1、高爐噴煤的控制系統設計吳江松(安徽工業大學,安徽馬鞍山243002摘要:介紹了高爐噴煤控制系統的設計思路和設計方法。關鍵詞:噴煤;控制;P L C中圖分類號:T F325.631高低壓設計1.1供電負荷1座2500m3容積高爐噴煤工程內容應包括原煤上料系統、制粉系統、噴吹系統、干燥劑系統等。噴煤系統總裝機容量約為3540kW,其中高壓負荷為2540kW。1.2供電方案該系統設1000kVA變壓器2臺(不同的工程詳細數據可能有變動。在噴煤主廠房內設有噴煤車間低壓配電中心,所有噴煤主廠房內的低壓負荷都通過低壓配電屏引出。1.3主要電氣設備選型(1變壓器采用運行穩定、安全、可靠的S9-M 型全密封式

2、變壓器;(2變壓器至低壓進線柜之間的連接采用由專業廠家量身定制的全封閉式母線槽;(3低壓開關柜采用TG6型開關柜;(4低壓元器件采用先進、成熟產品,便于維護,縮短故障處理時間,如CW1、CM1系列等;(5噴煤系統的電氣、儀表、計算機合一,采用PLC系統進行控制。1.4自動控制網絡(1一級操作站采用專用工控機。(2操作站與PLC系統之間的通訊采用工業以太網。(3PLC系統通過控制高、低壓配電柜來控制現場設備的啟動與停止。(4PLC系統通過繼電器接口柜直接控制現場閥門的精確調節與開閉。1.5電氣傳動為提高噴煤系統的自動化水平,保證質量,節約能源,提高生產效率,原煤上料系統、制粉系統、噴吹系統、干燥

3、劑系統等采用先進的“三電”合一控制方式。噴煤系統所有用電設備均設短路保護。高壓電機設速斷、過負荷、單相接地保護等,低壓電機采用接觸器啟動,具有高分斷能力的自動開關作短路保護,熱繼電器作過載保護。生產線上的大部分低壓設備采用操作站和機旁兩種控制方式,高壓設備增加高壓開關柜控制。操作站控制由PC操作站連接PLC 系統來完成對生產設備的高度自動化控制,監視及故障報警,可檢測各個系統中生產設備的工作狀態與各個系統中一些重要的工藝參數,并可按已確定的控制原則對各個設備進行控制和調節,操作人員可通過CRT上的實時動態畫面監視現場的生產狀況。機旁控制主要用于檢修及試車。1.6照明主廠房照明主要采用汞鈉混光燈

4、及反射型投光燈,噴吹車間采用防爆燈。車間變電所、主控室、操作室、辦公室、值班室等采用高效節能熒光燈照明,主控室等重要部位配有消防應急照明燈。1.7防雷接地主廠房采用避雷帶防雷。變壓器二次側中心點接地,變電所接地電阻不大于4 。正常非帶電設備金屬外殼、電纜橋架等均與工作保護接地網相連。計算機系統單獨接地,其電阻值按設計要求。1.8電纜敷設方式廠房內電纜線路盡可能采用電纜橋架或電纜溝敷設,局部配管。低壓電纜均采用一般低壓電纜,模第38卷第1期2010年2月現代冶金M odern M etallurgyV ol.38N o.1Feb.2010收稿日期:2009-05-23作者簡介:吳江松(1980,

5、男,助理工程師。電話:(02551198653擬量使用的電纜均采用屏蔽電纜。1.9防火措施變電所、低壓配電中心、中央控制室等進出電纜的孔洞均采用耐火堵料加以封堵。2自動化儀表及計算機系統2.1自動化儀表在噴煤系統中,所有設置的儀表均進入PLC系統,由操作站加PLC系統完成過程檢測、控制、越限報警、主要運行參數記錄及趨勢分析等功能。2.2主要檢測、控制項目(1磨機進出口溫度、壓力監測,磨機進出口溫度與壓力的動態監視能使操作工實時的掌握好磨機的運行情況,使磨機達到最佳運行狀態。(2布袋收粉器溫度、壓力及布袋收粉器灰斗溫度的監測,該溫度與壓力的動態監測能保證布袋收粉器安全、穩定進行收粉工作。(3磨機

6、減速機及其潤滑、液壓系統溫度與壓力的監測,該溫度與壓力的動態監測是保證磨機安全、可靠、穩定運行的必不可少的手段。(4噴吹系統氣源的壓力監測,該壓力的動態監測能夠保證噴吹系統的穩定運行。(5各個噴吹罐溫度、壓力監測,噴吹罐溫度與壓力的動態監測是使噴吹系統噴向高爐的煤粉穩定、連續的有效保證。(6噴吹管道的壓力監測,該壓力的動態監測可以使操作工迅速、準確地判斷煤粉的通暢狀況。(7煙氣爐系統的煤氣、空氣流量監測,該流量的動態監測可以了解煙氣爐的燃燒狀況,以保證煙氣爐系統穩定運行。(8煙氣爐系統的溫度監測,該溫度的動態監測可以掌握煙氣爐的燃燒狀況,使煙氣爐系統能給整個噴煤系統提供穩定的、高質量的煙氣,以

7、確保噴煤系統穩定、可靠的運行。(9布袋收粉器后的流量監測,該流量的動態監測能使操作工控制好制粉系統的風量,以使制粉系統生產出合格的煤粉。(10磨機電流、減速機軸瓦溫度的監測,該二項參數的動態監測可以實時掌握磨機電機、減速機的運行狀況,以保證系統的正常運行。2.3調節手段(1磨機出口溫度的調節,該系統是根據磨機出口溫度和由進出口差壓及流量構成的氣阻這一復合工程量來調節進口干燥氣體和原煤給煤量的綜合性調節系統。(2煙氣爐燃燒的調節,該系統是根據煙氣爐內煤氣與空氣最佳燃燒比例與煙氣爐內溫度要求,通過煤氣流量設定實現的。(3噴吹罐壓力的調節,該調節是根據噴吹罐噴吹壓力的需要設定,通過自動均壓手段實現。

8、2.4保安措施(1磨機進出口壓力的超限報警的措施;(2磨機進出口溫度超限報警與停止制粉系統的措施;(3各電機與減速機軸承溫度超限報警與停車的措施;(4煤粉倉溫度超限報警與充氮氣冷卻、防爆的措施;(5噴吹管道壓力的超限報警。2.5閥門的控制在本設計方案中,噴煤系統的所有調節閥門均取消伺服放大操作器,通過PLC系統的模擬量輸入與數字量輸出精確地調節閥門,從而改善了系統的可靠性,控制精度也得到很大程度的提高。2.6主要儀表的選型噴煤系統中的儀表選型各種各樣,現將常用的主要儀表選型列出以供參考:料位儀表選擇德國VEGA產品;壓力儀表橫河川儀EJA或PDS系列產品;溫度儀表主要的采用熱電阻與熱電偶;流量儀表采用不銹鋼流量孔板加差壓變送器或是渦街流量計的方式;稱重儀表采用余姚太平洋的稱重產品。2.7計算機系統計算機系統采用儀電合一的一級控制系統,并設有工程師站、操作站。工程師站為工程師專用站,主要用于程序的修改、參數的更正、畫面的調整等。操作站為操作人員專用站,操作站上設有豐富的畫面,所有工藝參數、各類運算和控制、設定都可通過CRT監視和鍵鼠操作完成。根據以上的控制系統方案設計,可以確保噴煤系統的可靠、穩定的運行。同時,該系統還為今后上二級管理