高炉自动喷煤控制方案设计与实现
高炉喷煤自动控制模型研究与应用课题研究
6.4结论49
6.5高炉喷煤改造后经济效益分析50
参考文献52
第
1.1
高炉喷吹煤粉是一项国内外高炉冶炼生产中普遍推广使用并不断发展的技术，其重要意义在于使炼铁生产少用焦炭，节约能源，降低生铁生产成本，改善高炉冶炼过程，并为使用高风温等技术操作创造条件[1]。同时该技术可以扩展风口前的回旋区，缩小呆滞区，增加煤气中的H2含量，改善还原过程，增加矿石在炉内的停留时间，提高CO的利用率，有利于提高风温，发挥高风温的作用，可以富化高炉煤气，改善钢铁联合企业的能源供应，从而进一步改善高炉甚至企业整体的各项技术经济指标。
1.2.2国内高炉喷煤技术发展8
1.2.3高炉喷煤技术的最新研究成果10
1.3高炉喷煤工艺的基本流程12
1.3.1高炉喷煤系统的组成12
1.3.2高炉喷吹煤粉的计量与控制13
1.3.3高炉喷煤工艺流程的分类及特点13
第2章立题依据15
2.1课题研究的意义15
2.2课题研究的内容16
第3章安钢高炉喷煤工艺系统的改造18
4.2.2计算机控制系统工作原理24
4.3高炉喷煤自动控制模型硬件组成26
4.4高炉喷煤自动控制模型软件组成28
4.4.1下位组态设计28
4.4.2上位组态设计29
4.5高炉喷煤计算机控制系统特点31
第5章高炉喷煤控制模型的实验研究32
5.1基本思路32
5.2煤粉流量计组成及工作原理32
5.2.1煤粉流量计的测量原理32
上个世纪70年代末，发生第二次石油危机，高炉世界性地停止喷油，而焦炭产量及炼焦用煤的产量有限。冶金煤炭资源的经济合理利用，客观上对高炉喷煤技术的开发与应用提出了更为迫切的要求。尤其是在经历了两次世界性石油危机之后，这方面的压力就更大了。世界各国都注意到高炉喷煤在调整高炉能源结构中的重要作用，既高炉采用喷煤技术后可以节约冶金焦炭，促进冶金煤炭资源的合理利用[1]。
高炉喷煤制粉控制方案(王宏伟)
高炉喷煤控制系统技术方案辽宁中新自动控制有限公司2003-2-17目录一、概述二、高炉喷煤工艺流程及主要部分自动化控制说明三、自动化系统硬件组成四、控制策略五、控制系统的监控与操作一、概述近年来，我国的高炉喷煤取得了巨大的成绩，已经形成了具有特色的、成熟配套的喷煤技术和工艺流程。
在高炉炼铁过程中采用富氧大喷煤可以节省大量焦炭，能够较大幅度地降低炼铁成本。
例如采用先进的配煤技术，能够把不同性能的煤种进行混合，以提高其燃烧率；采用中速磨进行煤粉制备，大幅度降低电耗和噪音污染；采用热风炉烟气做载气和干燥气，既节约了能耗又起到了防爆作用；采用布袋一次收粉，取消了一级、二级旋风收粉装置；采用一级风机，实现全负压操作；采用直接喷吹工艺，喷吹系统和制粉系统设在同一厂房内；喷吹罐可采用串联或并联方式，采用流化罐上出料及浓相输送技术，可以使出煤均匀，防止脉动和减少对输煤管道的磨损；采用总管加分配器工艺将煤粉送至高炉的各个风口；采用电容流量计进行总管及支管煤粉计量，配合其它设备可以形成闭环煤量自动控制；采用氧煤枪进行局部富氧以提高煤粉燃烧率；采用供氧及安全控制系统以防止氧气泄露。
因此，如何在保证控制安全可靠的前提下，实现低成本自动化，是喷煤自动控制设计者主要考虑的问题。
二、高炉喷煤工艺流程及主要部分自动化控制说明从工艺角度来讲，整个系统可分为制粉和喷吹两个子系统，制粉工艺系统又分为原料控制系统、干燥系统、磨煤系统，喷吹工艺系统又分为布袋除尘、喷吹系统、动力系统。
如下面高炉喷煤主工艺图。
其工艺流程见图高炉喷煤工艺主流程图1：排烟风机入口调节阀，2：布袋除尘事故充氮阀，3：布袋反吹阀,4：中速磨事故充氮阀，5：煤粉仓事故充氮阀，6：均压阀，7：煤粉仓流化阀，8、9：喷吹罐放散阀，10、11：蝶阀，12、13：球阀，14、15：充压阀，16、25：补压阀，17、18：喷吹罐流化阀，19、22：补气调节阀，20、23：出煤阀，24、快切阀，26：氮气空气切换阀，27：安全用氮减压阀，28：氮气总管调节阀电气控制主要设备：a、制粉系统：圆盘给料机、胶带机、检铁器、犁式卸料器、定量给料机、热风炉废气引风机，助燃风机，中速磨（密封电机、液压电机、慢传电机、加热器、润滑泵）、排煤风机。
高炉喷煤自动控制系统
高炉喷煤自动控制系统姚瑞英喷煤控制系统由烟气炉、原煤储运、制粉、喷吹四部分组成，主要实现了生产工艺设备的自动/手动控制及保护、工艺数据的自动采集和处理、PID回路的自动调节、工艺画面动态显示、历史和实时趋势显示纪录、紧急停喷报警等功能。
系统介绍 1 硬件配置系统采用Modicon TSX Quantum系列可编程控制器，烟气炉有一套单独的PLC系统，原煤储运、制粉、喷吹公用一套PLC系统，并采用远程I/O网络结构，原煤储运为主站，通过同轴电缆连接制粉、喷吹两个远程站。
