施耐德電氣Quantum PLC在煉鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用

1引言

　　450m3高爐工程主要包括高爐本體、3座內(nèi)燃式熱風(fēng)爐、8箱體干法除塵三部分。利用系數(shù)3.0，年產(chǎn)生鐵48萬(wàn)噸。從綜合性價(jià)比方面考慮，自控系統(tǒng)選用了施耐德公司的quantum plc。

2 工藝控制系統(tǒng)分析

　　2.1高爐本體

　　煉鐵是在高爐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)過程。燒結(jié)礦、雜礦、焦炭從爐頂裝入爐內(nèi)，從鼓風(fēng)機(jī)來的冷風(fēng)經(jīng)熱風(fēng)爐后，形成熱風(fēng)從高爐風(fēng)口鼓入，隨著焦炭燃燒，產(chǎn)生熱煤氣流由下而上運(yùn)動(dòng)，互相接觸，進(jìn)行熱交換，逐步還原，最后到爐子下部，還原成生鐵，同時(shí)形成爐渣。積聚在爐缸的鐵水和爐渣分別由出鐵口和出渣口放出。主要控制內(nèi)容有：

　?。?）爐頂壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)：保持高爐爐頂壓力的穩(wěn)定是高爐生產(chǎn)操作的一項(xiàng)首要工作。穩(wěn)定爐頂壓力能起到穩(wěn)定煤氣流，促進(jìn)高爐順行的作用。因此，在操作中要及時(shí)調(diào)整頂壓調(diào)節(jié)閥閥位，使其能將頂壓調(diào)穩(wěn)，避免頂壓上下尖峰波動(dòng)，從而避免爐況波動(dòng)。450m3高爐的爐頂壓力一般穩(wěn)定在90±5kpa。

　?。?）混風(fēng)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)：通過自動(dòng)調(diào)節(jié)混風(fēng)閥開度將適當(dāng)配比的冷風(fēng)摻入熱風(fēng)管道中，控制送往高爐熱風(fēng)圍管的熱風(fēng)溫度在1200±20℃內(nèi)。28個(gè)風(fēng)口將熱風(fēng)送入高爐內(nèi)。

　　2.2熱風(fēng)爐

　　熱風(fēng)爐是燃燒蓄熱的熱交換裝置，分內(nèi)燃式、外燃式和頂燃式3種。熱風(fēng)爐的燃燒室內(nèi)燃燒一定配比的高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣，高溫氣體通過格子磚并使之蓄熱，當(dāng)拱頂溫度達(dá)到工藝要求后，熱風(fēng)爐就轉(zhuǎn)為送風(fēng)狀態(tài)，此時(shí)冷風(fēng)經(jīng)格子磚加熱后通過熱風(fēng)圍管送入高爐。一般情況下3座熱風(fēng)爐交替進(jìn)行燃燒和送風(fēng)作業(yè)。當(dāng)一座熱風(fēng)爐送風(fēng)一段時(shí)間，輸出的熱風(fēng)不能滿足所需溫度時(shí)就需換爐而轉(zhuǎn)為燃燒狀態(tài)，另一座燃燒好的熱風(fēng)爐開始送風(fēng)。因此每座熱風(fēng)爐在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中都有3種狀態(tài)：燃燒期、送風(fēng)期和休止期。主要控制內(nèi)容有：

　　（1）廢氣溫度與煤氣支管流量的串級(jí)控制：廢氣溫度與煤氣支管流量組成串級(jí)調(diào)節(jié)回路，廢氣溫度調(diào)節(jié)器的輸出作為煤氣支管流量調(diào)節(jié)器的外給定值。

　　（2）煤氣支管流量與冷風(fēng)支管流量的比值控制：煤氣支管流量與助燃風(fēng)支管流量組成配比調(diào)節(jié)回路，以煤氣支管流量作為比值器的輸入，比值器的輸出作為助燃風(fēng)支管流量調(diào)節(jié)器的外給定值。

　?。?）熱風(fēng)爐換爐自動(dòng)控制：熱風(fēng)爐有三種工作狀態(tài)：燃燒、送風(fēng)和休止，三種狀態(tài)按生產(chǎn)要求可相互切換。與燃燒相關(guān)的切斷閥門有：煤氣閥、助燃空氣閥、燃燒閥、均壓閥、廢氣閥和煙道閥，與送風(fēng)相關(guān)的切斷閥門有：冷風(fēng)閥和熱風(fēng)閥。熱風(fēng)爐換爐自動(dòng)控制中各閥要按規(guī)定順序動(dòng)作，并有聯(lián)鎖。特別要注意的是各燃燒閥未全部關(guān)閉時(shí)，不能開啟與送風(fēng)有關(guān)的各閥；各送風(fēng)閥未全部關(guān)閉時(shí)，不能開啟與燃燒有關(guān)的各閥。這是熱風(fēng)爐安全運(yùn)行最基本的條件。

　　2.3干法除塵

　　脈沖反吹控制系統(tǒng)共有8個(gè)布袋除塵箱，每個(gè)箱體10個(gè)24vdc脈沖閥，脈沖閥的操作有兩種方式，程序上均可設(shè)定（定壓差操作：脈沖閥按荒、凈煤氣總管差壓值（2.5～4kpa）啟動(dòng)，稱為定壓差操作；定時(shí)操作：按時(shí)間操作，定時(shí)操作時(shí)間可調(diào)，從連續(xù)反吹到數(shù)小時(shí)反吹）。全部操作由plc自動(dòng)控制完成，每個(gè)箱體依次進(jìn)行，在自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，除人工選擇的箱體外，其他箱體依次完成自動(dòng)反吹-過濾操作。主要控制內(nèi)容有：