高炉液压系统污染控制（精选11篇）
高炉液压系统污染控制 篇1
引言
(以下简称“莱钢”) 3#1080 m3高炉炉顶设备为PW型串罐结构, 设有柱塞阀、上密阀、下密阀、料流阀等上料设备, 由炉顶液压站系统负责液压转动, 开关阀门, 自投产以来运行良好, 为高炉高产高效打下了坚实的基础。但近年来, 炉顶液压站油液污染变质频繁, 造成维护费用升高和影响炉顶设备的安全运行。维修人员按液压油污染的成因进行逐一排查, 并结合实际情况, 最终分析出原因, 采取措施进行控制, 消除了隐患。
1 高炉炉顶液压系统使用现状
3#高炉炉顶液压站设计压力16~18 MPa。按正常情况, 炉顶液压站液压油使用周期一般在6-7个月, 平均每年更换1-2次液压油, 每次换油前进行油箱清理。但进入2009年, 使用不足1个月就出现了变色的情况, 经过化验级别为12级, 污染严重, 且2-3个月就必须进行换油 (见表1) , 造成生产维护成本居高不下。
2 原因分析
油液中的污染物来源于多方面, 其污染原因主要是杂质、空气、水分和高温。
2.1 按杂质污染的成因分析
杂质主要由剥落物、胶质、金属粉末、空气中带来的粉尘、砂子、研磨粉、沉积物和纤维等组成。但通过化验3#高炉油液、油箱清理来看, 杂质非常少, 由此可以看出, 杂质不是污染的主要原因。
在生产时, 液压元件装配前严格做到保持工具的清洁、去掉零件表面的毛刺、认真清洗, 彻底清除小孔、沟槽中的杂质, 并保护好工作面不被碰伤。在液压系统装配时, 做到保持液压元件的清洁, 仔细清洗液压元件、油箱、油管、接头等;在清洗完后, 采用“干装配”, 用压缩空气吹干零件后再装配;禁用棉丝、布条等纤维物擦洗零件。
2.2 按气体污染的成因分析
气体污染主要表现在以下几个方面:
(1) 吸油管路密封不好而造成空气进入油液中;
(2) 油箱油面过低, 吸入油液时油面上方产生旋涡效应而携带空气进人泵内;
(3) 油泵轴封不好, 容易进气。
在高炉炉顶液压站油箱位置安装一台FM型净油机, 油口一处为常开, 其余位置密封良好, 但通过将净油机油口封堵, 污染情况依然存在。此后, 生产过程中注意做到保持盛装液压油容器清洁。要求所有器具保持干净。取完油后, 拧紧油箱盖, 以免油液氧化变质。
2.3 按水污染的成因分析
水污染主要表现在以下几个方面:
(1) 盛油容器露天存放, 导致雨水进入;
(2) 盛油容器在潮湿的环境中存放。当温度降低时, 容器内的湿空气凝结成水珠进入油液中;
(3) 水冷却器内密封不好, 水可能渗漏到油液中;
(4) 油缸活塞杆在运行中携带少量水进入油液中。
该高炉炉顶液压站属于非露天室内设备, 液压站油箱、管路、元件为全面密封式, 油桶储存在符合要求的地方, 并加盖防止油桶上积聚雨水, 在打开油桶之前, 应仔细清洁油桶的顶部, 不存在雨水、湿空气进入的情况。2010年初, 对水冷器进行更换, 依然未见效果。
2.4 液压油中混入的其它油品
不同品种、不同牌号的液压油不准混合使用, 因其化学成分不同, 混合使用将造成油品失效、发生油液变质, 大大降低油液润滑和防锈能力, 在油液内生成胶状杂质。而该液压站一直使用同一品种、同一品牌液压油, 且相邻多做高炉同时使用该液压油, 均未出现类似污染情况。
2.5 按高温引发油液变质的成因分析
高炉于2008年7月份进行了炉缸扩容、料车扩容改造, 增加了矿批的重量和上料速度, 受此影响炉顶柱塞阀的开启时间由8 s延长到20 s。进入冬季以来气温过低, 柱塞阀开启时间延长到50~60s。为改善此种情况, 随后对液压站的系统压力进行了调整, 由16MPa提高到18MPa, 并将液压站电机由11k W改为15k W、柱塞阀油缸直径由φ200 mm改为φ250mm, 同时增加了一组蓄能器, 但效果一般, 并未达到提高柱塞阀开启速度的预期效果, 不得已继续使用。
通过对油箱油温的检测, 发现油温有所上升, 一般在60℃左右。通过分析, 柱塞阀受炉料作用, 开启压力也相应增加, 每次开启都需要有10~20s的蓄能时间, 造成油泵工作负荷增加、发热、油液温度不断上升, 这可能是造成液压油高温乳化变质的主要成因。
4 控制措施
通过分析, 影响炉顶液压系统工作负荷大的主要因素是柱塞阀的高压运行, 由于柱塞阀在料罐内部, 为提升结构, 当炉料增加时, 柱塞阀开启阻力增加, 被迫调整炉顶液压系统压力。因此, 只有降低系统压力, 缓解油泵工作负荷才是解决的主要措施。2012年, 高炉大修, 公司对炉顶设备进行了优化改造, 在料罐下部位置设计增加了一台上料闸代替柱塞阀。上料闸油缸为φ80 mm, 工作压力12MPa, 为下开式, 受炉料重力影响反而能加快上料闸的开启速度。
5 结束语
通过增加上料闸代替柱塞阀, 逐步降低了液压系统的运行压力, 消除了油泵高压发热的的隐患, 油液变色变质的情况得到了明显改善。
摘要：通过分析山钢股份莱芜分公司3#1080m3高炉炉顶液压站油液污染变质的成因, 找出了高温引发油液变质的根源, 并进行了改进。
关键词：高炉,液压油,高温污染
高炉液压系统污染控制 篇2
一、概述
三安1050高炉自动化系统采用高可靠性的西门子S7 400系列PLC，通过Profibus-DP总线带图尔克远程站，操作站的人机接口界面采用Wincc6.0编制，系统具有与其他系统网络进行通讯的接口。系统可以手动控制单个设备，也可以进行自动控制。
二、控制设备组成
三安高炉干法除尘系统由进出口蝶阀、进出口盲板阀、脉冲阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、截止阀、放散阀、振动器、星形卸灰机、加湿机、氮气调压阀、煤气调压阀组等控制设备及检测设备组成。所有的设备在现场都有操作箱可以直接操作，也可以在计算机画面上进行远程操作。当现场操作箱选择就地开关后，按下按钮，即可对相应的设备进行控制；当现场操作箱选择PLC后，就可以在控制室进行远程控制了。
三、操作画面详解
操作画面由箱体1－
7、箱体8－
14、调节阀门、报警记录、历史趋势几个子画面组成。
图标颜色定义
绿色：进出口盲板阀、进出口蝶阀、放散阀、截止阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、调压阀组后插板阀及蝶阀的开到位状态；振动器、星形卸灰机、加湿机的运行状态。
灰色红色：振动器、灰仓卸灰机、加湿机的停止状态。
：进出口盲板阀、进出口蝶阀、放散阀、截止阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、调压阀组后插板阀及蝶阀的关到位状态。
黄色：进出口盲板阀、进出口蝶阀、放散阀、截止阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、调压阀组后插板阀及蝶阀无开到位或者关到位信号状态。
黑色：进出口盲板阀、进出口蝶阀、放散阀、截止阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、调压阀组后插板阀及蝶阀同时有开到位和关到位信号状态。
黄色与灰色交替显示
：进出口盲板阀、进出口蝶阀、放散阀、截止阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀打开或者关闭超时；调压阀组后插板阀及蝶阀的开关过力矩、松紧过力矩；或者振动器、星形卸灰机、加湿机故障。
红色与黑色交替显示
：除尘器进口煤气温度低于100℃或者大于260℃；除尘器进口煤气压力低于20KPa；除尘器进口煤气压力大于230KPa；除尘器各箱体出口含尘量大于10mg/m3；大灰仓煤气回收管道含尘量大于10mg/m3。
重要参数设置
输灰介质选择
可以选择“氮气”或者“煤气”。选择其中一种时，按钮将变成深绿色，如
。当选择氮气时，可以对氮气放散阀进行操作；当选择煤气时，可以对煤气回收阀进行操作。氮气放散阀和煤气回收阀正常情况下只能打开一个。
输灰方式选择
可以选择“定时输灰”或者“手动输灰”。选择其中一种时，按钮将变成深绿色，如。选择手动输灰时，输灰部分的阀门（煤气回收阀、氮气放散阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、截止阀）手动可以打开和关闭。选择定时输灰时，输灰部分的阀门将按照所定的时间长度进行卸灰。设定范围为0～9999分钟。第一次启动定时输灰时，程序会自动完成一次输灰流程，然后从卸灰完成后开始计时，到达设定的时间后自动启动输灰流程。
卸灰时间选择
可以选择“定时卸灰”或者“温差卸灰”。选择其中一种时，按钮将变成深绿色，如。此设置仅用于定时输灰情况下的卸灰阀门控制。选择定时卸灰时，从箱体下部的下卸灰球阀、钟型卸灰阀、上卸灰球阀全部打开后开始计时，到达设定时间后开始关闭上卸灰球阀、钟型卸灰阀、下卸灰球阀。设定范围为0～1800秒。选择温差卸灰时，根据箱体下部的上部温度和下部温度的差值与设定的温差进行比较，当差值大于温差时，开始关闭卸灰球阀、钟型卸灰阀、下卸灰球阀。设定范围为0～100℃。
反吹方式选择
可以选择“定时反吹”、“差压反吹”或者“手动反吹”。选择其中一种时，按钮将变成深绿色，如。选择手动反吹时，进口蝶阀的打开关闭和脉冲阀的动作手动进行操作。选择差压反吹时，根据箱体的差压变送器检测的差压与设定值进行比较，当差压达到设定值时，喷吹部分的设备（进口蝶阀和脉冲阀）进行自动流程操作。设定范围为0～5KPa。当选择定时反吹时，喷吹部分的设备根据设定的时间进行喷吹。设定范围为0～9999分钟。第一次启动定时反吹时，程序会自动完成一次反吹流程，然后从反吹完成后开始计时，到达设定的时间后再次启动喷吹流程。