两套PLC均通过以太网进行通讯。
2 软件配置运用Concept2.5软件对PLC系统组态编程，画面监控软件选用IFIX软件。
3 网络结构喷煤PLC系统包括烟气炉PLC系统和高炉喷煤PLC系统，如图1所示。
每个控制系统通过以太网进行数据传输和现场设备的控制。
共设两个控制室，5台上位机，其中烟气炉、制粉、喷吹以及主引风机高压变频监控站在一个控制室，原煤储运单独在一个控制室，各上位机之间通过交换机互联，其中由于原煤储运控制室距另外的控制室较远，为确保数据传输的准确性，两台交换机通过光纤介质互联，其他上位机及PLC之间通过双绞线互联。
高压变频监控站通过MB+网控制变频器的频率。
图1 喷煤系统网络拓扑该网络结构有两种方式可以为将来与高炉联网做准备，一是交换机预留光纤口，通过光纤与高炉进行数据通讯；二是通过CPU的MB+口进行数据通讯，实现数据的透明化。
工艺控制 1 原煤储运系统该系统包括8条皮带机、1#～4#圆盘给料机，1#、2#电磁分离器、犁式卸料器，主要负责向1#、2#原煤仓上煤。
根据现场设备情况，可以选择4个圆盘给料机中任何一个或两个圆盘给料机同时给1#或2#煤仓供料，这样共有12个料流可以选择，被选中的皮带则根据料流的方向逆启顺停。
操作人员根据原煤仓需煤量的大小选择相应的料流。
当某一料流运转时，从画面将程序打在“联动”位，若该料流的任一设备出现故障，则系统联停，设备停止顺序与启动顺序相反。
高炉喷煤系统中的优化控制
要求低 ， 粉尘 污染小 ， 操作 安全 性大 等特点 。 高炉粒化喷 煤系统的生 产运行， 不仪节 约大量 焦炭 ， 降低 生产 成本 ， 而且 强化 冶炼 ， 剂炉 调 况， 提高生铁 质量 ， 可以在 不增加 高炉容 积 的 条件下达 到增产１％ ２ ％ 目 ０ 一 ０ 的 的。 高炉 喷煤 系统 分成喷 吹 系统 和制 粉系统 益 。 两部 分， 系统 设 置为三 电一 体化 （ Ｃ 控 其 ＥＩ ） ３２喷 吹量精确 ． 制， 主要 由ＰＬＣ 成全过 程的数 据采集 、 完 处理 单独 采用 的流量检 测， 喷吹 量的数值 累计 及顺序逻辑 控制和 回路控 制； 计算机 控制技 术 可以根 据流量 数值大 小来进 行自动调 节， 但是 在 自 应控制 中引人模糊 神经 网络， 适 将进 一步 当检 测设 备出现 故障 而 无法显 示 流量 检测 数 改善 神经网络自适应控制的 鲁棒 性和实时性 ， 值时， 动调节 就无法实现 。 自 特别适 用于具 有不 确定 性的 非线 性 系统跟 踪 单 独采 用喷 吹 量 的重 量检 测 ， 过采 集 通 控制问题。 上千组 数据 ， 发现喷 吹量 的大小 、 转给 料机 旋 ２现状 分析 的转 速 、 频 器的 频 率三 者之 间 存在 着 一定 变 现有 高炉 喷 煤系统 要求 操 作人 员有 丰富 的数值 比例关 系， 即ｙ Ｋ Ｘ Ｂ 其 中Ｙ － ＋ ， 为实际 的操作经验及 对设备运 行状 况的充分掌握 ， 这 喷吹 量 ， 为变频 器的频率 ， 为扰 动量 ， Ｘ Ｂ 固定 种操作模 式严重的 影响操作的可控性 ， 使操作 变频器的频率为８ 、 ０ 、 ５ 、 ０ 、 Ｈ Ｚ １Ｈ Ｚ ＩＨ Ｚ ２ Ｈ Ｚ 人员与设备紧紧的 捆绑在 一起 ， 无法体 现 自 动 ２ ＨＺ、 Ｏ ５ ３ ＨＺ、 Ｏ 时， ４ ＨＺ 分别计算Ｋ系数 ， 然后 控制的精神， 与现有的生产 模式严重不符。 取 其平均值 ， 得到 实际的喷 吹量与变频 器频 率 现 有高 炉喷煤 流 量监 测设 备 出现 故 障而 之 间的一定 的函数关 系， 同时 在采样 过程 中， 未 回复正常情 况下， 操作人 员已无法 读取 喷吹 以３ Ｓ ０ 为采样 周期来计算 小时 的喷 煤量 ， 数 此 流 量的实 际数值 ， 不能 准确反映 工况 ， 响高 据 作 为实际测 量 值， 在实际 调试过 程 中，由 影 但
天铁高炉喷煤清堵自动控制系统的设计
为满足高炉生产 的工艺要 求 ， 方便喷煤工 的使用 ＿ 和维护 ， 一 我们充 分利用 现有设 备进行 改造 ， 改造后 系
＿ 统的主要功能如下 ： √（ ） 在 线实时检测煤 枪 中的流量 ； １ （ ） 准确判断煤枪是 否有 堵塞趋势 ，并能及 时处 理 ２
低频交流 电压 ， 波传感器检测到运 动介质 的数 即微
Ａ ） 图 ２ ＡＩ 见 Ｅ１ 。
３２ 自动 吹 堵 ．
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３ ． 主要功能块说 明 ．１ ２
＿ ） －． （＿
