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高炉喷煤自动喷吹串级调节系统效果好!
发布时间:2020-07-17 17:05
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  高炉喷煤自动喷吹串级调节系统效果好!
 
  近年来我国自动喷吹生产技术有了很大提高,为减少喷吹的误差率,提高煤比,进一步大幅度降低焦比提供了可靠支撑,已经得到广泛应用。目前国内已经投入使用的自动喷吹及其自动控制系统主要是从国外引进的。随着我国高炉喷煤技术的持续快速发展以及自动化控制技术的不断进步,提高高炉喷煤的自动化控制水平日益受到重视,通过自动喷吹可以实现喷煤的均匀性、避免造成风压波动;提高喷煤的安全性。 研究和分析喷煤系统的工艺特点,确定了基于并罐工艺的喷煤控制系统方案。针对无法实现喷煤量准确检测的现状,采用串级调节理论实现了高炉喷煤系统的持续稳定生产,该系统设计功能主要包括以下控制过程,即罐压跟踪、喷吹流量过程控制、串级模型计算等。
高炉喷煤自动喷吹串级调节系统效果好!
  一、生产工艺
 
  在高炉喷吹系统充分调研的基础上,进行高炉自动喷吹工艺进行设计,同时进行高炉喷吹自动补偿技术与设备设计,开发出高炉全自动喷吹控制技术,保证高炉喷吹系统高稳定性,为提高焦比奠定技术基础。全自动喷吹实现了对喷煤量、充压稳压自动调节。在自动控制及计量和调节精度方面,按照高炉要求自动调节,喷煤量计量精度可以控制在一定误差范围内,各风口喷吹煤粉的均匀性控制在一定的误差范围内。与以往手工计算调节控制相比,由于喷吹速率波动大,对高炉风压造成影响,引起风压变化大;手动喷煤时靠人观察各部参数变化,观察周期长,发现问题滞后,尤其温度、氧含量超标若不能及时处置存在很大的危险性。由于喷吹风量与罐压手动调节,风量及压力匹配变化较大,氮气消耗量大。采用模型控制方法,喷煤控制精度控制更加精确合理,喷吹效果得到很大提高。
 
  二、控制系统组成
 
  系统主要采用施耐德PLC 设备选型及组态软件选型,构建了从现场总线到光纤骨干网络的网络架构,其中PLC 选用施耐德高端系列,以保证喷煤自动化控制系统在检测和控制方面的安全性;HMI(Human machine interface) 选用Wonderware 公司的Intouch 软件,以提供优越的编辑方式和友好的操作界面。检测设备均采用当前主流配置。光纤环网、冗余以太网模块和冗余交换机的设计最大限度的保证了控制系统的网络稳定。前置编程服务器用于运行数据库和应用程序;PC 客户端置于喷吹操作室,用于显示喷煤设定规程画面和进行相应操作。
 
  三、自动喷吹系统功能
 
  自动喷吹自动控制系统由喷煤罐、混合器、输煤管、分配器、喷煤管、喷枪以及其他一些附属设备组成,并不是简单的组合,而是通过合理的结构设计施工完成。粉仓中合格煤粉经过至少多个喷煤罐通过填充、充压、保持、喷吹、放散五个阶段交替对高炉进行煤粉输送控制。
 
  (一)罐压跟踪模型
 
  喷煤罐自动补压的方法是运用可编程控制器读取喷煤罐的喷煤量设定数值的大小、高炉热风环管的压力值大小和当前实际喷吹罐罐压值大小,实时精准计算喷煤罐喷煤时所需要的修正值。不同的喷吹速率应与不同的喷吹罐修正值相匹配,首先将喷吹速率按由小至大,分为几个档次,通过现场
 
  调试找到相应档次的喷吹罐压,当人工输入设定喷吹量时,程序自动判断所在的档次和相应的喷吹罐压,然后通过控制罐压的调节阀,使当前喷吹罐压达到设定的罐压,起到实时喷吹速率粗调的作用。
 
  (二)喷吹流量过程控制
 
  高炉从煤粉仓到高炉附近的喷吹罐,从喷吹罐到风口,煤粉都用气动运输。使用带有压力的喷吹罐借压差输送煤粉,给煤量是料柱上下压力差的函数,煤粉进入混和器后用压缩空气向外输送至高炉。喷吹速率的自动调节是通过对喷吹罐压力及二次补气流量的控制来实现。为提高喷煤率控制精度,充分是实现自动喷煤工艺,改变原有的控制方式,将输送气流量控制转变为闭环自动控制。实际的喷吹速率由喷吹罐计量装置获得,喷吹速率通过重量对时间的微分而获得。
 
  (三)串级喷吹调节系统
 
  通过自动喷吹模型进行设定计算时,首先确定高炉需要的喷吹量,检测到当前罐处于喷吹循环周期中,重量控制器计算输出值给压差控制器;其次当前喷吹率是否在限定范围内,若喷吹率超限,则给出新一级预设值,再重新叠加计算,直到给出合理的开口度设定模型进行自学习,得出较为合理的模型,对于优化喷吹工艺有很大提升。
 
  自动喷吹系统通过串级喷吹跟踪模型建立,有效防止对于气体压力对于当前检测值的干扰,对于罐压等参数的实时跟踪至关重要,也是模型成功的关键因素。一方面为操作员显示正确的生产信息,包括喷吹罐当前运行工况;另一方面依据喷吹跟踪信息触发相应的程序、操作数据库、调用模型计算、产生控制信息等。串级模型的稳定性对于实时控制喷吹率稳定有着重要的作用,同时罐压对于实时称重存在不断优化修正的作用,喷吹罐称重是由计衡称得某一时刻喷吹罐内煤粉的重量,实际上包括了罐内煤粉和气体的重量,因此需实时对其优化。
 
  四、应用效果
 
  自动喷吹串级调节系统投运有效,控制效果良好,满足现场生产要求,大大提高了高炉喷煤生产可操作性,减少人为主观不确定性的影响,保护程序实时性可靠性增强的高炉冶炼的稳定,这为提高铁水产量和铁水品质创造了条件,大大提高高炉的冶炼产量和效率,从而为高炉的充分冶炼提供了有力的保障。
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