箱体的手自动选择
箱体选择自动时，有关的阀门（入口蝶阀、脉冲阀、上卸灰球阀、钟型卸灰阀、下卸灰球阀）将带入自动流程中进行自动控制。箱体选择手动时，有关的阀门将跳过自动流程，通过相应的弹出子画面进行操作。
设备操作详解
盲板阀
阀门为纯手动控制，需要在蝶阀关闭到位后才可以进行放松、夹紧、打开、关闭操作，打开和关闭需要在放松到位后才可进行操作。操作画面如图所示。
信号显示说明：
“远程”前的方框为绿色时，表示现场操作箱选择远程控制（画面手动或者程序自动）。“机旁”前的方框为绿色时，表示现场操作箱选择机旁操作（操作箱手动）。
“开到位”前的方框为绿色时，表示检测盲板阀打开到位的接近开关已经检测到信号。“关到位”前的方框为绿色时，表示检测盲板阀关闭到位的接近开关已经检测到信号。“放松到位”前的方框为绿色时，表示检测盲板阀放松到位的接近开关已经检测到信号。“夹紧到位”前的方框为绿色时，表示检测盲板阀夹紧到位的接近开关已经检测到信号。“开阀输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经输出盲板阀打开命令。“关阀输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经输出盲板阀关闭命令。“放松输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经输出盲板阀放松命令。“夹紧输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经输出盲板阀夹紧命令。
手动操作说明：
操作箱选择机旁时，按下操作箱上的按钮或者旋转开关，即可发出相应的请求，如果满足相应的条件，即可输出对应的命令。
操作箱选择远程时，打开操作画面，按下“放松”按钮，按钮将显示为绿色，表明已发出放松的请求，如果满足放松条件，那么就会输出盲板阀放松的命令。按下“夹紧”、“打开”、“关闭”按钮，与“放松”类似，按下“停阀”，则停止输出放松、夹紧、打开、关闭命令。
放散阀和出口蝶阀控制
阀门为纯手动操作。操作画面如图所示。
信号显示说明：
重复部分请参看盲板阀
“超时报警”前的方框为绿色时，表示在15秒内没有收到阀门打开到位或者关闭到位信号。
手动操作说明：
请参看盲板阀的手动操作说明。
进口蝶阀控制
阀门可手动操作，也可带入自动流程中自动控制。操作画面如图所示。
信号显示说明：
重复，请参看前面的设备
手自动操作说明：
操作箱选择机旁时，按下操作箱上的按钮或者旋转开关，即可发出相应的请求，如果满足相应的条件，即可输出对应的命令。
操作箱选择远程时，蝶阀所在的箱体选择手动后，打开进口蝶阀的操作画面，通过上面的按钮即可进行“开阀”和“关阀”。蝶阀所在的箱体选择自动后，蝶阀的控制就会根据反吹方式进行自动控制。
脉冲阀
脉冲阀可手动操作，也可带入自动流程中自动控制。脉冲阀打开需要入口蝶阀关闭到位信号。操作画面如图。
手自动操作说明：
反吹方式选择“手动反吹”，脉冲阀所在的箱体选择“手动“后，打开脉冲阀的操作画面，通过点击需要打开的脉冲阀即可，脉冲阀动作的时间为0.2秒。
反吹方式选择“定时反吹”或者“差压反吹”，脉冲阀所在的箱体选择自动后，程序根据条件对脉冲阀进行控制。
氮气放散阀和煤气回收阀
阀门可手动操作，也可带入自动流程中自动控制。正常情况下，打开其中一个阀门，需要在另一个阀门关闭到位的情况下才可进行。操作画面如图所示。信号显示说明：
重复，请参看前面的设备
手自动操作说明：
操作箱选择机旁时，按下操作箱上的按钮或者旋转开关，即可发出相应的请求，如果满足相应的条件，即可输出对应的命令。
操作箱选择远程，输灰方式选择“手动输灰”时，输灰介质选择“煤气”，可以通过画面对煤气回收阀进行操作；输灰介质选择“氮气”，可以通过画面对氮气放散阀进行操作。操作箱选择远程，输灰方式选择“定时输灰”时，程序会根据输灰介质的选择，打开煤气回收阀或者氮气放散阀。
截止阀
阀门可手动操作，也可带入自动流程中自动控制。阀门打开需要氮气放散阀或者煤气回收阀打开到位才可进行，如果打开到位信号丢失，那么截止阀会自动关闭。操作画面如图所示。
信号显示说明：
重复，请参看前面的设备
手自动操作说明：
操作箱选择机旁时，按下操作箱上的按钮或者旋转开关，即可发出相应的请求，如果满足相应的条件，即可输出对应的命令。
操作箱选择远程，输灰方式选择“手动输灰”时，通过操作画面可以进行“开阀”和“关阀”的操作；输灰方式选择“定时输灰”时，程序会根据条件自动控制阀门的开关。
卸灰阀门
卸灰阀门（上卸灰球阀、钟型卸灰阀、下卸灰球阀）可手动操作，也可带入自动流程中自动控制。下卸灰球阀需要氮气放散阀或者煤气回收阀打开到位、所在侧的截止阀打开到位才能打开，下卸灰球阀打开到位后，钟型卸灰阀才可以打开，下卸灰球阀和钟型卸灰阀都打开到位后才可以打开上卸灰球阀，如果打开到位信号丢失，那么下一级的阀门会自动关闭。操作画面如图所示。
信号显示说明：
重复，请参看前面的设备
手自动操作说明：
操作箱选择机旁时，按下操作箱上的按钮或者旋转开关，即可发出相应的请求，如果满足相应的条件，即可输出对应的命令。
操作箱选择远程时，蝶阀所在的箱体选择手动后，打开进口蝶阀的操作画面，通过上面的按钮即可进行“开阀”和“关阀”。蝶阀所在的箱体选择自动后，蝶阀的控制就会根据反吹方式进行自动控制。
振动器
振动器为纯手动控制。启动振动器需要其所在箱体下部的卸灰阀（机）全部处于打开（运行）状态。操作画面如图。
信号显示说明：
重复部分请参看盲板阀。
“主电源”前的方框为绿色时，表示振动器的主电源回路已经就绪。“控制电源”前的方框为绿色时，表示振动器的控制电源回路已经就绪。
“运行”前的方框为绿色时，表示控制振动器的运行的接触器已经处于运行状态。“故障”前的方框为红色时，表示振动器的保护回路已经检测到故障状态。“运行输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经输出振动器运行命令。
“超时报警”前的方框为红色时，表示PLC输出振动器运行命令后3秒后仍没有收到运行信号的反馈。
手动操作说明： 请参看盲板阀的手动操作说明。
提醒：
当出现超时报警后，如果需要启动，请点击清除超时报警信号后，再次点击启动按钮。
按钮（报警记录画面中），灰仓振动器、卸灰阀（机）和加湿机
设备为纯手动操作。加湿机运行后，小灰仓卸灰机才允许启动，加湿机和小灰仓卸灰机都在运行时，小灰仓振动器才允许启动。大灰仓卸料机运行时，才允许大灰仓卸料阀打开，大灰仓卸料机和卸料阀都运行（打开）时，大灰仓振动器才允许运行。当上一级的设备停止时，本级也会停止。操作画面如图所示。
信号显示说明： 重复，请参看振动器
手动操作说明：
重复，请参看振动器
提醒：
重复，请参看振动器
调压阀门
可以手动控制阀门开度，也可以根据压力设定在一定范围内进行自动调节。操作画面如图。
信号显示说明：
黑底黄字的方框里的数值（不可输入数字）：表示一次仪表检测后传给二次仪表，再由二次仪表转化成电信号传给PLC，由PLC根据对应关系完成最终的转化得到的数值。
黑底黄字的方框里的数值（可输入数字）：为自动调节的压力设定值。白底黑字的方框里的数值：为手动输入的阀门打开位置（开度）。
手自动操作说明： 当选择手动时，输入阀门需要的打开位置（开度），阀门就会自动达到设定的位置附近。当选择自动时，根据压力设定值，阀门会根据调节阀后的压力，自动调节阀门开度，并稳定在设定值附近的一个范围内。（自动调节时，因为阀门开关，引起压力产生波动，所以调节到设定压力并稳定会需要一些的时间）
调压阀组后插板阀和蝶阀
阀门为纯手动控制。插板阀的操作需要蝶阀关闭到位后才可以进行。操作画面如图所示。
信号显示说明：
重复部分请参看盲板阀和蝶阀
“松紧过力矩”前的方框为红色时，表示插板阀在放松和夹紧过程中，检测动作力矩的传感器检测到力矩过大。
“开关过力矩”前的方框为红色时，表示插板阀在打开和关闭过程中，检测动作力矩的传感器检测到力矩过大。
“松紧停输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经发出插板阀放松或者夹紧停止命令。“开关停输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经发出插板阀打开或者关闭停止命令。“开阀超时”前的方框为红色时，表示PLC发出插板阀打开命令后延时3分钟仍未收到开到位信号。（蝶阀为1分钟）
“关阀超时”前的方框为红色时，表示PLC发出插板阀关闭命令后延时3分钟仍未收到关到位信号。（蝶阀为1分钟）
“放松超时”前的方框为红色时，表示PLC发出插板阀放松命令后延时1分钟仍未收到放松到位信号。
“夹紧超时”前的方框为红色时，表示PLC发出插板阀夹紧命令后延时1分钟仍未收到夹紧到位信号。
手动操作说明：
重复，请参看盲板阀和蝶阀
提醒：
重复，请参看盲板阀和蝶阀
四、自动流程概述
大灰仓的自动功能 当大灰仓选择自动时，会根据大灰仓差压和“反吹压差设定”进行比较，如果差压大于设定值，那么大灰仓会自动进行一次反吹流程。在自动输灰流程一次运行结束后，大灰仓也会进行一次反吹流程。
自动反吹流程
具体描述：
从其他方式选择“定时反吹”后，程序将自动执行一次反吹流程。首先关闭1#箱体的入口蝶阀，当蝶阀关闭到位后，再输出1#脉冲阀动作命令，动作时间为0.2秒，然后间隔5秒后，输出2#脉冲阀动作命令，再间隔5秒，这样一直到15个脉冲阀动作完毕后，打开入口蝶阀，然后切换到下一个箱体。
