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炼铁喷煤控制系统

来源:山东无缝钢管厂 发布时间: 2016/4/13 10:18:40 【返回上一步】
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1前言
  高炉富氧喷煤可以以煤代焦,调节炉况,起到降低能耗、提高产量的作用,越来越受到炼铁界的青睐。喷煤自动控制水平的高低,直接影响到喷煤工艺过程的安全和高炉炉况的稳定。酒钢二炼铁4座450m’高炉工艺设备由包头钢铁设计研究院设计,酒钢自动化公司进行了自控系统的方案设计和控制功能的编制,实现了喷煤系统的自动控制。
  2工艺简介
  酒钢二炼铁4座450m’高炉共有4个喷吹系列,每座高炉1个,采用两个并列喷吹罐、1台中速磨、1座烟气炉、两路热风炉废气。
  烟气炉是煤粉制备的主要辅助设施之一,其作用是向制粉系统的磨煤机提供符合要求的煤粉干燥介质。将热风炉产生的废气引至烟气炉,经烟气炉加热调温制成合格热烟气,干燥煤粉。烟气炉主要由烟气炉本体、煤气燃烧系统、引热风炉废气系统、混冷风系统组成,烟气炉采用焦炉煤气点火。
  制粉系统包括:给煤机、磨煤机、布袋收尘器、煤粉风机。原煤由供配煤系统送入原煤仓,再由电子给煤机给人中速磨煤机,煤在磨煤机中同时进行干燥和研磨,合格的煤粉经布袋收尘器收粉,然后落入煤粉仓中,以满足喷吹用煤量,通过布袋除尘器过滤后已达到国家排放标准的气体排人大气。4座高炉的喷吹站与制粉间合建在一起,每座高炉的喷吹系统采用两个并列喷吹罐,单管路加炉前分配器的喷吹方式,共设有8个喷吹系列。每座高炉的两个并列罐交替喷吹,采用补气调节器,通过调节补气量的大小改变调节器内煤粉的输送状态,达到调节喷吹量的目的。煤粉经管道、炉前分配器,通过喷枪喷入高炉。
  3系统配置及功能
  引入远程I/O和PROFIBUS—DP现场总线,操作站采用研祥工控机,操作系统采用Windows2000,人机界面采用Wonderware公司的IntouchHMI、以太网的方式进行通讯。实现200万喷煤整个系统运行参数的数据采集和过程控制。喷煤计算机控制系统主要由5个控制站组成,包括制粉与烟气炉、3#高炉喷吹系统、4#高炉喷吹系统、5#高炉喷吹系统、6#高炉喷吹系统。整个系统共设5台操作员站,集中在主控制室内实现集中监视操作。此外有布袋除尘SEIMENS系统1套、分析仪SEIMENS系统2套、磨煤机油SEIMENS系统1套、给煤机欧姆龙系统一套,主系统与分析仪SEIMENS系统采用PRO~BUS—DP通讯,与磨煤机油SEIMENS系统、给煤机欧姆龙系统采用硬接线联系。
  数据采集。通过PLC系统的输入输出模板,采集现场的模拟量输入、数字量输入以及脉冲量输入等信息,实现对现场生产工序温度、流量、压力、物位以及设备运行状态的监视,为联锁控制提供详实的现场实时数据。其中温度57点,压力100点,重量9点,物位8点,调节回路28个。联锁控制。包括磨煤机起停连锁、油泵连锁、喷吹过程控制连锁,CO、O超标安全连锁,布袋温度超标安全连锁、切断阀动作超时连锁等。
  人机交互。通过系统设置的5台操作员站,操作人员根据现场生产状况,实现人为干预控制。人机界面还实现了设计要求的故障报警、历史趋势和相应的报表开发功能。特别是事件历史查询,可以在生产出现异常情况时,查找相关信息,为判断事故原因,快速排除故障起到很大的作用。
  目前的喷吹控制方式一般是分为自动与手动,在控制上分为装粉与喷吹两个过程,本系统在控制上考虑到操作的方便性、灵活性,喷吹系统的操作分为全自动、半自动、手动3种操作模式。在控制上将喷吹过程分为泄压、倒罐、充压、喷吹4个过程。
  全自动与半自动工作模式。在该种模式时,系统自动完成泄压、倒罐、充压、喷吹全部过程。当某个喷吹罐煤粉重量达到“换罐下限”时,该罐将自动进入“泄压”状态,“泄压”状态完成后,系统会进入“倒罐”状态进行装粉,达到“装粉上限”后停止装粉并进入喷吹准备状态;与此同时,另一罐煤粉量如果不小于“充压下限”将进行充压,充压完成后自动进入“喷吹状态”。
  (2)手动状态。无论系统处于何种状态,点击“手动”按钮系统既进人手动状态。该状态下,所有阀都可以手动开关。当系统处于某种工作模式时,相应的按钮变成绿色。如果希望进入某种模式,只要条件满足,单击相应按钮即可。应该注意的是:非全自动状态时A罐B罐的操作是独立的,都可以分别进入手动、倒罐、喷吹状态,如果不具备进入某种模式的条件,则点击该按钮没有反应。不论A罐B罐处于何种状态,只要点击全自动按钮,即可进入全自动状态。在全自动状态下,A罐及B罐是倒罐还是喷吹,是由系统根据相应条件自动判断和调节的,操作者不需要干预。如果希望退出全自动状态,只能通过点击A罐手动或B罐手动即可退出全自动,点击喷吹或倒罐按钮是不能退出全自动状态的。
  4系统可靠性措施
  系统中运用了网络技术,在工业控制系统中运用交换机Vlan网络技术将喷煤系统与4个高炉系统联网,但各系统子网之间不会相互影响,保证了网络安全。系统中所有连锁点、控制点的测量值都通过硬件与软件结合,判断短线、开路等外部故障。当有该类故障时,系统自动将控制系统设置到安全状态,并通过报警提示操作员注意。这样使系统杜绝了由于线路故障造成的误停机,以及对系统大的干扰。
  5结语
  喷煤控制系统经过1年的运行,系统稳定,可以进行喷吹过程的全自动运行,满足了现场生产需要。特别是通过软件采取的一些可靠性措施,使得系统在出现模拟量断线时能够自动处于安全状态,减少了系统误动作,为生产正常运行奠定很好的基础。但由于设计没有考虑布袋收尘器、磨煤机液压站、润滑油站等设备自带的一些控制系统的监视,这些系统的信息未能全部进入主控制系统,不能给操作提供足够的信息,需要进一步继续完善。

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