高炉喷煤控制系统中喷吹率算法的实现
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２３ 方 案选 定 －
高 。但称 量系统 的精度是有限 的， 况且还有各种 干扰 因素存在 ， 在称量系统精 度一定的情况下 ， 取样时 间 跨度越大 ， 喷吹罐 的重量 变化就可能越 大 ， 称量 系统 输 出结果 受到称量 系统误差 的影响就越小 ， 喷吹率 的 计算准确度就越 大 ， 喷吹率 的实时性就不能得 到保 但 证， 没有实时性 的喷吹率是毫无意义 的。为保证喷 吹 率计算精度 的同时又兼顾实 时性 ， 程序 中设计 了“ 移 位寄存器 ” 程序块 ， 实现 ６ 延 时 ， 中的数据流每秒 ０ｓ 块 钟滚动一次 。 使用 ６ 前 的喷吹罐重量减去 当前喷吹 ０ｓ 罐重量来计算 喷吹率 ，兼顾 了喷吹率 的精度和实 时
高炉喷煤控制 系统 中喷吹率算法的实现
高炉喷煤控制系统 中喷吹率算法的实现
李令文 裴国军 （ 酒钢检修 工程公司 自 控作业区， 甘肃嘉峪关 ７５０ ） ３ １０
［摘要 ］ 介绍 了炼铁高炉喷煤控制系统设备及生产情况 ， 对影 响称 重信 号及 喷吹率计算 的干扰 因素进行 了详 细分 析 ， 并提 出解决方法 。 喷吹率计算程序 中设计了移位 寄存器程序块 ， 在保证喷吹率的计算精度 的同时又兼顾实时性 。 经过四年 的应用证 明， 喷吹率计算稳定 ， 使用效果 良好 。
量高达 ２ ０ｔ 。
２１ 喷吹 系统设备情况 ． 高炉喷吹系统主要有两种组成 结构 ： 串罐式和并 罐式 。二炼铁喷吹系统采用 图 １ 所示并罐 式结构 ， 图 １ 为一个喷吹系列 ， 对应一座高炉。 如图 １ 所示 ， 每套喷吹系统主要 由两个煤 粉仓和 两个喷吹罐组成 ， 为 Ａ、 分 Ｂ两个部分 ， 称为 Ａ系列和
性。 ２ 程序 的 实现 方 法 ． ４
根据 以上介绍可以看出 ， 喷吹率计算 只能依据 喷
吹罐重量求得 ， 而喷吹罐重量是 由压力传感器 和配套 称重仪表测得 ，然后 由测控仪表 以 ４ ２ Ａ电流信 ～ ０ｍ
解。
图 １喷吹系统示意图
煤粉仓安装有料位计 和温度传感 器 ， 喷吹罐则装 有称 重系统 、 力变送 器 、 压 温度传 感器 以及流量 变送 器等 ， 煤粉流化 、 助吹以及充压 回路都 由调节 阀控制 ，
这些信号都来 自或发出于 Ｐ Ｃ系统 。 Ｌ
２ 设备 工作过程 对称量 系统的影响 ． ２
关键词 喷吹率 高炉 喷煤
称重系统 程序
算法
１ 概述
钢 筋水 泥框架之上 ， 喷吹罐则 以三个 品字形 支撑爪悬 挂 于 固定 在喷煤 主厂房第 二层建筑 框架 的压力支 点 上， 喷吹罐支撑爪和压力支点之 间安装 有压力 传感元
高炉喷煤 是降低炼 铁生产 成本减 少焦 炭消耗 的 重要手段 ， 通过对 高炉喷煤 可降低焦 比（ 吨铁 焦炭 的 消耗量 ）提高经济指标 。 、 而喷吹系统 的主要控制指标 之一就是 喷吹率 。酒钢 二炼铁 喷煤 系统配套 于 ４座 ４ ０ｍ 高炉 ， ５ ３ 每套 喷吹系统主要 由两个并列喷 吹罐组 成， 共计 四套 喷吹系统 ， 每套喷吹系列对应一座高炉 。 除喷吹系统外 ，其 它主要系统还包括有烟气炉 系统 、
设备工作 ， 其它设 备的震动 、 下装煤 粉 的冲击都将 引
起称量系统的误差 。
２１ 年 期 ００ 第１
天 分 舜琢
要有称量 系统精度 、 取样时间跨度 等。 理论上讲 ， 称量 系统精度越 高 ，喷吹率计算 的精 度和实 时性也会较
喷 吹状 态 时 ， 、 吹 系统 罐 内加 有 约 ０ ８ ３ ４喷 ．～ ４ ０５ ａ 力 ， ５ 喷 吹系统罐 内加有 约 ０ ０wenku.baidu.com０ ０ ． ＭＰ 压 ５ 、 ． ～． ６ ７ Ｍａ Ｐ 压力 ， 这时喷吹罐系统的膨胀产 生的应力将造成 称量系统误差。 喷吹时气体和煤粉 的流动将造成一定 的振动而引起称量 系统 的干扰。