选择“差压反吹”时，箱体将根据箱体进出口管压差与反吹压差设定值进行比较，如果进出口管压差大于设定值，那么该箱体将自动进行反吹。
提醒：
如果箱体自动反吹中，切换反吹方式到“手动反吹”，那么当前箱体的脉冲阀停止输出，蝶阀保持关闭状态。
说明：
1、同一时间只会有一个箱体（大灰仓）进行自动反吹操作。
2、如果当前箱体选择为手动时，那么当前箱体将不进行自动反吹操作，自动流程运行到该箱体时，会跳至后面的一个处于自动状态的箱体。
自动卸灰流程
具体描述：
从“手动输灰”选择“定时输灰”后，程序将自动执行一次输灰流程。首先根据“输灰介质选择”中的选择，打开氮气放散阀或者煤气回收阀（氮气对应氮气放散阀，煤气对应煤气回收阀），然后打开1－7箱体下方的截止阀，当阀门全部打开到位后，进行1箱体的卸灰流程。1箱体首先打开下卸灰球阀，打开到位后打开钟型卸灰阀，再打开上卸灰球阀。三个卸灰阀门都打开到位后，根据“卸灰时间选择”中的设置，控制阀门打开的时间。选择定时卸灰时，在三个卸灰阀门全部开到位后开始计时，到达设定的时间长度后，开始关闭阀门。选择温差卸灰时，箱体下部上温度与箱体下部下温度的差值大于设定温差时，开始关闭阀门。关闭卸灰阀门时，首先关闭上卸灰球阀，关闭到位后关闭钟型卸灰球阀，最后关闭下卸灰球阀。三个卸灰阀门全部关闭到位后，进行下一个箱体的卸灰。7箱体卸灰完成后，延时10秒关闭1－7箱体下方的截止阀，然后打开8－14箱体下方的截止阀，进行8－14箱体的卸灰。当14箱体也卸灰完成后，延时10秒关闭8－14箱体下方的截止阀。截止阀关闭到位后，关闭氮气回收阀或者氮气放散阀，结束一次输灰流程。
提醒：如果输灰过程中从“定时输灰”切换到“手动输灰”，那么正在卸灰中的箱体会从上卸灰球阀到钟型卸灰阀，再到下卸灰球阀的顺序关闭，并在切换的时候延时30秒后关闭箱体下方的截止阀，最后关闭氮气放散阀和煤气回收阀。
说明：
1、同一时间只会有一个箱体进行自动卸灰操作。
2、如果当前箱体选择为手动时，那么当前箱体将不进行自动卸灰操作，自动流程运行到该箱体时，会跳至后面的一个处于自动状态的箱体。
3、当前箱体在进行反吹流程时，当前箱体是不会进行卸灰流程。反吹流程结束后，会继续卸灰流程。
五、报警记录
可以方便查询已经产生的报警信息。记录的保存时间为1年。
画面上的“振动器超时复位”按钮，可以复位振动器、大小灰仓卸灰阀（机）、加湿机的超时报警信号。
六、历史趋势
高炉煤气除尘系统设计 篇3
关键词 高炉煤气；除尘系统；工艺流程；设计
中图分类号 TF 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0212-01
1 高炉煤气除尘工艺概述
1.1 高炉煤气除尘的必要性
高炉煤气是钢铁企业内部生产使用的主要能源。广泛用于钢厂各加热燃烧系统内。当高炉煤气内部含尘量超过10 mg/m3时，对使用煤气系统造成以下危害。
1）对高炉热风炉系统造成严重损害，堵塞，降低热风炉炉龄，影响高炉生产。
2）造成TRT（余压发电装置）的转子严重磨损，使TRT寿命大幅度降低。
3）对其他的使用高炉煤气燃烧炉（如焦炉加热燃烧系统、轧钢加热炉）造成堵塞，甚至损坏。
1.2 高炉煤气除尘工艺流程说明
高炉煤气经重力除尘后，由荒煤气主管分配到除尘系统的各箱体中，并进入荒煤气室，颗粒较大的粉尘由于重力作用自然沉降而进入灰斗，颗粒较小的粉尘随煤气上升。经过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的外表面，煤气得到净化。净化后的煤气进入净煤气室，由净煤气总管输入煤气管网。
当荒煤气温度大于260℃或低于100℃时，系统将自动关闭所有箱体进口蝶阀，同时打开荒煤气放散阀组，进行荒煤气放散，该过程为无扰切换，并可以有效控制高炉炉顶压力。
随着过滤过程的不断进行，滤袋上的粉尘越积越多，过滤阻力不断增大。当阻力增大到一定值时，电磁脉冲阀启动，进行脉冲喷吹清灰，喷吹气采用氮气，清理的灰尘落入灰斗然后由高压净煤气（或氮气）将灰尘输送至大灰仓，再由汽车运出厂区。
2 高炉煤气除尘系统相关参数的选择
2.1 气量换算
Q=Q标*(273+T)/[273*(1+P)]。其中Q标是设计院提供的气量，T为高炉煤气正常温度，一般选180℃～200℃，P为高炉煤气压力，单位为bar，相当于0.1 MPa。
2.2 选定箱体规格
箱体规格一般与高炉的炉容以及场地的大小有关。其中φ4000 mm箱体过滤面积为580平米，φ5200 mm箱体过滤面积为1003.2 m2或1137.2 m2，φ6000 mm箱体过滤面积为1338或1417.2 m2。
2.3 确定箱体的数量
1）1000 m2以下高炉：X>Q/(0.5*60*S)+2。
2）2500 m2以下高炉：X>Q/(0.4*60*S)+2。
3）2500 m2以上高炉：X>Q/(0.35*60*S)+2。
其中，X为箱体数量，Q为换算后的工况煤气量，S为单个箱体的过滤面积。
3 高炉煤气除尘系统的设计剖析
3.1 除尘箱体的设计
3.1.1 箱体的总体设计说明
除尘器箱体按照GB150《钢制压力容器》进行设计。箱体为圆形筒状结构，直径为φ5232 mm，设计压力为0.3 MPa，箱体材料为Q235-B，壁厚16 mm。在出气支管上设有一套安全放散装置，在检修时打开，用来置换出煤气。箱体进气、出气支管上均安装有大拉杆横向波纹补偿器、气动三偏心蝶阀、带人孔短接、电动盲板阀。箱体上设置一定数量的入孔，方便检修。另外还需要在箱体上设吹扫系统一套，分别设在进、出气口、灰斗底部和格子板上的人孔上，起清除局部积灰和置换作用。
3.1.2 箱体气流分布设计
煤气气流分布的设计是整个除尘系统设计的重点和难点，它设计的好坏直接影响到除尘系统的除尘效果，需要从整个系统来考虑。一般而言，箱体气流分布设计要做好如下几点：
1）荒煤气总管按等速管设计，使进入各个除尘器内的煤气气量均匀。
2）除尘器进口设置导流系统，将进气支管部分伸入除尘器内部。在进口和布袋底部之间设置板，对煤气起导流作用，使煤气均匀向上，在除尘器内分布均匀，同时能防止滤袋掉入灰斗中。
3）除尘器进口与布袋底部净空间设计较高，能让上升的煤气有一定的自均匀的时间和空间。
4）出气口设置在箱体顶部，相比设置在侧面，在结构上使同一箱体内各布袋过滤阻力相同，气流均匀。
3.2 过滤系统的设计
每个箱体包含一套过滤系统，过滤系统主要由滤袋、滤袋安装机构以及花板组件组成。
3.2.1 滤袋
滤料经特殊处理后，用独特的缝制技术缝制而成的圆形桶状物体。滤袋采用满足相关规格要求的复合滤料，过滤性能好、耐高温、强度高、耐磨损。滤袋主要通过筛分作用、惯性作用、扩散作用、黏附作用、静电作用等来捕获粉尘的，除尘效率可达99.9%以上。
3.2.2 安装机构
滤袋上端设有高强度弹性涨圈，它与滤袋缝制在一起，将滤袋牢固地固定在花板上。
3.2.3 花板组件
滤袋龙骨的支撑件和检修平台 ，花板孔采用机械加工的方法获得，保证了花板的加工精度，从而保证了滤袋安装的可靠性。
3.3 脉冲反吹系统的设计
脉冲反吹系统主要包括喷吹气包、脉冲阀、喷吹管、阀门、喷嘴等。脉冲反吹系统在设计时要做到如下两点：
1）喷吹气包为圆形筒状结构，一般在脉冲喷吹后气包内压降不超过原来储存压力的20%。气包按压力容器设计、制造和检验，气包上安有DN100进气口，安全阀、就地压力表、排污阀、放气阀。同时在气包与喷吹管之间要安装检修球阀。
2）每个布袋上方有一个超音速引射喷嘴，保证通过每个喷嘴的气流量差别在±10%以内，每个喷嘴的孔径会不同，远离气包的喷吹孔比靠近气包的喷吹孔径小0.5 mm～1.0 mm。
3.4 卸、输灰系统的设计
卸、输灰系统由除尘器下卸灰阀组、输灰管道、大灰仓、输灰介质气源等组成。其中，输灰管道一般选择为20号无缝钢管内壁衬陶瓷，可以增加管道的耐磨性能。气力输送介质采用氮气或高压净煤气。设在输灰管道前端的两个气动球阀用来控制选用氮气还是高压净煤气作为输灰介质。在每排输灰管道进入大灰仓前，安装一个气动球阀。
卸、输灰系统的效果检测标准应根据温度检测。当灰斗上部热电偶检测温度开始下将并接近下部热电偶检测的温度时，开始卸输灰。当灰斗下部热电偶检测温度开始升高并接近上部热电偶检测的温度时，可断定本箱体的灰已卸完。
3.5 氮气系统的设计
在氮气系统的设计中，氮气气源压力应不小于0.8 MPa。氮气储罐按照压力容器设计、制造。在一台氮气罐后设有3套压力调节系统，调节、稳定氮气的压力。一套压力调节系统将氮气压力调节至0.02 MPa～0.05 MPa，以满足气力输灰的使用要求；一套压力调节系统将氮气压力调节至约0.5 MPa～0.7 Mpa，以满足气动阀门的使用要求；另一套压力调节系统将氮气压力调节至约
0.5 MPa～0.6 Mpa，以满足氮气炮的使用要求。在另一台氮气罐后设有1套压力调节系统，将氮气压力调节至约0.3 MPa～0.4 Mpa，以满足脉冲反吹系统的使用要求。为测定氮气消耗量，应在所有氮气调节系统前分别安装一个流量计。
4 结束语
高炉煤气除尘系统的设计主要包括除尘箱体的设计、过滤系统的设计、脉冲反吹系统的设计、卸、输灰系统的设计以及氮气系统的设计，以上这些高炉煤气除尘子系统之间是相互作用和相互关联的，因此，在进行高炉煤气除尘系统的设计是，需要从整体上做好设计方案的规划，确保整体除尘系统的安全稳定运行。
参考文献
[1]刘之杰.高炉煤气布袋除尘系统的研究[J].重庆大学学报,2008,6.
