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施耐德电气Quantum PLC在炼铁生产中的应用

2012-12-03 11:02
潇纵
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1引言

  450m3高炉工程主要包括高炉本体、3座内燃式热风炉、8箱体干法除尘三部分。利用系数3.0,年产生铁48万吨。从综合性价比方面考虑,自控系统选用了施耐德公司的quantum plc。

2 工艺控制系统分析

  2.1高炉本体

  炼铁是在高炉内进行还原反应过程。烧结矿、杂矿、焦炭从炉顶装入炉内,从鼓风机来的冷风经热风炉后,形成热风从高炉风口鼓入,随着焦炭燃烧,产生热煤气流由下而上运动,互相接触,进行热交换,逐步还原,最后到炉子下部,还原成生铁,同时形成炉渣。积聚在炉缸的铁水和炉渣分别由出铁口和出渣口放出。主要控制内容有:

  (1)炉顶压力自动调节:保持高炉炉顶压力的稳定是高炉生产操作的一项首要工作。稳定炉顶压力能起到稳定煤气流,促进高炉顺行的作用。因此,在操作中要及时调整顶压调节阀阀位,使其能将顶压调稳,避免顶压上下尖峰波动,从而避免炉况波动。450m3高炉的炉顶压力一般稳定在90±5kpa。

  (2)混风温度自动调节:通过自动调节混风阀开度将适当配比的冷风掺入热风管道中,控制送往高炉热风围管的热风温度在1200±20℃内。28个风口将热风送入高炉内。

  2.2热风炉

  热风炉是燃烧蓄热的热交换装置,分内燃式、外燃式和顶燃式3种。热风炉的燃烧室内燃烧一定配比的高炉煤气和焦炉煤气,高温气体通过格子砖并使之蓄热,当拱顶温度达到工艺要求后,热风炉就转为送风状态,此时冷风经格子砖加热后通过热风围管送入高炉。一般情况下3座热风炉交替进行燃烧和送风作业。当一座热风炉送风一段时间,输出的热风不能满足所需温度时就需换炉而转为燃烧状态,另一座燃烧好的热风炉开始送风。因此每座热风炉在运转过程中都有3种状态:燃烧期、送风期和休止期。主要控制内容有:

  (1)废气温度与煤气支管流量的串级控制:废气温度与煤气支管流量组成串级调节回路,废气温度调节器的输出作为煤气支管流量调节器的外给定值。

  (2)煤气支管流量与冷风支管流量的比值控制:煤气支管流量与助燃风支管流量组成配比调节回路,以煤气支管流量作为比值器的输入,比值器的输出作为助燃风支管流量调节器的外给定值。

  (3)热风炉换炉自动控制:热风炉有三种工作状态:燃烧、送风和休止,三种状态按生产要求可相互切换。与燃烧相关的切断阀门有:煤气阀、助燃空气阀、燃烧阀、均压阀、废气阀和烟道阀,与送风相关的切断阀门有:冷风阀和热风阀。热风炉换炉自动控制中各阀要按规定顺序动作,并有联锁。特别要注意的是各燃烧阀未全部关闭时,不能开启与送风有关的各阀;各送风阀未全部关闭时,不能开启与燃烧有关的各阀。这是热风炉安全运行最基本的条件。

  2.3干法除尘

  脉冲反吹控制系统共有8个布袋除尘箱,每个箱体10个24vdc脉冲阀,脉冲阀的操作有两种方式,程序上均可设定(定压差操作:脉冲阀按荒、净煤气总管差压值(2.5~4kpa)启动,称为定压差操作;定时操作:按时间操作,定时操作时间可调,从连续反吹到数小时反吹)。全部操作由plc自动控制完成,每个箱体依次进行,在自动运转中,除人工选择的箱体外,其他箱体依次完成自动反吹-过滤操作。主要控制内容有:

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