自动配煤系统在焦化厂的应用

自动配煤系统在焦化厂的应用

摘要本文介绍了自动配煤系统在宣钢焦化厂的应用,系统投入

运行后配煤稳定,配煤准确度大大提高,同时降低了配煤成本,实现了自动配煤。

关键词自动配煤;皮带秤;变量

中图分类号tq520.8 文献标识码a 文章编号

1674-6708(2010)23-0194-02

0 引言

在炼焦过程中,为炼焦炉提供稳定的配合煤是保证焦炭质量的最重要环节之一,能够长期稳定的为炼焦炉提供配合煤直接关系到焦炉的安全生产。宣钢焦化厂5#、6#焦炉设计生产焦炭能力150万t/年,平均每天需要的配合煤接近4 000t。因此,为了满足高炉冶炼的需要,稳定和提高焦炭质量,提高配煤精度,降低配煤成本,建立一

套可靠、稳定的自动配煤系统是十分必要的。

1 自动配煤系统的组成

1)配煤系统包括配前和配后两个系统,系统之间互相独立,互不影响。配前系统从火车受煤坑受煤,经过16条带式输送机,将煤分别送至8个直径18m和8个直径8m的贮煤仓中,贮煤仓双排对称布置。贮煤仓下料口安装圆锥溜嘴,溜嘴下端安装圆盘给料机,每个圆盘

下面安装一个称量小皮带秤。配后系统由40台圆盘给料机和40台皮带秤,以及11条带式输送机构成。其中,每个直径18m的贮煤仓下面安装4台圆盘给料机和4台皮带秤。每个直径8m的贮煤仓下

面安装1台圆盘给料机和1台皮带秤。

2)配煤生产过程控制系统按照工艺设计要求,采用尤梯尔公司电子皮带秤配煤,来完成各单种煤的配比给定。生产过程控制系统包括设备的顺序控制和生产工艺的过程控制,采用 abb公司的dcs系统,实现分散控制,集中管理。系统由pc工控机、dcs及单回路闭环控制系统组成,采用profibus-dp总线进行通讯,其中pc工控机通过mpi/dp网与dcs相连,此系统功能强大,可靠性高,为精确配煤奠定了基础。

2 自动配煤原理

自动配煤时,通过圆盘给料机的转动,将煤均匀地带到称量小皮带秤上,经过称量小皮带秤称重后,将煤料从小皮带送至大皮带上,小皮带下装有称重传感器,称重传感器将皮带上的煤料称重信号通过变送器转换成4-20ma电流信号,送至dcs系统。由于皮带集合量确定,单种煤的配比确定,煤料水分确定,所以每个小皮带秤的设定流量是确定的。根据实际称重量与系统设定量的偏差,进行模糊+pid 调节,进而通过变频调节圆盘电机调速,达到自动配煤的目的,流程图如图1所示。

3 自动配煤系统实现的功能

1)监测功能。对皮带秤配料过程的瞬时流量、班累计,日累计等参数进行监视;对重要设备粉碎机、破碎机的温度、转速等重要参数的实时监控;

2)画面显示。通过计算机可显示配煤过程中有关控制参数和运行状

况,以及显示煤仓料位曲线和配煤连续性曲线等;

3)通讯功能。工控机与dcs和配料仪表之间可进行双向数据及信息交换;

4)数据处理。系统可自动对采集的信号进行运算处理,并输出到相应控制量;

5)控制功能。根据操作前相应的设定值,自动控制设备的正常运行,包括pid 调节;

6)报警功能。工控机以画面方式和声音信号方式对各种参数越限或设备状态异常进行报警。对电机功率大于75kw的电机进行电流实时监控,实现了大电流报警,有效地保护了电机;实现了大皮带和配煤小皮带的联锁,故障报警、不正常停车报警、圆盘给料的堵料报警等,保证配煤系统的运行可靠和安全;实现贮配煤仓料位实时监视,并实现料位最高限和最低限的报警。

4 自动配煤程序设计

abb的dcs系统所带的cbf组态软件提供了功能块图(fbd)、梯形图(lad)、顺序功能图(sfc)、结构化文本(st)等多种图形化组态功能,在设计自动配煤程序时,主要采用fbd功能块,以1#皮带秤实现pid调节为例说明设计的原理:设大皮带集合量、配比、干煤配量、湿煤配量和水分的变量分别为

jihe,peibi1,gmeipl1,smeipl1,shuif1;1#皮带秤的零点为lingd1;称重信号变量为wq1;1#秤的秤系数为k1;变频电流变量iq1;湿煤累积量leiji1,fbd块程序图如图2所示。

第一,称重信号变量类型进行转换,由整型(int)到实型(real)转换; 第二,量程转换,采用scal块,设定值为0-28480和0-150,输出值

后再减去1#秤体的零点值,分别乘以k1,9.0,0.55,得到1#秤体的湿煤瞬时配量;

第三,模拟输出累计的显示采用ct-ana块,输出累积量leiji1;

第四,湿煤瞬时配量与设定配量的比较以及输出调节,采用

c-cs(1/3)块;

最后,经过量程转换(scal块),由0-150转换到0-28480,实型(real)转换到无符号整型(uint),输出变频电流iq,从而实现控制变频输出。

此外,自动配煤程序中还包括皮带连锁、断流报警、皮带开停、校

验小皮带秤等,由于设计相对简单,不做介绍。

5 结论

1)电子皮带秤的称重准确性直接决定配煤的准确度,由于小皮带长

期使用后,将出现小皮带拉长、跑偏或刮煤板刮煤效果的变化等情况,从而造成小皮带秤称重准确度下降。因此,定期修正皮带速度和利用60kg砝码标定秤体是提高称重准确性的两个最直接方法。目前,自动配煤系统采取的是每班校皮带秤的秤体零点和每个月校秤

体系数,以此保证称重的准确性。

2)由于没有水分快速测定仪,因此需要在配煤前把上班化验得到的

单种煤水分输入,水分发生变化时配煤准确度会受到影响。

3)自动配煤系统投入使用后,配煤准确率和人工跑盘合格率有明显

的提高,单种煤配比在≥15%的配煤准确度误差控制在±

0.2kg,<15%的配煤准确度误差控制在±0.1kg,同时由于控制精度提高,河北钢铁集团宣钢焦化厂加大了价格较低的气煤和弱粘煤的配量,减少了肥煤和焦煤配量,降低了配煤的成本,取得了较好的经济效益。焦炭的转鼓强度的稳定性得到了保证,系统在实际生产中取得良好的经济和社会效益,能够满足各项经济技术指标,满足控制精度要求。

4)自动配煤系统采用dcs系统控制,实现了40台圆盘给料机的启停、联锁、称量及调节的自动控制,实现配煤生产全线自动化,提高了生产效率,降低了工人劳动强度,改善了工人的劳动条件。