[2]寇建斌.2?200 m3高炉湿法除尘系统设计[J].世界金属导报,2009,13.
高炉液压系统污染控制 篇4
TRT (Blast Furnace Gas Top Pressure Recovery Turbine Unit) 即高炉煤气余压回收透平装置, 是一种利用高炉炉顶煤气的压力能和热能, 通过透平膨胀驱动发电机或其它设备进行能量回收的装置。TRT控制的最终目的是在确保高炉正常运行的前提下多发电, 关键是炉顶压力控制、升功率控制、透平转速控制、系统异常时安全保护措施和高炉顶压调节权的自动转换及控制。2008年, 梅钢公司新建了4号高炉TRT系统。系统于2009年4月顺利投运, 目前运行正常并达到了设计目标。现简要介绍如下:
1 TRT控制系统简介
梅钢4号TRT采用美国MetsoMax公司的MAXDNA系列集散控制系统，包括MAXDNA系列硬件控制柜、上位机监控操作站、通讯网络三部分。系统电源、CPU、通讯总线冗余，上位机监控站互为备用，系统稳定可靠。
2 高炉顶压控制
高炉顶压是高炉生产的重要参数，炉顶压力不稳，会引起炉况波动，严重时会损坏设备。因此，为获得一个稳定的高炉炉顶压力，梅钢公司4号TRT顶压控制采用TRT与4个减压阀共同控制顶压，同时引进设计和设备厂家的3H专利技术，确保在正常或异常状态下高炉顶压波动均能维持在±4kPa以内。
2.1 高炉顶压控制对象
如图1所示，高炉煤气经重力除尘、煤气净化除尘后，经过TRT的进口蝶阀等进入TRT透平机做功，带动发电机发电，做功后煤气经出口蝶阀等进入煤气管网。当机组正常停机或者发生重故障停机时，进口快切阀动作，静叶关闭，旁通快开阀打开，经过一定时间后，旁通快开阀关闭，将顶压控制权交给减压阀组。
由图可以看出参与高炉顶压控制的设备主要有：
2.1.1 炉顶压力检测设备
由于高炉顶压控制的目标即为顶压，所以炉顶压力测量尤为关键，4号TRT控制系统炉顶压力检测设备包括P101A、P101B、P101C三个压力变送器，3个检测点互为备用。
2.1.2 减压阀组
梅钢4号TRT减压阀组包括4个阀门，分别为：
减压阀A (GY404)：电动减压阀，在3H-TRT控制系统中起辅助调节作用。
减压阀B (GY401)：液动减压阀，在3H-TRT控制系统中起主要调节作用。
减压阀C (GY402)：液动快开减压阀，在3H-TRT控制系统中起主要调节作用和跳机时调节作用。
减压阀D (GY403)：液动快开减压阀，在3H-TRT控制系统中起主要调节作用和跳机时调节作用。
2.1.3 T R T
TRT主要是通过控制可调静叶的开度来控制顶压，在本项目上即为ZY100。
2.2 高炉顶压控制模型
高炉顶压波动值e=p (设定值) -p0 (实际值) 。描述顶压稳定性控制精度的指标为：正常控制精度εn，即在TRT正常运行时顶压波动绝对值的上界;切换控制精度εx，即在TRT系统故障时，透平机紧急停机，高炉煤气将从通往透平机管道紧急切换到旁通阀管道，顶压波动绝对值的上界;切换时间ts，即在TRT故障停机而切换煤气流动管道时，顶压波动峰值超过正常控制精度的时间间隔。由此可见，高炉顶压控制模型须按照不同的工作状态建立：
2.2.1 正常发电状态
正常发电工况下，通过煤气透平静叶调节高炉顶压，由煤气透平静叶、高炉顶压测量信号、高炉顶压设定值及STPC06专家控制软件保证高炉顶压的稳定。
STPC控制系统，是将Fuzzy控制算法和常规PID控制算法组合起来使用的一套完整的控制算法。基本思路是根据流体力学的控制原理建立的管路静、动态控制模型，计算静叶开度值。它具有自诊断功能，自动判断顶压波动的理论调节量所执行控制效果的优劣和误差，不断修正程序中的计算参数和控制参数，自动完善计算方法和控制。因此，该系统使用时间越长，顶压稳定性控制效果就越好。
2.2.2 T R T停机状态
当TRT停机时，系统根据高炉给出的顶压控制值及顶压反馈值调节减压阀组各阀门的开度以控制高炉顶压。
2.3 顶压控制方案
2.3.1 T R T控制顶压
该控制方式包括减压阀控制顶压的调节回路和在TRT控制顶压的调节回路。减压阀控制顶压的调节回路需处于自动状态。在T RT控制顶压的调节回路中可设定调节输出的上限值，以实现TRT机组的正常开/停机的功能。在减压阀控制顶压的调节回路调节信号≥2%时，TRT控制顶压的调节回路处于手动状态(上限值控制)。在减压阀控制顶压的调节回路调节信号<2%时，TRT控制顶压的调节回路处于自动状态。TRT控制顶压的调节回路的顶压设定值应略低于顶压实际设定值。
2.3.2 减压阀控制顶压
自动状态：(1)减压阀A、B、D自动，减压阀C手动。减压阀A、B控制顶压。在高炉顶压超过顶压设定值+5%时报警，超过设定值+10%时减压阀D快开。在高炉顶压低于顶压设定值+5%时取消D阀动作，低于设定值+3%时减压阀D慢关。(2)减压阀A、C、D自动，减压阀B手动。减压阀A、C控制顶压，其控制流程(1)状态相同。
半自动状态：(1)减压阀B、D自动，减压阀A、C手动。减压阀B控制顶压。在高炉顶压超过顶压设定值+10%时减压阀D快开，低于设定值+5%时取消减压阀D阀动作，低于设定值+3%时减压阀D慢关。(2)减压阀C、D自动，减压阀A、B手动。减压阀C控制顶压，其控制流程(1)状态相同。
单自动状态：减压阀A或B或C自动，D自动，其他手动。投自动的减压阀控制顶压。在高炉顶压超过顶压设定值+10%时减压阀D快开，低于设定值+5%时取消减压阀D阀动作，低于设定值+3%时减压阀D慢关。
2.3.3 选择性控制方式
梅钢4号TRT程序设计时，我们将TRT静叶也作为一个调节阀看待，设计了一套调节高炉顶压的系统控制程序，实现无扰动切换，确保高炉顶压的稳定。将TRT静叶调节输出值作为控制基准，分五种情况判断各调节阀控制优先权：
TRT停运时，设定控制基准为0，即静叶调节输出大于0时，减压阀组即参与高炉顶压控制;
TRT开机过程中，设定控制基准为10%，即静叶开度小于10%时，减压阀组仍参与调解高炉顶压，同时当减压阀组的开度均小于5%，TRT自动切换到“自动”操作模式，进入顶压控制模式，调节高炉顶压;
TRT正常运行过程中，设定控制基准为60%，即若静叶开度大于60%时，减压阀组参与高炉顶压控制;
TRT停机过程中，设定控制基准为3%，即静叶开度小于3%时，减压阀全面参与高炉顶压控制，TRT退出控制;
TRT机组紧急停机时，减压阀组切换到正常调节模式，透平静叶开度控制调节信号>28%，减压阀组D阀全开慢关;10%<透平静叶开度控制调节信号≤28%，减压阀组D阀开50%慢关;透平静叶开度控制调节信号≤10%，减压阀组D阀不动作，同时快切阀快切、发TRT重故障信号、发电机紧急解列，透平静叶全关到位。
3 结语
自梅钢4号高炉投产以来，系统运行良好，控制系统硬件安全可靠，软件功能完善，控制方案合理，高炉炉顶压力波动一直控制在±4kPa范围以内，满足高炉生产的需要，且TRT吨铁发电量已达50kwh，经济效益显著。
参考文献
[1]印建安.章本照.TRT顶压稳定性高精度控制技术 (STPC) 基本原理.中国冶金, 2007, 10.
[2]邵惠鹤.工业过程高级控制[M].上海:上海交通大学出版社, 2003.