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Ｔ Ｎ为定时器 ，Ｔ Ｏ Ｃ Ｕ为计数器 。
３ ． 程 序解 释 ．２ ２
—
度， 提高 了设 备 的 自动化控制 水平 ， 得 了 良好 的经 取 济效益 和社会效益 。
（ 稿 收 ２１—３ １ 责编 ０ ０—７ １ 赵实鸣 ）
量和流速 （ 即煤粉浓 度和流速 ） 。被检测 的介质 数量 （ 即煤粉浓度 ）与反射 波幅度成正 比例关 系。煤 粉来
时、 过、 经 远离 微波源 的反射 波频率 变化可 反映 管道 内的流体 的速度变化 ，对应输 出 ４ ２ Ａ的电流信 ～ ０ｍ
号 ， Ａ表示浓度 为零 ，０ｍＡ表示浓度最大值 。 ４ｍ ２ ２ ． 模数 转换 器 ．２ ３
代价格 昂贵 的焦炭而节约资金在 ２０万元 以上 ， 多 ０ 仅
根据生产需要 ， 时候需 要停煤 。这时候 支管无 有 煤， 和堵塞情况相 似。这就要判断到底是堵塞 还是停
煤， 以便做 出正确 的处 理 。程序选 择的是 随机 抽取 ５
高炉喷煤量精确控制
高炉喷煤量精确控制1、前言随着钢铁工业的发展，焦炭需求量也随之增加。
我国煤炭资源虽然丰富，但炼焦煤资源有限，仅占煤炭资源的27%左右；而其中强粘结性焦煤仅占炼焦煤的19%，粘结性肥煤仅占13%左右，而且炼焦煤资源分布也极不均匀，因此，高炉炼铁节焦和喷煤就是钢铁工业持续发展的重要课题之一。
高煤比冶炼技术既是世界性的热点技术同时也是高难度的系列集成技术。
尽管世界上部分高炉的喷煤比曾经达到过200Kg/吨铁以上，但是，由于高炉原燃料条件的不一、风温、富氧等条件等的差异、资源条件的不同，以及许多技术壁垒，致使高炉喷煤仍然没有达到理想水平。
2.问题的提出提高煤比是降低焦比、降低炼铁生产成本的重要措施，而实现喷煤量的精确控制、减少煤粉脉动瞬时波动，是影响高炉提高喷煤比的重要因素。
济钢1＃1750m3高炉于2003年9月份投产，投产后，喷煤量一直不高，前期主要受设备故障多，加上炉况不正常影响，充分暴露出喷煤量控制及喷吹系统设计上没有考虑喷吹量自动精确控制的问题，主要表现在：（1）计量误差大（500Kg左右），计量信号因为罐压波动造成失真。
（2）高炉操作室内不能显示喷煤量瞬时值，操作工只能依据罐压靠人工计算求出瞬时煤量，再通过手动调节，如此落后的调节，非常不利于喷煤量的提高以及高喷煤量下炉况的稳定。
（3）由于影响煤量的参数较多，诸如罐压、阀门开度、补气量大小，冲压及卸压过程的波动等等，实际生产中这些参数并非不变的，单靠人工调节，往往顾此失彼，很难及时到位。
为保证高炉的高效、顺行，喷煤系统需要提供精确、均匀的喷煤量，而喷煤量受氮气压力、补气流量、煤粉质量等诸多因素的影响而变化，为了保证喷煤量精确均匀，操作工需不断调节罐内压和补气流量阀，这有一定的操作难度和工作强度，而且也无法保证长期性、连续性。
3、研究的思路及技术开发主要内容喷煤控制系统的软件平台采用施耐德的MP7工控软件，MP7具有开放性好，但复杂的特点，以MP7软件为平台，把研究总结出的数学模型输入其中，既达到精确控制目的，而又不影响其原有的控制软件的使用及性能。
高炉喷煤系统自动控制应用
高炉喷煤系统自动控制的应用摘要高炉喷煤系统的自动化系统控制在高炉生产中已广泛运用，但自动化软件的编程、系统的组态、自控系统的调试在施工单位运用较少。
本文根据蒙丰工程全面阐述了喷煤系统的软件编程、自动化组态及整个喷煤系统的自动控制。
供施工技术人员参考。
关键词自动化软件编程系统组态系统配置1．前言高炉喷煤系统自获得成功以来，很快在国内普遍推广应用，并且高炉喷煤工艺及其相关技术得到了迅速发展。
尤其是近几年发展的富氧大喷煤技术给高炉生产注入新的生机。
高炉喷吹煤粉，是节约焦炭、降低高炉炼铁生产成本的重要措施。
国内炼铁生产规模不断扩大与高炉生产效率的提高，对焦炭需求量也日趋增加，由于国内焦煤资源逐渐减少造成冶金焦价格的不断上涨。
因此，高炉喷吹煤粉是现代高炉炼铁生产降低成本的重要技术之一。
进一步减低生铁成本的途径之一是实现高炉喷煤，对高炉喷吹煤粉代替部分焦炭。
因此高炉设高炉喷吹煤粉工程。
喷煤工程设计指标将达到180kg／t铁喷煤比能力。
喷吹煤种按全烟煤的浓相输送设计。
喷煤工程建成以后，具备可以喷吹单一的无烟煤或烟煤，或喷吹两种不同挥发份、按不同比例组成的混合煤。
并且根据高炉喷煤达到最大喷煤量的需要，应向高炉提供1～3％的富氧率，以及采取各种措施提高高炉热风温度。
随着喷煤系统工艺水平的不断提升，对自动化控制的要求就越来越高。
本文是根据蒙丰特钢工程喷煤系统自动化控制的配置进行分析和阐述。