Ｂ系列。工作时一个系列 喷吹另一个系列装填煤 粉 ，
煤粉装填结束后充压等待 ， 当前工作罐 煤粉消耗完 待 后就切换 到等待 的系列 喷吹 ， 如此循环往复 。 煤粉仓 和喷 吹罐 之 间由上下 钟 阀以及带法 兰的 波纹管进行软联结。 煤粉仓 固定 于喷煤主厂房第 四层
在倒罐状 态时 ， 由于喷 吹罐 已经泄压 ， 不存在 设 备压力变化造成称量系统 的误差 ， 厂房内还有其 它 但
制粉系统 、 布袋收尘系统等 。 在生产 中 ， 高炉操控人员
件 。通过压力传感器和配套仪表对喷吹罐进行称 重。
根据 当前 的炉况计算并下 达需要 的喷煤量后 ， 喷吹 系 统操作人员需要根据 高炉的需煤量调控喷吹系统 ， 使 煤粉均匀地 喷入 高炉 。为了达到这一 目的， 喷吹操作 人员必须 了解 喷吹系统当前 的工作情况 ， 而反映喷 吹 系统工作状态 的最直 接 、最重要 的参数就是喷吹率 。 由于与喷吹罐相联结 的管路 较多 、 工作 中气体产生 的 冲击 以及称重 系统精度有 限 ， 怎样 根据现有测控系统 参数实时准确地计算 出喷吹率 ， 喷吹部分程序设计 是 中的一个重要 内容 。因此需要对 喷吹系统设备情况 、 工作特 点 以及仪 表系统 的参数进行 准确 地分析 和 了
喷吹系统主要有 四种工作状态 ： 泄压 、 罐 、 倒 充压
和喷吹 。
２ 喷吹率计算原理和实现方法
在泄压和充压过程 中 ， 喷吹罐内的压力变化将引
起罐体收缩或膨胀 ， 生的应力将会作用在压力传感 产 器上 ， 产生干扰 。 更严重的情况还不止于此 ， 上下钟 阀 以及其它 阀门不 可能绝对 密封 良好 ， 特别是上下钟阀 的漏气将使上下钟 阀之 间的波纹管膨胀 ， 以固定 的煤 粉仓为支点对喷 吹罐产 生巨大的压力 ， 严重时将超 出 称量系统量程。 实践 中发现 ， 当下钟阀漏气 时 ， 空罐重
高 。但称 量系统 的精度是有限 的， 况且还有各种 干扰 因素存在 ， 在称量系统精 度一定的情况下 ， 取样时 间 跨度越大 ， 喷吹罐 的重量 变化就可能越 大 ， 称量 系统 输 出结果 受到称量 系统误差 的影响就越小 ， 喷吹率 的 计算准确度就越 大 ， 喷吹率 的实时性就不能得 到保 但 证， 没有实时性 的喷吹率是毫无意义 的。为保证喷 吹 率计算精度 的同时又兼顾实 时性 ， 程序 中设计 了“ 移 位寄存器 ” 程序块 ， 实现 ６ 延 时 ， 中的数据流每秒 ０ｓ 块 钟滚动一次 。 使用 ６ 前 的喷吹罐重量减去 当前喷吹 ０ｓ 罐重量来计算 喷吹率 ，兼顾 了喷吹率 的精度和实 时
高炉喷煤控制 系统 中喷吹率算法的实现
高炉喷煤控制系统 中喷吹率算法的实现
李令文 裴国军 （ 酒钢检修 工程公司 自 控作业区， 甘肃嘉峪关 ７５０ ） ３ １０
［摘要 ］ 介绍 了炼铁高炉喷煤控制系统设备及生产情况 ， 对影 响称 重信 号及 喷吹率计算 的干扰 因素进行 了详 细分 析 ， 并提 出解决方法 。 喷吹率计算程序 中设计了移位 寄存器程序块 ， 在保证喷吹率的计算精度 的同时又兼顾实时性 。 经过四年 的应用证 明， 喷吹率计算稳定 ， 使用效果 良好 。
量高达 ２ ０ｔ 。
２１ 喷吹 系统设备情况 ． 高炉喷吹系统主要有两种组成 结构 ： 串罐式和并 罐式 。二炼铁喷吹系统采用 图 １ 所示并罐 式结构 ， 图 １ 为一个喷吹系列 ， 对应一座高炉。 如图 １ 所示 ， 每套喷吹系统主要 由两个煤 粉仓和 两个喷吹罐组成 ， 为 Ａ、 分 Ｂ两个部分 ， 称为 Ａ系列和
性。 ２ 程序 的 实现 方 法 ． ４
根据 以上介绍可以看出 ， 喷吹率计算 只能依据 喷