高炉液压系统污染控制 篇5
【关键词】高炉煤气；TRT；自动控制；脱氯装置
前言
高炉煤气经过干法除尘及TRT发电装置后的煤气温度有可能超过80℃（经减压阀组装置的煤气温度达到200℃），TRT从湿法改为干法的同时，出口管道的煤气温度也随之升高了，并且煤气中含有氯离子，对煤气管网会造成腐蚀影响，对管网安全和周围环境产生安全隐患。为了保证煤气管网系统的安全运行，在高炉煤气出口减压阀组和TRT出口的管道后面，采用煤气喷雾降温脱氯装置，使煤气在温度降低的同时降低氯离子含量。自动控制选用西门子S7-300控制系统，产品质量优良、生产成本低、各项消耗指标均达到国内先进水平。设备维护简单，设备长期运行安全、可靠。通过自动控制实现高炉、TRT后煤气温度冷却及脱氯功能。
系统概况
唐钢北区2000m3高炉煤气经TRT入口管道流量为350000Nm3/h，湿法TRT改为干法TRT后，入口温度：130℃-200℃，出口温度：60℃- 80℃。考虑到高温及除尘后煤气内仍含有氯离子的因素，所以设计一套煤气喷雾冷却脱氯装置。主要功能是实现喷雾冷却系统、加碱系统的自动控制。系统通过向煤气中喷入含有NaOH的细水雾，将温度较高的煤气冷却到要求的温度范围内，同时降低煤气中氯离子的含量。通过实时采集管道出口的煤气温度来精确调节喷雾的水量，从而达到对煤气温度的自动调节。当出口温度高于设定的期望温度时，系统自动增加喷水量；当出口温度低于设定的期望温度时，系统自动减少喷水量，直到出口温度与期望温度的偏差在设定的误差范围之内。通过加碱装置向冷却水中掺入一定比例的NaOH溶液，在对煤气降温的同时，中和煤气中的氯离子，同时实现脱氯和降温的目的。加碱装置会实时采集煤气管道排水PH值，调整加碱量。
控制系统
煤气喷雾冷却脱氯自动控制系统采用西门子300系列最新的PLC硬件，上位机软件为WINCC7.0，下位机为STEP7最新版本，通过以太网方式通讯。操作站具有工程师编程及操作员操作功能；操作站和现场触摸屏能同时实现设备操作，设备状态和实时数据监控，具有足够的能满足用户要求的实用直观的监视操作画面，操作简便可靠。
系统应用说明
水量的调节由变频器决定。当测到的煤气出口处的温度不符合设定温度的要求时，控制器会通过调节变频器来调节水量，从而达到控制温度的目的。
泵站系统中配备两台水泵，当一台工作时另一台处于备用状态，以防止水泵出现故障影响系统工作。在工作过程中一台泵运行一段时间后（初始值为720分钟，可以人工更改该时间）会自动切换到另一台水泵工作，也可以通过操作泵1、泵2切换按钮切换到另一台水泵工作，使两台水泵的运行时间大致相同
系统喷雾量由电磁流量计检测并显示。系统刚启动时，气路电磁阀先打开，延时5秒后水泵1运行，同时变频器开始工作，水量开始调节。系统停机时，先关闭变频器和水泵，供水立即停止，延时5秒后气路电磁阀关断，切断气路。当系统停止工作时，喷枪不喷水，此时只有压缩空气以事先设定好的压力（通过气路管道的旁路闸阀调节）供给喷枪以防止灰尘进入喷枪导致堵塞。在自动控制状态下，当煤气温度低于设定温度值减去温度下偏差值时，系统自动停止喷水；当煤气温度高于设定温度值加上温度上偏差值时，系统自动开启喷水并调节流量，使煤气温度接近设定值。在手动控制状态下，水泵会根据操作人员设定的频率值，恒频率运行。
压力变送器用来检测水压，并且保护水泵，避免水泵出现干运转等现象。泵组出口气压由压力表检测并显示。泵组出口气压由压力变送器检测并将信号传送给PLC控制器。泵组出口水压由压力表检测并显示。泵组出口水压由压力变送器检测并将信号传送给PLC控制器。在触摸屏参数设置界面或中控电脑画面可以选择系统运行方式（自动-手动）。在触摸屏参数设置界面或中控电脑画面可以选择第二组四把喷枪的运行方式（自动-手动）。自动时，水压大于设定的开启压力值时自动按照1、2、3、4的顺序开启喷枪，水压小于设定的关闭压力值时自动按照4、3、2、1的顺序关闭喷枪；手动时，操作人员手动操作触摸屏上或中控电脑画面上的按钮控制喷枪的开启与关闭。
加碱装置可以选择现场控制或中控控制，现场控制时只能手动控制，中控控制时可以选择手动控制或自动控制。系统水泵启动运行后，如果加碱装置选择为自动控制方式，则加碱泵会自动启动，并调节煤气管道排水的PH值在设定范围内。如果加碱装置选择为手动控制方式，则加碱泵不会自动跟随水泵启动，此时操作人员可以手动控制加碱泵的起动、停止和频率，实现人为的控制煤气管道排水的PH值。加碱装置配备的两台计量泵的工作方式与系统水泵相同。
废液泵可以选择现场控制或中控控制，现场控制时只能手动控制，中控控制时可以选择手动控制或自动控制。废液泵可以手动起动和停止，起动后可以将废液池里面的废水排出，停止后则停止废水排出。废液泵也可以自动起动和停止，在中控室操作画面上設定好废液池的液位上限和下限后，选择废液泵控制方式为自动控制，然后点击自动启动按钮，则废液泵进入自动运行状态，当废液池液位超过液位上限后废液泵自动启动，当废液池液位低于液位下限后废液泵自动停止。
结束语
高炉喷煤的控制系统设计 篇6
1.1供电负荷
1座2 500 m3容积高炉喷煤工程内容应包括原煤上料系统、制粉系统、喷吹系统、干燥剂系统等。喷煤系统总装机容量约为3 540 kW, 其中高压负荷为2 540 kW。
1.2供电方案
该系统设1 000 kVA变压器 2 台 (不同的工程详细数据可能有变动) 。在喷煤主厂房内设有喷煤车间低压配电中心, 所有喷煤主厂房内的低压负荷都通过低压配电屏引出。
1.3主要电气设备选型
(1) 变压器采用运行稳定、安全、可靠的S9-M型全密封式变压器;
(2) 变压器至低压进线柜之间的连接采用由专业厂家量身定制的全封闭式母线槽;
(3) 低压开关柜采用TG6型开关柜;
(4) 低压元器件采用先进、成熟产品, 便于维护, 缩短故障处理时间, 如CW1、CM1系列等;
(5) 喷煤系统的电气、仪表、计算机合一, 采用PLC系统进行控制。
1.4自动控制网络
(1) 一级操作站采用专用工控机。
(2) 操作站与PLC系统之间的通讯采用工业以太网。
(3) PLC系统通过控制高、低压配电柜来控制现场设备的启动与停止。
(4) PLC系统通过继电器接口柜直接控制现场阀门的精确调节与开闭。
1.5电气传动
为提高喷煤系统的自动化水平, 保证质量, 节约能源, 提高生产效率, 原煤上料系统、制粉系统、喷吹系统、干燥剂系统等采用先进的“三电”合一控制方式。喷煤系统所有用电设备均设短路保护。高压电机设速断、过负荷、单相接地保护等, 低压电机采用接触器启动, 具有高分断能力的自动开关作短路保护, 热继电器作过载保护。生产线上的大部分低压设备采用操作站和机旁两种控制方式, 高压设备增加高压开关柜控制。操作站控制由PC操作站连接PLC系统来完成对生产设备的高度自动化控制, 监视及故障报警, 可检测各个系统中生产设备的工作状态与各个系统中一些重要的工艺参数, 并可按已确定的控制原则对各个设备进行控制和调节, 操作人员可通过CRT上的实时动态画面监视现场的生产状况。机旁控制主要用于检修及试车。
1.6照明
主厂房照明主要采用汞钠混光灯及反射型投光灯, 喷吹车间采用防爆灯。车间变电所、主控室、操作室、办公室、值班室等采用高效节能荧光灯照明, 主控室等重要部位配有消防应急照明灯。
1.7防雷接地
主厂房采用避雷带防雷。变压器二次侧中心点接地, 变电所接地电阻不大于4 Ω。正常非带电设备金属外壳、电缆桥架等均与工作保护接地网相连。计算机系统单独接地, 其电阻值按设计要求。
1.8电缆敷设方式
厂房内电缆线路尽可能采用电缆桥架或电缆沟敷设, 局部配管。低压电缆均采用一般低压电缆, 模拟量使用的电缆均采用屏蔽电缆。
1.9防火措施
变电所、低压配电中心、中央控制室等进出电缆的孔洞均采用耐火堵料加以封堵。
2自动化仪表及计算机系统
2.1自动化仪表
在喷煤系统中, 所有设置的仪表均进入PLC系统, 由操作站加PLC系统完成过程检测、控制、越限报警、主要运行参数记录及趋势分析等功能。
2.2主要检测、控制项目
(1) 磨机进出口温度、压力监测, 磨机进出口温度与压力的动态监视能使操作工实时的掌握好磨机的运行情况, 使磨机达到最佳运行状态。
(2) 布袋收粉器温度、压力及布袋收粉器灰斗温度的监测, 该温度与压力的动态监测能保证布袋收粉器安全、稳定进行收粉工作。
(3) 磨机减速机及其润滑、液压系统温度与压力的监测, 该温度与压力的动态监测是保证磨机安全、可靠、稳定运行的必不可少的手段。
(4) 喷吹系统气源的压力监测, 该压力的动态监测能够保证喷吹系统的稳定运行。
(5) 各个喷吹罐温度、压力监测, 喷吹罐温度与压力的动态监测是使喷吹系统喷向高炉的煤粉稳定、连续的有效保证。
(6) 喷吹管道的压力监测, 该压力的动态监测可以使操作工迅速、准确地判断煤粉的通畅状况。
(7) 烟气炉系统的煤气、空气流量监测, 该流量的动态监测可以了解烟气炉的燃烧状况, 以保证烟气炉系统稳定运行。
(8) 烟气炉系统的温度监测, 该温度的动态监测可以掌握烟气炉的燃烧状况, 使烟气炉系统能给整个喷煤系统提供稳定的、高质量的烟气, 以确保喷煤系统稳定、可靠的运行。
(9) 布袋收粉器后的流量监测, 该流量的动态监测能使操作工控制好制粉系统的风量, 以使制粉系统生产出合格的煤粉。
(10) 磨机电流、减速机轴瓦温度的监测, 该二项参数的动态监测可以实时掌握磨机电机、减速机的运行状况, 以保证系统的正常运行。
2.3调节手段
(1) 磨机出口温度的调节, 该系统是根据磨机出口温度和由进出口差压及流量构成的气阻这一复合工程量来调节进口干燥气体和原煤给煤量的综合性调节系统。
(2) 烟气炉燃烧的调节, 该系统是根据烟气炉内煤气与空气最佳燃烧比例与烟气炉内温度要求, 通过煤气流量设定实现的。