2．工艺流程蒙丰特钢高炉喷煤工程系统自动控制系统分为三大部分；热烟气系统、制粉系统和喷吹系统。
热烟气系统主要包括烟气升温炉、高炉煤气管道、助燃空气管道、热风炉废气管道、冷空气管道。
制粉系统：包括一个原煤仓，一台密闭式称重皮带给煤机，一台中速磨煤机，，一台热风炉烟气引风机，一台助燃风机，一台布袋收粉器，一台主排烟风机和一个煤粉仓。
喷吹系统：内设两个喷吹罐，两个喷吹罐轮换向一座高炉喷煤。
两个喷吹罐交替向高炉连续喷煤，两根喷煤主管的出口管合并一根主管，在高炉附近的分配器后分成14根支管向所对应高炉风口喷吹煤粉。
高炉喷煤技术方案 2
1 概述上世纪60年代初，我国高炉喷煤试验获得成功后，高炉喷煤技术在我国逐渐推广应用。
进入90年代，特别是经过“八五”“氧煤强化炼铁”项目攻关后，我国高炉喷煤技术发展跃上了一个新的台阶，已经赶上了世界先进水平，吨铁喷煤量和覆盖率大幅度增加。
2002年全国54家重点（原重点和地方骨干）联合钢铁企业吨铁喷煤量已达到125kg/t，企业喷煤覆盖率达到85%以上。
高炉喷吹煤粉及提高喷煤量已经成为现代高炉炼铁技术的发展方向，同时也是降低生产成本最直接和最有效的手段之一。
当前我国炼铁生产规模正在迅速扩大,生产效率也在不断提高，对焦炭的需求量日益增加，导致冶金焦价格高，资源紧缺，高炉大量喷煤是解决这一矛盾的最佳措施。
贵公司现有两座高炉450立方米的高炉。
年产生铁约126万吨。
如两座高炉采用全焦冶炼，每年需要焦炭约70万吨。
高炉生产成本较高，采用高炉喷煤技术，不但在很大程度上可以缓解焦炭的供需矛盾，减轻焦炭质量波动对高炉操作的影响，而且也会进一步降低炼铁生产成本，同时也为高炉操作增加了下部调节手段，有利于改善高炉生产的技术经济指标。
鉴于上述情况，以及着眼于贵公司长期的发展战略目标，拟建设高炉喷煤工程，工程建设指标为喷煤工艺及设备能力正常XX kg／t，最大达到XXX kg／t喷煤比能力，喷吹煤种为无烟煤浓相输送设计。
置换比按X计算，可以代替约X万吨焦炭。
2．喷煤设计工艺要求2.1 喷煤量根据贵公司对喷煤工程的要求，和参照国内外喷煤技术的发展…。
2.2 设计条件喷吹用煤…。
2.3工艺流程设计采用…方案，以节省投资和占地面积。
…本喷煤工程包括…高炉。
目前高炉喷煤系统有关的工艺参数如表1所示。
表1 喷吹系统有关的基本参数2.4 喷吹站喷吹站采用并罐浓相喷吹工艺。
喷吹站的操作全部自动联锁，整个系统各设备既可自动也可手动。
2.5 原煤理化指标2.6 安全措施（1）喷吹罐设防爆孔及温度监控；（2）喷吹罐和煤管道采取防静电措施。
高炉喷煤工艺
Kuettner 喷煤系统的分配精度，不是靠分配器后各支管的严格等距离来 获得的，而是靠分配器、以及分配器后的阻流管、再加上设置在总管上 的流量测量和控制装置来保证的。
(3) 使用寿命长
Kuettner 喷煤系统采用的是低速浓相输送，加上独特的内部设计，可以 保证在分配器和管道内几乎没有磨损，实际上根本没有更换的必要。投 产至今的所有喷煤装置，尚无任何一套分配器更换过，甚至从来还没有 维修过。运行时间最长的已超过十五年。从而大大节约了设备的运行成 本，增加了设备的作业率。
沙钢的三座 2600 m3 的高炉和首钢京唐钢铁公司的二座 5500m3 的高炉都采 用了氧煤喷枪技术。
4
2.11 特殊的操作软件 由 Kuettner 公司独立开发的软件，包含了所有制粉系统和喷吹系统的技术 诀窍和工艺诀窍，也是确保上述各项特点得以充分体现的最重要因素。 Kuettner 的软件对计算机硬件没有限制，适用于当今任何计算机系统。
2.2 低速浓相输送 煤粉输送速度低： 2~4 m/s 煤粉输送比高： 60 kg 煤粉 / kg 输送气体 由于煤粉的输送速度低，保证了管道和分配器内几乎没有磨损，对有关设备 的磨损也微乎其微，从而极大地延长了设备的寿命，长期不需要大修。使用 寿命大于 20 年。 此外，由于实现了高输送比，进入高炉的煤粉输送气体只有稀相方式的一 半，甚至是三分之一，由此节约了大量炉内用于将输送气体从 80°C 加热至 2150°C 的焦碳消耗。仅此一项，Kuettner 的喷煤技术将可以为用户每年节 约焦碳消耗几十万美元。这还尚未计算置换焦碳所节约的成本。在蒂森高炉 上使用的 Kuettner 的喷煤系统，其实际输送比已达到 90 kg 煤粉以上。
特殊设计的减震装置，使得振动筛工作时对厂房框架几乎没有任何振动。
高炉喷煤自动控制系统
高炉喷煤自动控制系统关键字：PLC；西门子；喷煤一、绪论1.课题背景近年来高炉冶炼技术不断发展，高炉生产理论也不断完善，自动控制在高炉喷煤生产中所起的作用也越来越大。
