某工程高炉喷吹自动控制系统

对 该罐 内喷 流化 气 ， 粉经 流化 后 ， 次打 煤 依 开 补气 阀 、喷吹 阀和 出煤 阀，由压 缩空 气经
过 输 粉 管 道将 煤 粉 送 入 高炉 。在 喷 吹过 程 中， 根据 罐压 变化 打开 补压 阀和 补压 调节 要
受粉 ；当达到 罐重 设定 值后 ，关 闭上 、下料 钟 阀， 打开充 压 阀 ， 该喷 吹罐进 行充压 ； 并 对
吹” 三个 按钮 ，通 过不 同的料 重信 号 ，来 实 现 两 个喷 吹罐 的 自动喷 吹及倒 罐 。 操作 界面
如 图 ４所示 。
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图４
具体 控制 过程 如下 ： １ 低料 位”（ ． 当“ 当前罐 重低 ｒ ． ）和 １ｔ ０
信 号 ，只有 当该 阀 门满 足 开启 条什 时，点 ｈ 单个 阀 门的操作 画面 的“ ，阀 门才 能 开。 开”
“ 罐压低 ”（ 当前 罐压低 于 ３０Ｐ ） 态亮 起 ．ｋ ａ 状 时 ，此 时“ 装粉” 态标 签亮起 ，表示 此 时备 状 用罐 满足装 粉 工序 ， 当工 作罐 的“ 第一料 位 ” （ 重设 定值 的 ５ ％＜ 罐 Ｏ 当前 罐 重＜ 重设 定 罐 值 的 ７ ％ ）亮 起 时 ，表示 此 时备 用罐 可 以 ０ 开始 装粉 。点击“ 装粉 ” 钮 ，跟 装粉 流程 相 按 关 的气动球 阀就会 自动完 成本 道 序 。 ｌ ２当“ 料位 ”（ ． 满 当罐 重达 到设 定值 ）状 态亮起 时 ，此 时“ 充 ” 态亮 起 ，表 示此 时 状 备 用罐 满足 充 压： 序 ， 当］ 作 罐 的“ 二料 １ 第 位 ”（ ．ｔ 当前 罐重＜ １ ＜ ０ 罐重 设定 值 的 ５ ％ ） ０ 亮起时， 表示 此 时备用 罐可 以开 始充 压 。点 “ 充 ” 按钮 ， 充 流 程相 关 的气动 球 阀 跟 就 会 自动完 成本 道 。 Ｌ序 ３当“ ． 满料 位”（ 当罐重 达到 设定 值 ）状 态 亮起 时 ， 备用 罐压力 达 到设 定值 ，此 时 且 “ 吹” 态亮 起 ， 示此 时备 用罐 满足 喷 吹 喷 状 表 工 序 ， ［ 罐 的“ 料位”（ 当 作 低 罐重 低于 １ ｔ ．） ０ 亮 起 时，表示此 时备用罐 可 以开始 喷 吹 。点 击“ 吹” 喷 按钮 ， 喷 吹流 程相 关 的气动 球 阀 跟 就 会 自动 完成 本道 ＿序 。 Ｊ ： 为 了保 证 喷 吹系 统 的 安 全 和在 低 喷 煤 量 的情况 下系 统可 以正 常‘ 作 ， 面上还 设 』 画 二 置 了“ 动” 解 锁” 手 和“ 按钮 。当“ 动” 钮和 手 按 “ 解锁／ 锁” 钮 同时显 示 绿 时 ，表 示 此 时 连 按 各个 阀 门是解 锁状 态 ， 作Ｔ 可 以根 据操 作 操 流程 ， Ｊ － 人 Ｊ￣ Ｊ 断此 时应 该 开启或 关 闭相应 阀 门 ； 当“ 动” 钮绿 色 ，但 是“ 锁／ 锁” 手 按 解 连 按钮 显示 连锁 时 ， 示此 时 阀门加入 了连 锁 表
４ 喷 吹率 的计算 ．