(3) 喷吹罐压力的调节, 该调节是根据喷吹罐喷吹压力的需要设定, 通过自动均压手段实现。
2.4保安措施
(1) 磨机进出口压力的超限报警的措施;
(2) 磨机进出口温度超限报警与停止制粉系统的措施;
(3) 各电机与减速机轴承温度超限报警与停车的措施;
(4) 煤粉仓温度超限报警与充氮气冷却、防爆的措施;
(5) 喷吹管道压力的超限报警。
2.5阀门的控制
在本设计方案中, 喷煤系统的所有调节阀门均取消伺服放大操作器, 通过PLC系统的模拟量输入与数字量输出精确地调节阀门, 从而改善了系统的可靠性, 控制精度也得到很大程度的提高。
2.6主要仪表的选型
喷煤系统中的仪表选型各种各样, 现将常用的主要仪表选型列出以供参考:料位仪表选择德国VEGA产品;压力仪表横河川仪EJA或PDS系列产品;温度仪表主要的采用热电阻与热电偶;流量仪表采用不锈钢流量孔板加差压变送器或是涡街流量计的方式;称重仪表采用余姚太平洋的称重产品。
2.7计算机系统
计算机系统采用仪电合一的一级控制系统, 并设有工程师站、操作站。工程师站为工程师专用站, 主要用于程序的修改、参数的更正、画面的调整等。操作站为操作人员专用站, 操作站上设有丰富的画面, 所有工艺参数、各类运算和控制、设定都可通过CRT监视和键鼠操作完成。
根据以上的控制系统方案设计, 可以确保喷煤系统的可靠、稳定的运行。同时, 该系统还为今后上二级管理系统留有接口, 自动化系统主要硬件配置如下:
(1) PLC:1 套; (2) 工控机:3 台; (3) CRT:3 台; (4) PLC控制柜:1 套; (5) 计算机工作台:1 套; (6) UPS:1 台。
3结束语
高炉自动化控制系统 篇7
1、系统设计
高炉控制是集机械、电气控制和计算机应用为一体的技术, 采用以PLC为核心的, 集中与分散相结合的自动化控制系统, 系统由1个中央控制室和上料系统、高炉本体、热风炉、除尘等四个控制站组成, 通过高速100Mbps光纤工业以太网进行数据通信, 自动化过程监控系统的布局及网络结构如图1。料批控制程序及选仓配料控制、料流调节阀开度控制及溜槽倾动和转动控制为重点;料车卷扬、探尺卷扬、布料器倾动上料系统、热风、布袋除尘, 既要满足基本工艺要求, 还要满足设计提出的工艺要求。
为了适应工艺操作, 在各控制站设槽下及上料操作站、高炉本体操作站、热风炉操作站和布袋除尘操作站。所有的数字量输出点都采用继电器与外部设备进行电气隔离, 模拟量输入输出信号都采用带光电隔离的模块。
1.1 通信网络
对于高炉自动化控制系统而言, 自动化系统主要由二级控制系统和二层通讯网络构成。这样的系统布置也是为了在生产的过程中保证系统的完整性和合理性, 确保系统自动运行。整个通信系统使用的是工业以太网, 各个操作室都可以独立完成各自的任务, 根据生产上的临时需要, 各自独立的控制, 每个操作台与中央控制室采用高速工业以太网连接进行信息传递, 这样就可以真正的做到资源共享, 互调数据等, 同时构成了完整的过程监控系统。
1.2 操作方式
整个高炉的生产操作由各个操作台还有中央操作室相互配合完成。对于地面上的么个操作台实现集中手动、自动控制两种方式, 其实最要的是进行工艺和电气参数的设定, 运行方式的选择和开炉前后的一般操作等等, 包括自动控制, 软手动实现现场各电控设备的控制。每个操作台主要用于手动操作, 并且在自动方式下实施人工干预。
2、系统功能
本文所介绍的高炉自动化控制系统是一个集顺序控制, 过程控制, 数据采集以及工况监视连带数据管理为一体的自动化控制系统。对生产上所用到的电动机和阀门等连带相关成套机电设备的开关量控制, 包括各个部分的联锁起动, 联锁关机, 自动联锁控制, 单步联锁控制, 系统单步调试于一体。并在过程控制中数据的采集和处理 (包括开关量和模拟量) , 带有完善的报警功能。开关量和模拟量报警的显示并有相关的记录和打印功能, 针对生产上的历史曲线图、实时曲线图、电气仪表图和棒形图显示和打印。按照功能和结构划分, 高炉系统分为四个分系统:槽下及上料控制系统、高炉本体系统、热风炉系统和除尘控制系统。
3、系统特点
高炉自动化控制系统, 采用冗余的以太网络、PROFIBUS-DP总线网络将中心控制室计算机和PLC系统主站、PLC系统主站与远程I/O分站联系起来, 构成一个分布式的控制系统, 具体特点如下:
3.1 高炉自动化控制系统完善、强大的功能
支持冗余CPU配置, 功能更强、速度更快。同时, 配有品种齐全的功能模块, 充分满足用户各种类型的现场需求。即使在恶劣、不稳定的工业环境下, 依然可正常工作;无风扇设计提高了系统的可靠性;在运行过程中, 模块可进行带电热插拔。
3.2 高炉自动化控制系统冗余解决方案
本文所介绍的高炉程控系统设计为冗余配置, 其中包括电源冗余, CPU冗余, 以太网络冗余, PROFIBUS-DP总线网络冗余等等。无论生产过程中哪个环节出现问题都可以不影响生产, 也因此可以认为这个系统最大限度地保证了系统的可靠性以及安全性。
3.3 高炉自动化控制系统集中管理、分散控制
高炉控制系统设计为主站和远程两种模式, I/O从站的网络结构, 并最终由系统主站统一管理系统内的设备, 对于远程I/O分站而言, 其功能只负责数据采集与设备驱动。这样的系统结构设计是十分合理的, 既满足了系统设备间联锁关系强的要求, 又满足了系统设备位置分散的要求。
3.4 高炉自动化控制系统开放性
高炉程控系统其实是一个开放性的系统。工业以太网、PROFIBUS-DP总线网络是目前应用最广泛和开放性最好的工业通讯网络, 在各个行业都有广泛的应用, 系统软件支持DDE、OPC、ODBC、SQL, 同时提供了丰富的API编程接口, 可以方便地进行系统扩展或与全厂辅控网、MIS和其他子系统进行无缝连接。
摘要：高炉控制系统主要包含高炉本体控制、给料和配料控制、热风炉控制, 以及除尘系统控制等。高炉炼铁自动化控制系统就是保证炼铁生产过程的连续性和实时监控性, 进而保证高炉操作。
关键词：高炉,自动化,控制系统
参考文献
[1]吴勤勤等编著.PLC控制装置.冶金工业出版社, 2002.
[2]向婉成编著.控制仪表与装置.机械工业出版社, 1999.
高炉主卷扬电气控制系统改造 篇8
1. 编码器不稳定的解决措施
高炉主卷扬上料车原位置计数器为增量型编码器, 抗干扰性能差, 系统不够稳定, 使料车位置长期不能正常显示。为此将其更换为精确度高, 稳定性好的Kuobler绝对值编码器和与之相匹配的通信模块140 prosoft PTQ-PDPMV1F/W, 保证了主卷扬计数的稳定性。改造过程如下。
(1) 用PTQ厂商提供的软件简单设置PTQ的IP地址、网关和子网掩码, 用MODBUS建立通信, 并下载到PTQ模块内。
(2) 用PTQ模块自己的IP地址, 可将上位机与PTQ通过以太网建立连接, 将两个绝对值编码器的两个变量和与之相对应的接口程序通过以太网下载到PTQ模块, 完成设置。
(3) 安装厂商附带的软件prosoft configuration builder到上位机。打开接口程序project (此接口程序为自己所做, 内有IP地址、网关、子网掩码等) 。打开PTQ-PDPMV1, 右击Ethernet configuration选择Download根据提示将以上内容通过MODBUS端口下载到PTQ模块内。关掉prosoft configuraticn builder软件, 然后再打开此软件, 让系统重新识别PTQ模块。将PTQ模块通过网线连接到上位机, 将配置好的程序 (内有两编码器采集数值的变量和相应的程序) 下载到PTQ。点击project选择module再选择Downlode from PC to device, 将程序下载到PTQ模块。如果PTQ在以后使用中损坏, 可用此方法设置安装PTQ模块, 然后更换即可。
改造后上料车位置显示准确, 对设置过卷、超速、断轴、倒滑等保护灵敏可靠, 提高了料车运行的安全性、可靠性、稳定性。
2. PLC及断路器优化
原高炉主卷扬电气控制系统分为手动、自动两种操作方式, 自动时全部由PLC根据其对各控制条件的判断自动控制主卷扬运行;手动时由工人按按钮操作, 但料车运行按钮的触点进入PLC, 仍然由PLC控制主卷扬的运行。因此, 一旦PLC出现故障, 手动操作也不能使料车运行, 造成主卷扬系统瘫痪而无法上料。原高炉主卷扬主电源供电方式为:6kV高压电源经过变压器降压, 再经断路器、双投开关、两台数字可控硅直流装置及直流电机供电, 如果断路器发生故障, 主卷扬上料车便不能运行。
针对以上两个缺陷对主卷扬电气控制系统进行改造。首先, 将手动操作线路进行了改造, 手动操作时不再经由PLC模板而直接控制直流装置。另外, 增设一断路器, 由两个断路器给两个直流装置分别供电, 互为备用。改造后, 系统运行的可靠性得到增强, 效果显著, 达到预期目的。
3.高炉主卷扬液压站电磁阀改造
高炉主卷扬机的液压抱闸控制系统采用的交直流电磁阀, 都因长期通电, 阀温高达85℃左右, 夏季温度曾超过120℃, 电磁阀频繁烧坏, 严重影响了液压系统的正常工作。采取过更换电磁阀型和强制风冷等措施, 效果不佳。为解决此问题, 提出了以降低电磁阀线圈电压和电流的方法来降低其发热量。PY-NB01型电磁节能控制模块具有自动调节电磁阀线圈电压和电流的功能, 即能保证电磁阀的维持吸力, 又能降低电磁阀线圈的发热量。将此节能模块接入电路后, 经过6个月的试运行, 电磁阀线圈发热量极低, 实测与室温相同, 而且控制方式不变。
通过改造, 高炉主卷扬系统电磁阀发热问题得到解决, 提高了电磁阀的使用寿命, 降低了设备故障率。
参考文献
[1]李进军.高炉主卷扬直流控制系统[J].宝钢科技, 2012 (2) :46.