高炉喷吹煤作为冶金用途而问世的初衷即决定了这样的趋势：（1）以煤粉部分替代冶金焦炭，使高炉炼铁焦比降低，生鐵成本下降；（2）调剂炉况热制度及稳定运行；（3）喷吹煤粉替代部分焦炭，一方面可节约焦化投资，少建焦炉，减少焦化引起的空气污染；另一方面可大大缓解炼焦煤供求紧张的状况。
为达到这些目的，一套集过程控制、数据采集、实时监控为一体的自动化系统已成为必不可少的重要环节。
2.本文主要内容本文以珠海粤钢3#喷煤的自动控制系统为对象进行论述，主要内容有：（1）分析自动控制的主要特点，以及对喷煤所起的重要作用。
（2）结合生产需求和具体情况，进行合理的PLC硬件选型和软件设计，并对各生产环节的上位机软件设计进行论述。
二、自控系统设计方案1.自控系统的组成系统可以分为以下三个部分：第一是现场部分，主要任务是控制现场设备，并将现场的一些控制信号以及测点信号传送给PLC。
第二是PLC系统部分，这部分的主要任务是接收现场返回的各种信号并进行处理，实现对现场设备的自动或者半自动控制。
第三是上位机监控部分，由计算机、监控软件和工业以太网组成，主要任务是对现场设备在计算机上进行操作，监控PLC接收的实时数据，记录数据归档及报警记录。
2. 系统硬件组成2.1制粉系统硬件配置本系统主要由一个CPU主站和两个远程站组成，一共包括80个模拟量输入点，16个模拟量输出点，176个数字量输入点，64个数字量输出点。
2.2喷吹系统硬件设计本系统主要由一个主站和一个远程站组成，一共包括24个模拟量输入点，8个模拟量输出点，128个数字量输入点，64个数字量输出点。
2.3主要模块功能及参数（1）电源模块PS307 5A：电源模块为PLC的CPU以级I/O模块提供24V直流电源。
高炉喷煤自动控制系统设计
高炉喷煤自动控制系统设计作者：李晓鹏张青旺来源：《科学与财富》2017年第01期摘要：随着科学技术的不断发展进步，人们对钢铁的产能与产品质量要求也一直在不停的提高，这加速了钢铁行业的快速发展。
高炉喷吹焦炉煤气的工艺越来越广泛应用于我国冶金企业，而自动化控制系统是实现高炉喷吹焦炉煤气工艺目标不可缺少的控制解决方案。
本文介绍了高炉喷煤技术发展趋势、以及高炉喷煤自动化控制系统的组成和功能。
关键词：高炉；喷煤；自动控制一、高炉喷煤技术发展趋势高炉喷煤技术是钢铁生产过程中大幅度降低焦比和生铁生产成本的重要技术措施，同时也是推动钢铁生产工艺流程技术更新升级的核心力量。
自20世纪80年代初，高炉喷煤技术在钢铁生产工艺中得到广泛推广使用以来，在大量研发人员的共同努力下，各国钢铁厂的高炉喷煤量也有了很大提高。
我国经过最近十来年的研发和工程实践，高炉喷煤技术也取得了很多令人满意的成果，推动钢铁生产的快速发展。
富氧喷煤技术、氧煤喷吹技术、粒煤喷吹和配煤混合喷吹技术等新技术在钢铁生产高炉喷煤系统中得到广泛推广应用。
高炉喷煤系统由于工作原理复杂、专业性较强等因素的影响，在钢铁生产自动控制系统中具有非常重要的地位，因而对整个高炉喷煤系统各环节动作保护的可靠性、灵敏性、精确性等均有很高的要求。
高炉喷煤系统虽然整体结构较为复杂，但是各电气设备相互间的连锁工作原理较为简单，工艺流程较为系统。
随着各种喷煤技术的不断开发和在工程实践中的广泛推广应用，高炉喷煤控制过程均离不开相应的自动控制系统，也就是说相应技术的产生必须有对应控制系统模型作为支撑，以发挥出其应有的功能效果。
因此，在结合高炉喷煤系统的总体流程方案的基础上，构筑高效精确的高炉喷煤自动控制数据模型和计算机可视化监视控制系统是钢铁企业自动控制工作人员研究的一个重要课题。
二、高炉喷煤自动化控制系统的组成高炉喷煤自动化控制系统包括两套PLC控制站，高炉喷煤PLC控制站和焦炉煤气加压站PLC控制站。
高炉喷煤自动控制系统功能设计与优化
高炉喷煤自动控制系统功能设计与优化摘要：随着时代的发展，高炉喷煤在现代高炉炼铁工艺中革命性的重要角色。
不仅能够用低廉的煤粉代替日趋匮乏的煤炭而更加环保，也能有效降低炼铁焦比而降低生产成本。
喷煤的主要工艺流程是原煤仓通过输煤皮带进煤，通过给料机向磨机输送煤，磨机磨煤的同时用高炉废气和烟气炉烘干煤粉，磨机磨出的煤粉在主排风机的动力下，经布袋除尘，储备到煤粉仓中。
关键词：高炉喷煤；自动控制系统；功能设计与优化引言高炉喷煤工艺系统能够有效降低入炉焦比，继而对生产成本、进度等进行控制优化，高炉喷煤系统也存在较为严重的粉尘污染，这需要引起技术人员的重视，在高炉喷煤工艺流程中，如果喷煤量控制在较小的水平，则往往需要使用常规仪表系统进行控制。
当前，随着信息化技术的普遍化应用，高炉喷煤系统的自动化也越来越复杂、大型化，一般采取稳定性较高的集散控制系统是实现恶劣环境下高炉喷煤工作的关键，其自动控制系统在高炉喷煤中的应用能够很好地满足工艺技术标准要求。
