原则1）根据工艺条件，选择合适的结构形式和材料。2）根据工艺对象的特点，选择控制阀的流量特性。3）根据工艺操作参数，选择合适的控制阀口径尺寸。4）根据工艺过程的要求，选择所需要的辅助装置。5）合理选择执行机构。执行机构的响应速度应能满足工艺另外，还要考虑对控制行程时间的要求：所选用的控制阀执行机构应能满面足阀门行程和工艺对泄露

34、量等级的要求。在某些场合，如选用压力控制阀(包括放空阀)，应考虑实际可能的压差进行适当的放大，即要求执行机构能提供较大的作用力。否则，可能当工艺上出现异常情况时，控制阀前后的实际压差较大，会发生关不上或打不开的危险。3.4.3 阀型的选择注意事项(1)确定公称压力，不是用pmax去套pn，而是由温度、压力、材质三个条件从表中找出相应的pn并满足于所选阀之pn值。(2)确定的阀型，其泄漏量满足工艺要求。(3)确定的阀型，其工作压差应小于阀的允许压差，如不行，则须从特殊角度考虑或另选它阀。(4)介质的温度在阀的工作温度范围内，环境温度符合要求。(5)根据介质的不干净情况考虑阀的防堵问题。(6)根据

35、介质的化学性能考虑阀的耐腐蚀问题。(7)根据压差和含硬物介质，考虑阀的冲蚀及耐磨损问题。(8)综合经济效果考虑的性能、价格比。需考虑三个问题：a结构简单(越简单可靠性越高)、维护方便、备件有来源； b使用寿命；c价格。(9)优选秩序。蝶阀单座阀双座阀套筒阀角形阀三通阀球阀偏心旋转阀隔膜阀。3.4.4 选择还原煤气调节阀和加热煤气调节阀都选用浙江省永嘉县方达自动阀门有限公司：zazp型电动直通双座调节阀，它的技术参数为：公称直径：dn20-300公称压力：pn(mpa)4.0、流量特性：直线；等百分比工作温度：()-40-250 -60-450输入信号：(ma、dc)0-10 4-20ma压缩空

36、气调节阀选择选择意大利欧美尔（omai）公司art.e372-e374-e379 wafer型法兰ae开关型电动蝶阀，它的阀门特性如表3.14。表3.14 art.e372-e374-e379 wafer型法兰ae开关型电动蝶阀的阀门特性阀门特性通径: dn40 - dn500法兰标准: pn16-ansi150: dn40 - dn200; pn10: dn250 - dn500根据需求提供其它连接标准法兰面标准：规格根据iso5752 阀头法兰：根据iso5211阀门测试：根据iso5208:1) 紧密度: 1,1 x pn2) 阀体耐冲击力: 1,5 x pn根据需求提供其它测试 工作温

37、度:丁腈橡胶nbr： -25 至 +90工作压力:pn16 bar for dn40 - dn200pn10 bar for dn250 - dn500真空紧密度: 1 torr.3.5其他仪器的选择除了上述设备外，我们还要选择的设备包括电磁流量计、光谱分析仪、超声波料位仪、电流互感器和变频器。3.5.1 电磁流量计的选择加热煤气、还原煤气和压缩空气的流量是用电磁流量计来测量的。（1）电磁流量计（简称emf）的测量原理：电磁流量计的结构图如图3.4。图3.4 磁流量计结构图电磁流量计由电磁流量传感器、转换器以及显示仪表等组成，也可由电磁流量传感器和显示仪表直接组成。传感器的工作原理是基于法拉第

38、的电磁感应定律。如图3.5，电磁流量计是应用电磁感应原理来测量导管中导电液体的平均流速，采用不导磁材料制成的 流量测量导管，置于均匀磁场中，其内径为d，内壁衬有绝缘材料。导电液体在管道中流动时，即作切割磁力线的运动，若所有流体质点都以平均流速v运动，则液体流速在整个管道截面上是均匀一致的。这样，就可以把液体看成许多直径为d的连续运动着的薄圆盘。这种由液体组成的薄 圆盘等效于长度为d的导电体，其切割磁力线的运动速度为 。根据上述电磁感应原理可知，在液体圆盘内将产生感应电动势，其大小为式3.1: e = bd （3.1）式中：e感应电动势；b磁感应密度；平均流速；d管道内径。 因为这种液体圆盘是连

39、续不断地通过磁场，所以就能产生连续的感应电动势。如果磁场是交变磁场，则产生的感应电动势也就是交流感应电动势，其变化频率和磁场变化的频率相同。现在，一般工业用的都是交流磁场的电磁流量计。流经圆形导管的体积流量为被测介质的平均流速与导管流通截面积的乘积。即式3.2: （ 3.2）式中：d两电极间距离（即导管直径），m； e感应电动势，v； b磁感应强度，t； v流体的流速，m/s。上式可以改写为: （ 3.3）式中：k仪表的比例常数。即若感应强度不变，流体充满管道流动，电磁流量计的感应电势与流量成线性关系。此原理必须满足下面条件：1)磁场是均匀分布的恒定磁场；e: 2)被测流体的流速轴对称分布；muf&a3)被测液体是非磁性的；fud04)被测液体的电导率均匀且各向同性。r:.r| 电磁流量计集变送器和转换器两部分组成，二者之间用连接线（包括励磁线、信号线）相互连接。转换器是一个高输入阻抗，且能抑制各种成