简述高炉上料系统自动化控制 篇9
在高炉的生产工艺中, 上料系统的稳定程度和计量是否准确将直接影响高炉的炉况及顺行。高炉的炉况及顺行又直接影响高炉的各项指标。所以上料系统在高炉炼铁工艺中十分重要。高炉上料系统包括矿槽、炉顶两大部分, 其中矿槽部分主要完成原料 (矿石, 焦炭) 的称量任务, 当炉顶料罐需要装料且矿槽具备排料条件时, 由主皮带将料送向炉顶, 通过受料斗闸门及上密封阀进入相应料罐内, 当料满且满足布料条件后, 罐内料经料流调节阀, 下密封阀, 按料单设定的布料溜槽倾动角度及旋转角度, 步入炉内, 经γ料位计检测到料空后, 关好料流调节阀及下密封阀, 探尺放下, 探测料面, 完成一次布料过程。
2、上料控制设备组成
矿槽系统包括两个主要子系统, 即矿石系统和焦炭系统。包括4个焦炭振动筛, 焦中斗转换溜槽, 2个焦炭中间称 (包括间闸门) , 4个球团矿给料机, 6个烧结矿给料机, 4个杂矿给料机, 6个烧结矿振动筛, 6个烧结矿称斗 (包括闸门) , 4个杂矿称斗, 2个矿石中间称斗, 矿中斗转换溜槽, 1条运焦皮带, 1条运矿皮带, 2条碎焦皮带, 2条碎矿皮带。
炉顶有两个料罐组成, 正常情况下, 交替工作, 如果其中一个出现问题, 可以单罐控制, 每个料罐有受料斗闸门, 上密封阀, 事故放散阀, 均压放散阀, 一次均压阀, 料流控制阀, 下密封阀。料罐下部为布料装置, 包括α (倾动) 和β (旋转) , 探测部分为两个探尺, 在布料完成时, 探测料面高度。
3、控制系统
3.1 矿槽配料系统运行方式共分两种
全自动操作方式:全自动方式为主要工作方式, 投入全自动后, 程序按照装料周期设定表, 按照设备动作时序进行自动上焦、上矿, 无需人工干预, 设备按连锁条件自动启动、停止。
CRT手动操作方式:CRT手动方式主要用于调试设备和设备出现故障时使用, 各设备有必要的连锁条件由人工操作键盘上的设备操作键或鼠标键来启、停设备。
矿石系统的每个矿仓下面各有一台给料器, 其中烧结矿仓给料器下面有振动筛。对矿石进行称量时, 矿石经给料器到各个矿称斗, 烧结矿经振动筛筛分后, 筛下碎矿经返矿皮带运到返矿仓, 筛上烧结矿装入烧结矿称斗。当所选的矿石称斗都满且矿石中斗空时, 称斗中的矿石排出, 排到运矿皮带上, 运到矿石中斗。通过矿石中斗溜槽的移动使矿石装入1号矿石中斗或2号矿石中斗。焦炭系统通过四个焦炭振动筛, 筛分出合适粒度的焦炭, 通过运焦皮带运送到焦炭中斗, 通过焦炭中斗溜槽的移动使焦炭装入1号焦炭中斗或2号焦炭中斗。
统共有四个中间称斗, 焦、矿各两个, 焦、矿中斗分别投入两个或单个中斗运行。每个中斗料批为一个Batch, 焦矿中间称斗装料、卸料都是按照装料周期设定表的料批顺序进行。四个斗都投入工作时, 装料和卸料顺序为先1#后2#, 焦 (矿) 中间称斗当1#、2#都空, 允许装料时, 则取出第一批焦 (矿) 数据, 开始把该批焦 (矿) 装入1#中间称斗, 第一批料装料结束, 则按周期设定表从前到后的顺序取出下批焦 (矿) 数据把该批焦 (矿) 装入2#中间称斗。当矿槽系统接到炉项发出的上料信号, 则先启动1#中间称斗卸料。卸料结束, 则再取出下批焦 (矿) 数据开始装入1#中间称斗, 周期结束后返回周期起始处开始下一个周期。
3.2 炉顶系统的运行方式共分三种
全自动方式:系统运行在全自动方式, 在外部设备正常的情况下, 不需要人为干预, 只需将所需参数设定正确, 系统自动按照工艺流程运行, 在运行过程中, 外部设备出现故障, 系统提示设备故障, 自动方式暂停, 全自动方式控制内容有:环形布料 (单环, 多环) 控制、装料控制、料流阀自学习、赶料控制、卡料控制、故障处理。全自动控制是高炉炉顶最高级的控制方式, 要求设备均处于良好状态。
半自动方式:半自动方式是根据工艺设备配置图, 将炉顶系统分为左右罐两个子系统, 该方式只要给出Charge自动或Batch自动指令, 系统自动按周期设定表进行Charg e或Batch布料, 半自动操作方式控制内容有:环形布料 (单环/多环) 控制、装料控制、料流调节阀自学习控制、卡料保护控制、故障处理。
CRT手动操作方式:CRT手动布料方式可进行“手动环布”, “扇布”, “点布”。手动环布将系统确定的料罐中的料批用环布设定的数据布入炉内, 布料完成自动清除。扇布在料面出现倾斜时, 用于对某一区域进行补料, 操作人员只需设定β起始角, 终止角, α起始角, 料流阀设定角即可。点布时, 操作人员只需设定β角度, α布料角度即可, CR T手动只用于在外部设备不正常或非常情况下的操作方式, 联锁条件与半自动相同, 需要人为干预, 正常生产中不宜采用。
(1) 装入控制;全自动由“料线”指挥上料, 当料线到设定料线后, 向槽下发上料允许指令, 槽下中斗按周期设定表排出料批, 当料头到2#检测点, 炉顶装入计时器启动, 首先打开均压放散阀, 受料斗闸门, 开上密, 计时器暂停, 当料全部装入料罐后, 重新启动计时器, 关受料斗闸门, 关均压放散阀, 关上密封阀, 开始均压, 等待布料。
(2) 布料控制;探尺到设定料线并均压ok后, 布料计时器启动, 提探尺, 转动α, β, 打开下密封阀, 料流阀按自学习角度打开, 开始布料 (多环/单环布料) , 当γ料位计发空信号后, 延时10秒钟, 停α, β, 关闭料流阀, 关闭下密, α上提, 放下探尺探测料面, 至此布料完成, 等待下一个周期工作。
(3) 赶料控制;当双罐投入运行时, 料线实际值低于设定值1m (数值可调) , 系统自动投入赶料程序, 向矿槽发赶料指令, 当料线实际值在设定值以下0.1~0.5m, 系统自动停止赶料, 操作人员可人为赶料。
(4) 料流阀自学习控制;料流阀自学习分为焦自学习、矿自学习, 由圈数设定值与实际料重在数据表中查找经验数据, 确定料流阀开度, 当实际布料圈数与设定布料圈树差值大于1时, 发出报警, 通知操作人员调整参数。
(5) 倒罐控制;当双罐投入运行时, 操作人员可发出倒罐指令, 程序自动寻找机会倒罐, 在赶料情况下, 禁止倒罐。
(6) 单罐快;当一个料罐出现故障时, 操作人员从系统中切除此罐, 为保证正常风量下料线值, 系统进入单罐快程序, 操作人员可决定是否启动单罐快程序。
4、与计算机管理系统通讯
当布料完成后, 系统应立即向计算机管理系统传送数据, 包括料种、料重、batch号、charge号, 布料信息等数据。计算机管理系统负责对其采集及处理, 将相应数据保存在数据库中, 并能够生成相应的趋势图和生产报表以便对高炉的炉况深入分析。
5、画面系统
高炉液压系统污染控制 篇10
关键词:ECS-100;DCS;TRT;高炉全干式除尘控制
一、引言
高炉煤气能量回收发电装置(TRT)是高炉炉顶煤气的高效利用装置,其主要由煤气净化(除尘)系统和透平发电系统两大部分组成。高炉粗煤气经过重力除尘器、散热器、布袋除尘器(BDC)之后,成为净煤气,具备引入透平机组发电的条件。该装置具有减少环境污染和能量浪费、稳定炉顶压力、改善高炉生产条件,现已成为当今世界钢铁行业公认的节能环保装置。
攀钢新#3高炉TRT是在干式、湿式相结合的工艺上进行改进而建成的全干式除尘方式的TRT。全干式除尘系统主要由重力除尘器、散热器、布袋除尘器和排灰罐组成。根据新#3高炉TRT装置的控制设备较多,引入控制站的控制信号也较多(全干式除尘部分大概有5000多个信号点),控制系统选择浙大中控的WebField ECS-100 DCS控制系统进行全面的监视和控制。
二、工艺流程及系统配置
(一)系统概述
在攀钢新#3高炉煤气全干式除尘控制包括:散热器控制、BDC筒体控制、排灰控制。3个控制部分全部采用DCS系统控制,设一个工程师站和一个操作员站,与TRT透平发电控制系统一起组成一个大型的DCS系统,并通过过程控制网SCnetⅡ与系统控制站、通讯接口单元等在两个互为冗余的集线器(HUB)上直接连接,数据传输遵循TCP/IP协议。ECS-100 SCnetⅡ网络采用双重化冗余结构;控制站内部I/O控制总线是SBUS总线,主控制卡、数据转发卡、I/O卡通过SBUS进行信息交换。整个系统网络拓扑图如图1所示。
散热器部分主要由4套散热器组成,正常运行时2用2备。一套散热器包括2个眼镜阀、1个氮气阀、放散阀组成。其主要控制过程有:散热器的连锁投运和停运、散热器自动喷水、放散塔点火控制等。