1高炉喷煤系统概述高炉喷煤在现代高炉炼铁工艺中革命性的重要角色。
不仅能够用低廉的煤粉代替日趋匮乏的煤炭而更加环保，也能有效降低炼铁焦比而降低生产成本。
喷煤是将煤粉通过喷煤管径直吹管喷入高炉风口，喷煤管的工作环境十分恶劣，喷煤管容易破损，破损后导致喷出的煤粉射流改变流动方向，对高炉风口直接冲刷，造成风口损坏、影响生产。
一般来说，喷煤管使用寿命在2个月左右，最低不少于1个月，某高炉喷煤管近期出现频繁破损的故障，为查明原因，取样进行分析。
喷煤的主要工艺流程是原煤仓通过输煤皮带进煤，通过给料机向磨机输送煤，磨机磨煤的同时用高炉废气和烟气炉烘干煤粉，磨机磨出的煤粉在主排风机的动力下，经布袋除尘，储备到煤粉仓中。
为保证连续给高炉输送煤粉，煤粉仓为三个并列的喷吹罐输送煤粉，再经喷吹管道，一分二分配屏和32路喷吹支管喷到高炉内。
自动化控制程度的高低直接影响喷煤工艺的安全和稳定，进而影响高炉炉况。
高炉喷煤自动化PLC解决方案
２ 系统 设计
２ ． １ 系统 设计 原则 １ ）系统 硬件 设 备 和软 件满 足 高炉 喷煤 的 各种 工 艺控 制要 求 的前 提下 尽 量简单 实 用 ， 方便 维 护。 ２ ）控制 系统 电仪 一 体化 ， 控 制系统 与 操作 站采 用 统一 网络 ， 操 作 监视 集 中化 ， 主要 设 备均 采用 Ｈ ＭＩ 操作。 ３ ） 组 态 软件 具 有运 行稳 定 ， 便 于维 护 和扩 展 ， 易 于学 习 和 使用。 ２ ＿ ２ 系统硬 件及 网络 配 置 １ ） 控 制 系统 硬件 。根据 系 统情 况 ， 我们 采 用 了两 套西 门 子 ｓ ７ — ３ ０ ０系列 Ｐ Ｌ Ｃ系统 ， 分别 对制 粉 和喷 吹进 行 控 制 ， 制粉 和 喷 吹可 以单 独 运行 、互 不影 响 ，Ｈ Ｍ Ｉ 采用 了 四台研 华 一 １ 控机 ， 设 备 配 置 既 能够 满 足制 粉 和 喷 吹 两流 程 可单 独 停 机 检 修 ， 实 现 电 仪一体化操作 ， 义 能 够 完 全 满 足 Ｔ艺控 制要 求 ， 性 价 比 良好 ， 操 作 界面 完全汉 化 ， 界 面友 好 。 ２）网络 系统方 案 。 制煤 系统 、喷煤 系统 主 基架 与扩 展 基架 之间用 Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ网络 ， 上位 机 与 Ｐ Ｌ Ｃ之 间用 以 太 网 ， 控制 系 统 采 用两 套 西 门子 ｓ ７ — ３ ０ ０ 可 编 程 控制 器 ， 制 粉 和 喷 吹各 一 套 ， 控 制 系统 完 成 工 艺过 程 的数 据 采集 和 自动 控 制 ， 执 行 并 联罐 组
上升 ， 各 钢 铁 厂为 了降 低生 产 成 本 ， 必 须 采 取新 的措 施来 增 产
自动 充压 、卸 压 、装 煤 等顺 序 控 制 ， 上 位操 作 站选 择 国 内应用
高炉喷煤方案及概算
1、概述1.1现状高炉喷煤是冶金企业节焦降耗行之有效的重要途径。
我厂目前有750m3高炉两座，120m3高炉四座，均已有喷煤设施。
750m3高炉目前平均喷煤量160㎏/t铁，120m3高炉平均喷煤量70㎏/t铁。
喷煤车间现有ZGM95型中速磨煤机一台，制粉铭牌出力为36t/h，刚好满足上述高炉喷煤。
2#750m3高炉易地大修投产后，一台ZGM95型中速磨煤机的生产能力已不能满足所有高炉的喷煤要求，须新上制粉设备。
喷吹系统也不能满足新高炉的喷煤需要。
同时，煤场实际贮煤量只有3640t，当喷吹量都为最大时，煤场贮煤量只能满足2.8 d生产，若都按目前正常喷吹量，则煤场贮煤量能满足3.5 d生产。
显然煤场太小，需要扩建。
烟气炉的能力也需进一步加大。
1.2设计依据莱芜钢铁股份有限公司规划部[2001]96号文《关于下达2#750m3高炉大修设计任务计划的通知》。
1.3设计原则（1）优化设计，做到先进、适用、经济、顺行、高效。
（2）设计中做到总体考虑，合理布局，兼顾将来的进一步发展；尽量不影响现有设施的生产；尽量减少占地、拆迁和工程量。
（3）按照喷吹烟煤设计，制粉系统设气氛保护。
（4）制粉系统采用短流程，用高浓度布袋收粉器作为一级收粉设备，不设旋风收粉器。
为减少危险点，布袋与煤粉仓之间不设螺旋输送机。
（5）喷吹采用浓相输送技术。
（6）考虑检修、备品备件方便，制粉采用ZGM95型中速磨煤机。
（6）严格执行国家有关环保、安全、工业卫生和消防等规定。
1.4设计范围本工程设计范围包括：原煤场扩建及贮运，烟气系统，制粉系统，喷吹系统。
1.5主要经济技术指标1.6设计特点及采用的新技术⑴按照喷吹烟煤设计，系统设惰性气体保护措施。