吹罐重量求得 ， 而喷吹罐重量是 由压力传感器 和配套 称重仪表测得 ，然后 由测控仪表 以 ４ ２ Ａ电流信 ～ ０ｍ
解。
图 １喷吹系统示意图
煤粉仓安装有料位计 和温度传感 器 ， 喷吹罐则装 有称 重系统 、 力变送 器 、 压 温度传 感器 以及流量 变送 器等 ， 煤粉流化 、 助吹以及充压 回路都 由调节 阀控制 ，
这些信号都来 自或发出于 Ｐ Ｃ系统 。 Ｌ
２ 设备 工作过程 对称量 系统的影响 ． ２
关键词 喷吹率 高炉 喷煤
称重系统 程序
算法
１ 概述
钢 筋水 泥框架之上 ， 喷吹罐则 以三个 品字形 支撑爪悬 挂 于 固定 在喷煤 主厂房第 二层建筑 框架 的压力支 点 上， 喷吹罐支撑爪和压力支点之 间安装 有压力 传感元
高炉喷煤 是降低炼 铁生产 成本减 少焦 炭消耗 的 重要手段 ， 通过对 高炉喷煤 可降低焦 比（ 吨铁 焦炭 的 消耗量 ）提高经济指标 。 、 而喷吹系统 的主要控制指标 之一就是 喷吹率 。酒钢 二炼铁 喷煤 系统配套 于 ４座 ４ ０ｍ 高炉 ， ５ ３ 每套 喷吹系统主要 由两个并列喷 吹罐组 成， 共计 四套 喷吹系统 ， 每套喷吹系列对应一座高炉 。 除喷吹系统外 ，其 它主要系统还包括有烟气炉 系统 、
设备工作 ， 其它设 备的震动 、 下装煤 粉 的冲击都将 引
起称量系统的误差 。
２１ 年 期 ００ 第１
天 分 舜琢
要有称量 系统精度 、 取样时间跨度 等。 理论上讲 ， 称量 系统精度越 高 ，喷吹率计算 的精 度和实 时性也会较
喷 吹状 态 时 ， 、 吹 系统 罐 内加 有 约 ０ ８ ３ ４喷 ．～ ４ ０５ ａ 力 ， ５ 喷 吹系统罐 内加有 约 ０ ０wenku.baidu.com０ ０ ． ＭＰ 压 ５ 、 ． ～． ６ ７ Ｍａ Ｐ 压力 ， 这时喷吹罐系统的膨胀产 生的应力将造成 称量系统误差。 喷吹时气体和煤粉 的流动将造成一定 的振动而引起称量 系统 的干扰。
Ｂ系列。工作时一个系列 喷吹另一个系列装填煤 粉 ，
煤粉装填结束后充压等待 ， 当前工作罐 煤粉消耗完 待 后就切换 到等待 的系列 喷吹 ， 如此循环往复 。 煤粉仓 和喷 吹罐 之 间由上下 钟 阀以及带法 兰的 波纹管进行软联结。 煤粉仓 固定 于喷煤主厂房第 四层
在倒罐状 态时 ， 由于喷 吹罐 已经泄压 ， 不存在 设 备压力变化造成称量系统 的误差 ， 厂房内还有其 它 但
制粉系统 、 布袋收尘系统等 。 在生产 中 ， 高炉操控人员
件 。通过压力传感器和配套仪表对喷吹罐进行称 重。
根据 当前 的炉况计算并下 达需要 的喷煤量后 ， 喷吹 系 统操作人员需要根据 高炉的需煤量调控喷吹系统 ， 使 煤粉均匀地 喷入 高炉 。为了达到这一 目的， 喷吹操作 人员必须 了解 喷吹系统当前 的工作情况 ， 而反映喷 吹 系统工作状态 的最直 接 、最重要 的参数就是喷吹率 。 由于与喷吹罐相联结 的管路 较多 、 工作 中气体产生 的 冲击 以及称重 系统精度有 限 ， 怎样 根据现有测控系统 参数实时准确地计算 出喷吹率 ， 喷吹部分程序设计 是 中的一个重要 内容 。因此需要对 喷吹系统设备情况 、 工作特 点 以及仪 表系统 的参数进行 准确 地分析 和 了
喷吹系统主要有 四种工作状态 ： 泄压 、 罐 、 倒 充压
和喷吹 。
２ 喷吹率计算原理和实现方法
在泄压和充压过程 中 ， 喷吹罐内的压力变化将引
起罐体收缩或膨胀 ， 生的应力将会作用在压力传感 产 器上 ， 产生干扰 。 更严重的情况还不止于此 ， 上下钟 阀 以及其它 阀门不 可能绝对 密封 良好 ， 特别是上下钟阀 的漏气将使上下钟 阀之 间的波纹管膨胀 ， 以固定 的煤 粉仓为支点对喷 吹罐产 生巨大的压力 ， 严重时将超 出 称量系统量程。 实践 中发现 ， 当下钟阀漏气 时 ， 空罐重