喷 吹率 是 喷 吹 罐 向 高炉 内喷 吹煤 粉 的 速 率 ，是关 系 到高炉 生产 的一 个重要 参数 。 高 炉操 作工通 过观 察 喷吹 率 ， 调节 高炉上 来 料 的料 比及 分配器 球 阀开 启 的数量 ， 而控 从 制 高炉 产能 。 由于测 量气 固两 相 的流量 计价 格 不 菲 ， 以 目前 国 内大部分 的钢 厂仍 然采 所 用 通 过 罐重 减 少 量 的 方法 来 间接计 算 喷 吹 率 。喷 吹速 率记 为 Ｄ Ｄ ，即在 某一 时刻 ｉ ｗ／ ｔ 的喷吹速 率 为 ，其 公式 如下 ： （ ／ ） ｉ （ ． （ ｔ） ／ Ｄｗ Ｄｔ ＝ｌ Ｗｉ ） Ａｔ Ｗ ｌ ……公 式 １ … 公式 １中△ 取 样 间隔时 间 由公式 １ 以看 出， 可 喷吹 率的精 度跟 Ａｔ 有 关 ， 越小 其精确 度 越高 。 是△ｔ 取 Ａｔ 但 若 的很 小 ， 算处 理就 会有 一定 的 困难 。 了 运 为 保证 精确 度及 喷吹 曲线 的平 滑 ， 采用 取 多细． ｄ 并平均 值 的方法进 行 数据 处理 。以一 定 Ｗ 取样 周期 Ｔ ，计算 过去 ｒ个 点 的变化 率 的平 １ 均值 ，即在某 一时刻 ｉ 的变化 率为 ：
式 ，包括 ２个喷 吹罐 ， 常一个 喷吹 罐 向高 止 炉 内喷吹 煤粉 ， 外一个 喷吹罐 根据 正在喷 另
图３
３ 过 程 控 制
在 自动状 态下 ， 每个罐 子 的一 作流程 将 １ 分为 ：装粉 、充 利 喷吹 ，并在每 个喷吹罐
的操 作 画面上 设 置 了“ 装粉” 充 ” “ 、“ 和 喷
粉 ，经过 充 、流化 等一 系列 序 ，将 煤粉
通 过输 粉 管道 送 入 高炉 燃烧 。
煤 系统 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图 １
喷 吹系统 由煤粉 仓 、 吹罐 和喷 吹球 阀 喷
组成 。单个 喷吹 罐 的流程 为 ：当喷吹 罐处 于
低压 （ 压力低 ｆ ｋ ａ ，且料 空 时 ，喷 吹罐 ３Ｐ ） 的上料 钟 阀和 下料 钟阀先 后 打开 ， 煤粉 仓 从
２ 工 艺 流 程
喷煤 艺土 要 由制 粉 系 统和 喷 吹 系 统
两大 部分 组成 ，生 要 的 艺流程 如 图 ｌ所 ｒ
示 。 中，制粉 负责制 出符 合要 求粒度 的煤 其
粉， 通过 排粉 风机 将煤 粉 引入收 粉设 施并储 存 在 煤 粉 仓 中 ；喷 吹 系 统通 过 从 煤粉 仓受
阀，向喷 吹罐 内补 充 力 ， 持罐 压稳 定在 维 设 定值 。喷 吹罐 的结构 组成 如 图 ２所 示 。
当罐压 、罐 重达 到设 定值 后 ，打开 流化 阀 ，
图２
ＮＴ 高炉 喷 吹系统 采用 了并 罐布 置方 Ｓ
吹的罐 子 的料 位信 号来实现 装粉 、 充 和 喷 吹流程 。如 图 ３所示 。
某 工程 高炉喷吹 自动控制系统
潘 亚 男
摘 要 ：介绍 了我 公 司承担 的某 程 高 炉喷 吹系 统 艺 流程 及 过程控 制 。包 括 自动 喷 吹及 ｌ １
倒 罐 的实现 、安全 连 锁 的添 加 。
ｌ 引言
在 高 炉 冶炼 过 程 中 ，焦 炭 作 为 土要 燃
料 。近几 十年 来 ， 焦煤 在世 界范 同 内的 日 炼 渐 短缺 ， 而且 焦炭 生产 污染 环境 、 资 巨大 。 投 为 了降低 成本 ， 减少 污 染 ，以煤代 焦 的高炉
冶 炼逐 渐 显 示 出 了巨大 的经 济 效益 平 社 会 ¨ 效益 ， 来越 多 的铡 厂开始 应用 高炉 喷煤 。 越 ｌ 艺 。 公司 总承包 的某 高炉 就 包含 了一套 喷 我