⑵制粉采用以中速磨煤机为核心的短流程工艺，用一级高浓度袋式煤粉收集器收粉。
⑶节能，每吨煤粉耗电28度。
⑷煤场的煤仓及圆盘给料机可以适应喷吹烟煤、无烟煤、混合煤各煤种的要求。
⑸喷吹罐采用单罐并列布置。
高炉喷吹系统自动控制研究与应用
高炉喷吹系统自动控制研究与应用近些年，我国钢铁产能日益增大，优质炼焦煤资源却日渐匮乏。
高炉喷吹系统应用喷吹煤粉代替部分焦炭，进而可达到缓解炼焦煤供不应求的情况，同时也可有效节约煤炭能源。
随着高炉喷吹关键技术的不断进步和完善，其在钢铁冶炼工艺中的地位越来越高。
论文以高炉喷吹系统中的自动控制为研究对象，简要分析了其喷煤工艺与自控系统的设计，并探究了其实际应用，以期为相关技术人员提供参考。
【Abstract】In recent years，China’s iron and steel production capacity is increasing，but high quality coking coal resources are increasingly scarce. The blast furnace injection system uses pulverized coal instead of some coke，which can reduce the supply of coking coal and save coal energy effectively. With the continuous progress and improvement of the key technology of blast furnace blowing，its position in steel smelting process is becoming higher and higher. Taking the automatic control of blast furnace injection system as the research object，this paper briefly analyzes the design of its coal injection process and automatic control system，and explores its practical application，so as to provide reference for the relevant technical personnel.标签：高炉喷吹系统；自动控制；系统设计；应用1 引言社会经济发展速度的加快使得钢铁企业的竞争越来越激烈，提高生产作业率、降低企业成本、提高控制系统的自动化水平已经成为各个企业的必然选择。
高炉喷煤控制系统的研究 精品
高炉喷煤控制系统的研究1 绪论1.1 课题研究背景目前，高炉喷煤存在手动调节喷煤和自动喷煤两种方式。
手动调节喷煤，喷煤量不均匀，造成高炉热制度经常性波动，不利于高炉炉况的稳定及煤比的进一步提高，采用自动喷煤技术可实现入炉煤粉量精滩，喷吹均匀，达到稳定炉况的目的，进而为提高煤比创造条件。
因此，国内企业结合自身特点，近几年正在逐步实施自动喷煤技术。
高炉喷煤系统布置形式大体分为并联罐和串联罐两种系列，并联罐布置形式比较容易实现自动喷吹，国内外都有相应技术，如采用国外技术的有：宝钢(除三高炉)、武钢、鞍钢等，采用的是荷兰的自动喷吹技术。
首钢迁钢2高炉采用的是达涅利技术；采用国内天硕钢铁(福建)有限公司开发的自动喷吹技术的企业有：济钢、邯钢等。
对于串联罐布置形式，国内均是手动喷吹，还未开发出成功的自动喷煤技术。
首钢炼铁厂和首秦公司炼铁部高炉的喷煤系统布置形式为串联罐，目前采用手动调节喷煤。
由于人工调节喷煤量的误差，首钢炼铁厂喷吹量有时误差达到15%以上，带来高炉喷煤量的不均匀，严重影响了高炉热制度稳定，不利于高炉产量及煤比的进一步提高。
这种影响在目前煤比150kg/t-160kg/t的情况下更加明显。
因此，进行串联罐高炉自动喷煤技术研究与开发是非常有必要的。
如今，随着IT业总体水平的提升，软件工程的思想被融入到各种软件开发技术中。
而20世纪60年代开始发展起来的计算机系统工程，是计算机硬件、软件、数据通信装置、数据存储设备、规章制度和有关人员的统一体。
它广泛存在于医疗、机械、电力、钢铁冶金及制造业等领域内，在各个领域有着广泛的应用，如计算机辅助设计(CAD)系统、计算机辅助制造(CAM)系统、计算机辅助教学系统、计算机辅助医疗系统、军用的计算机指挥系统、通信软件工程、公用或专用的现代通信系统和信息服务系统都各具特色，管理软件是一类最具代表性的软件工程[1]。
基于计算机的系统是“某些要素的一个集合，这些要素被组织起来以实现某种方法、过程或借助处理信息进行控制”[2]。