BDC部分由12套布袋除尘器筒体组成,正常运行时8用4备,1套BDC包括2个眼镜阀、过滤阀、反吹阀和放散阀各1个。同时,公辅设施(比如反吹风机、过滤及反吹阀门等设备)也划归该部分进行控制。其主要控制过程有:BDC筒体的自动投运和停运,停运控制分检修停运和不检修停运两种情况,以及BDC筒体的过滤反吹自动控制等。
排灰系统包括:布袋筒体及卸灰阀组12套、粉尘计量装置及排灰阀组12套,12套可同时排放,也可单独排放;螺旋输送机一组(共4台);皮带输送机一组(共4台)。其控制过程主要有:筒体的自动卸灰和粉尘罐的自动排灰,其中还包括皮带与排灰系统的启动连锁和停止连锁控制。
连锁自动控制是该工程的主要编程任务。
(二)功能控制的实现
1、散热器自动控制:主要是工艺电气设备的控制及根据散热器温度进行喷水自动控制。
2、布袋筒体卸灰自动控制(控制逻辑图如图2):筒体内粉尘排放以料位而定,料位高时卸灰,料位低时关,也可人为进行排放。当粉尘达到筒体料位上限时必须排放,卸灰时,筒体先均压,再卸灰。
3、粉尘计量装置排灰(控制逻辑图如图3):粉尘计量装置内粉尘定量(粉尘重达3t,信号来自称重装置)排放,当粉尘计量装置内粉尘达到上料位时必须排放。12个粉尘计量装置共分4组,每3个粉尘计量装置为一组,供一台螺旋输送机排灰,4组可同时排灰,但每组内的3个粉尘计量装置每次只能有一个排灰。排灰时,排灰罐先泄压,再排灰。
4、控制氮气吹扫、置换等电磁阀完成筒体氮气自动循环吹扫控制。
5、控制反吹風机、过滤及反吹阀门等完成筒体空气自动吹扫控制。
三、控制系统编程思想
鉴于BDC排灰系统中的布袋筒体及卸灰阀组、粉尘计量装置及排灰阀组的数量较多,而且考虑到每套布袋筒体及卸灰阀组和每套粉尘计量装置及排灰阀组的控制逻辑基本一致,只有部分(12个粉尘计量装置共分4组,每3个粉尘计量装置为一组,供一台螺旋输送机)有所差别,同时因为在该排灰系统中,有的设备有机旁操作箱,而有的设备没有机旁操作箱,其控制完全由CRT完成。为了减少不必要的工作量,提高工作效率,本次控制系统编程利用WebField ECS-100功能强大的自定义功能块(DFB)把同一个系统中的不同设备再进行归类划分,从而把这些设备分为7种自定义功能模块:带机旁操作的单向电机、集中控制的单向电机、带机旁操作的电动阀门、有机旁操作箱的双线圈电磁阀、无机旁操作箱的双线圈电磁阀、有机旁操作箱的单线圈电磁阀、无机旁操作箱的单线圈电磁阀。
该种编程思想对设备的分类细化简练,规律性强,在程序的编写上操作性强,自定义功能模块直接调用,只需在自定义模块的引脚处输入相应的控制信号点,就可以达到控制要求,尤其在实现连锁控制的时候,只需把需连锁的信号条件串入模块“连锁自动运行条件”引脚就可以轻松实现连锁控制目的,这样,各个系统的自动控制程序编写起来就显得非常简便,对于新#3高炉TRT全干式除尘系统控制信号点多的情况,用这种办法确实可以达到事半功倍的效果,同时,在调试的时候也可以减少校验信号点的工作量,对于维护的方便性也可以得到大大的提高。
四、全干式除尘系统在CRT上的集中控制
根据本次TRT——煤气全干式除尘系统的各种设备有的有机旁操作箱,而有的没有机旁操作箱,以及系统有自动和手动两种操作方式的控制要求,在程序的编写上相应的在硬件组态软件(Sconfig)变量栏里加入<系统集中>、<系统机旁>、<系统自动>、<系统手动>和每个设备的启动、停止的自定义1字节变量。
系统预先定义的变量用于控制信息的交换处理等,在控制组态里预先定义的变量,可以在SupView软件里进行访问。
在CRT画面建立<系统集中>与<系统机旁>的切换控件、同时,对切换控件进行设置,使设备在CRT控制画面上实现集中控制的目的。
在CRT上的控件有两种功能:一种是运行状态显示;另一种是控制操作。其中运行显示由预先定义变量与动画形成动态连接;控制操作在<编辑脚本>里用Visual Basic语言进行程序编写达到控制要求。
全干式除尘系统的各个设备和信号经过以上步骤的编程、设置,就基本上完成了系统的控制编程,之后便可进行运行调试,首先是工程师站、操作员站、控制站、网络通讯的调试运行;之后再是现场系统的联机调试与运
行。
五、结束语
通过对新#3高炉TRT全干式除尘系统WebField ECS-100DCS控制系统硬件及软件的调试,使新#3高炉TRT全干式除尘系统顺利投运,运行过程中,设备及系统运行安全稳定,运行操作方便快捷,报警联锁及时可靠,自动和手动切换灵活、自动控制运行可靠稳定,取得了较高的自动化控制水平和调节控制效果,全面保证了设备的安全、经济运行和生产的稳定增长。同时,为今后大中型高炉TRT-全干式除尘自动化控制积累了大量的经验,具有很高的推广价值。
参考文献:
1、关绅,王振平.高炉煤气干法布袋除尘技术在大型高炉上的应用[A].中国钢铁工业节能减排技术与设备概览[M].冶金工业出版社,2008.
2、(瑞典)奥斯特隆姆,威顿马克著;周兆英译.计算机控制系统——原理与设计[M].电子工业出版社,2001.
3、李先才等.攀钢四高炉TRT“全干式”除尘的探索[J].冶金动力,2001(5).
4、浙江中控技术有限公司.ECS-100控制系统说明书[Z].2004.
5、浙江中控技术有限公司.SupView软件说明书[Z].2004.
高炉TRT控制系统数学建模研究 篇11
TRT的工艺流程示意图如图1, 在高炉TRT系统中, 煤气从高炉出来后经过除尘装置进入TRT的透平机后送入储气罐;高炉煤气经TRT的透平机膨胀做功, 转换为透平机转轴的机械能带动发电机发电。高炉炉顶压力值稳定或在允许范围内波动是高炉炼铁工艺的重要前提。为了更准确的分析如何控制高炉炉顶压力, 需要建立一套高炉TRT系统模型。
1 高炉顶压TRT系统建模
设在TRT的工艺流程示意图中各点管路参数如下: (1) 高炉进风口:流量Qi1, 压力P1。 (2) 高炉顶部:流量Q2, 压力P2。 (3) 透平机与减压阀组并联入口处:流量Q3, 压力P3。 (4) 透平机与减压阀组并联出口处:流量Q4, 压力P4。5) R1、R23、R2、R3为各对象的阻力系数;6) C1、C23、C2、C3为对象的容量系数。其中R23是除尘器与管道的阻力系数, 是由除尘器与管道本身决定的, 是固定值。
由高炉系统的管路分析可知:
对象的阻力系数定义为:R=d P/d Q, 即气体压力对流量的导数。
定义容量系数为:C=d V/d P, 即气体体积对压力的导数。由d Q=d V/dt, 根据对象阻力系数和容量系数的定义, 可知d Q=Cd P/dt, 可得气体流量的动态平衡方程:
对于不可压缩流体, 其流量公式为:
高炉内介质的阻力系数R1是引起高炉顶压变化的因素中炉内介质的阻力特性是最主要的因素之一, 由炉内在介质决定。透平机静叶开度R2的变化也是是引起高炉顶压变化的因素之一。当TRT处于正常工况时, 高炉顶压超过上限值时, 减压阀组关闭, 顶压压力完全由静叶开度调节, R2发生变化引起流量变化, 从而使高炉顶压改变。
我们就来讨论TRT由透平机静叶单独调节顶压时系统数学模型的建立过程:
整理合并可得:
将模型记为函数:
23s1121我们得到了透平机静叶单独调节顶压下TRT系统的通用性的模型。式 (9) (10) (11) 为一阶非线性常微分方程。一阶非线性常微分方程线性化可以利用函数模型在平衡点进行泰勒级数展开, 通过对其进行拉普拉斯变化和拉普拉斯逆变换可求其稳态响应。设TRT系统稳定点 在平衡点的泰勒级数展开式:
式 (15) (16) (17) 高阶项可忽略不计, 其在稳定工作点处有:
对上式进行拉式变化可得传递函数为:
将式 (21) (22) (23) 式简化可得关于P1, P2, P3的输出压力的传递函数:
高炉TRT顶压系统传递函数的数学模型中QS1、R1、R2作为系统的输入项, P1、P2、P3作为系统的输出项。
2结论
通过前面的方法, 我们得到了可以反映高炉TRT系统的特性和包含输入、输出参数的线性化数学模型的三个传递函数。式子 (24) (25) (26) 中并没有给出参数的具体值。由于对于同一系统存在较大的差异性, 参数值是不一样的, 为了保证模型具有通用性, 因此, 没有给出传递函数中的参数值。我们可以通过给输入项不同的激励, 看输出项相应的响应, 来对系统进行更深入的研究。
摘要：高炉煤气余压回收发电装置 (TRT) 能将高炉炼铁的煤气转化成电能, 是一种能源二次回收的装置, 由高炉TRT系统的炉顶压力的稳定性决定了炼铁的品质。本文由高炉TRT系统的管路分析影响高炉顶压稳定的因素, 建立了一种高炉顶压TRT系统的数学建模方法。