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为 提 高煤 比创 造 条 件 。本 文 以炼 铁 厂 Ａ 区 喷煤
系统为例 ，阐述 了高炉 自动喷煤控制方案 的设
计 与 实现 过程 。
作 者 ：李明亮，工程硕士 ，工程师 ，现从 事 自动化 仪表运行 管理工作。
自动 喷 煤对 控 制 的要 求 ： （ １ ）可 实 现 喷煤 量 的全 自动 调 节 ，０ ． ５ ｈ和 １ ｈ喷 煤 量 偏 差 满 足
装煤 。 （ ４ ） 有 堵 煤 、停 煤 预 警 及 应 急联 锁 保
高炉要求 。 （ ２ ）可实现 自动倒罐和 自动装煤 ，
一
个 罐 喷完 后 自动 切 换至 另一 喷 吹 罐 ，不 停 煤 。
（ ３ ） 可实 现 各 喷 吹 罐 问 的 自动 平 衡 泄 压 ，一 个
罐 喷完后 ，将罐 内氮气 自动泄自动
应 用效 果 。
关键 词 ： 自动化 ；高炉 ；喷煤 ；倒 罐 ；平衡 泄压 ；喷吹 率
Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
１ 前 言
高 炉 喷 煤 是 指从 高 炉 风 口 向炉 内直 接 喷 吹 磨 细 了 的煤粉 （ 无 烟煤 、烟煤 或 混合 煤 粉 ） ，以 代 替 部 分 焦 炭 向高 炉 提 供 热 量 和 还 原 剂 。 高 炉 喷 煤 存 在 手 动 调 节 和 自动 喷 吹两 种 方 式 。手 动 调 节 喷 煤 喷 煤 量 不 均 匀 ，造 成 高 炉 热 制 度 经 常 性 波 动 ，不 利 于 高 炉 炉 况 的 稳 定 及 煤 比 的进 一 步 提 高 ，采 用 自动 喷 煤 技 术 可 使 人 炉 煤 粉 量 更
ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ，ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｂａ ｌ ａ ｎ ｃ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ ｒ ｅ ｌ ｉ ｅ ｆ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ
０ ｆ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ．
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ；Ｂ ｌ ａ ｓ ｔ Ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ；Ｃ ｏ ａ ｌ Ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ；Ｒ ｅ － ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ；Ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ Ｒ ｅ ｌ ｉ ｅ ｆ ； Ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒ ａ ｔ ｅ
Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｂｌ ａ ｓ ｔ Ｆｕｒ ｎ ａ ｃ ｅ
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高炉 自动喷煤 控制 方案设 计与实现
李 明亮 邓 顺 张海 峰 颜 霄 飞
（ 炼铁 厂 ） 摘 要 ：以 炼铁 厂 Ａ 区 高炉喷 煤 为例 ，介 绍 了 自动 喷 煤控 制 方 案 的设计 及 实现 过 程 ，包括喷 吹
初 期 经验 模 型设 计 、喷 吹 率 自动 调 节控 制 、 自动 倒罐 控 制 、 自动 平衡 泄 压控 制 、喷吹 率计 算优 化 及
准 确 、喷 吹 均 匀 ，达 到 稳 定 炉 况 的 目的 ，进 而
２ 控制方案设计
通过多次调研和查找资料 ，结合炼铁 厂实
际 情况 和要 求 ，设 计一 套 适 合 Ａ区 喷煤 系 统 的 自动 控制 方案 。
２ ． １ 设计 要 求
高炉 对 喷煤 的要 求 ： （ １ ）０ ． ５ ｈ和 １ ｈ喷煤 量 偏差 小 于 ５ ０ ０ ｋ ｇ 。 （ ２ ）实 时 喷 煤率 稳 定 、波 动小 ，在各 时 间段 均 匀 喷煤 。 （ ３ ）保 证 喷煤 的