【文章內(nèi)容簡介】 煤炭化以生產(chǎn) 焦炭 。用 煤 煉制焦炭的 窯爐 。是 煉焦 的主要熱工設(shè)備?，F(xiàn)代焦爐是指以生產(chǎn) 冶金焦 為主要目的、可以回收煉焦化學(xué)產(chǎn)品的水平室式焦爐，由爐體和附屬設(shè)備構(gòu)成。焦爐爐體由爐頂、 燃燒室 和炭化室、斜道區(qū)、蓄熱室等部分，并通過 煙道 和 煙囪 相連。整座焦爐砌筑在 混凝土 基礎(chǔ)上?，F(xiàn)代焦爐基本結(jié)構(gòu)大體相同，但由于裝煤方式、供熱方式和使用的 燃料 不盡相同，又可以分成許多類型。 焦爐的構(gòu)造： 現(xiàn)代煉焦爐由炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區(qū)、爐頂、基礎(chǔ)、煙道等組成。炭化室中煤料在隔絕空氣條件下受熱變成焦炭。一座焦爐有幾十個炭化室和燃燒室相間配置，用耐火材料 (硅磚 )隔開。每個燃燒室有 20～ 30 個立火道。來自蓄熱室的經(jīng)過預(yù)熱的煤氣（高熱值煤氣不預(yù)熱）和 空氣在立火道底部相遇燃燒，從側(cè)面向炭化室提供熱量。蓄熱室位于焦爐的下部，利用高溫廢氣來預(yù)熱加熱用的煤氣和空氣。斜道區(qū)是連接蓄熱室和燃燒室的斜通道。炭化室、燃燒室以上的爐體稱爐頂，其厚度按爐體強度和降低爐頂表面溫度的需要確定。爐頂區(qū)有裝煤孔和上升管孔通向炭化室，用以裝入煤料和導(dǎo)出煤料干餾時產(chǎn)生的荒煤氣。還設(shè)有看火孔通向每個火道，供測溫、檢查火焰之用，根據(jù)檢測結(jié)果，調(diào)節(jié)溫度和壓力。整座焦爐砌筑在堅固平整的混凝土基礎(chǔ)上，每個蓄熱室通過廢氣盤與煙道連接，煙道設(shè)在基礎(chǔ)內(nèi)或基礎(chǔ)兩側(cè)，一端與煙囪連接。 焦爐 煤氣壓力 焦爐氣，又稱焦爐煤氣。是指用幾種煙煤配制成煉焦用煤，在煉焦爐中經(jīng)過高溫干餾后，在產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時所產(chǎn)生的一種可燃性氣洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 體，是煉焦工業(yè)的副產(chǎn)品。焦爐氣是混合物，其產(chǎn)率和組成因煉焦用煤質(zhì)量和 焦 化過 程 條件 不 同而 有 所差 別 ，一 般 每 噸干 煤 可生 產(chǎn) 焦爐 氣300~350m3 （ 標 準 狀 態(tài) ）。 其 主 要 成 分 為 氫 氣 （ 55%~60% ）和甲烷（ 23%~27%），另外還含有少量的一氧化碳（ 5%~8%）、 C2 以上不飽和烴（ 2%~4%）、二氧化碳（ %~3%)、氧氣 (%~%))、氮氣 (3%~7%)。其中氫氣、甲烷、 一氧化碳、 C2 以上不飽和烴為可燃組分，二氧化碳、氮氣、氧氣為不可燃組分。焦爐氣屬于中熱值氣，其熱值為每標準立方米17~19MJ，適合用做高溫工業(yè)爐的燃料和城市煤氣。焦爐氣含氫氣量高，分離后用于合成氨，其它成分如甲烷和乙烯可用做有機合成原料。焦爐氣為有毒和易爆性氣體，空氣中的爆炸極限為 6%~30%。 焦爐煤氣壓力控制工藝 每個集氣管壓力的調(diào)節(jié)過程：當焦爐產(chǎn)氣量發(fā)生變化，各集氣管壓力在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生波動時，系統(tǒng)裝置通過壓力變送器將測出的壓力信號轉(zhuǎn)換成 420MA 標準電信號，送至 PLC 的模擬量輸入模塊 ,PLC 根據(jù)各集氣管壓力反饋值及其設(shè)定值來控制各集氣管蝶閥的開度以使各集氣管的壓力保持在設(shè)定值。 鼓風(fēng)機在焦爐煤氣壓力控制中的作用 鼓風(fēng)機可用于輸送空氣、煤氣及化工氣體，個有噪聲低、振動小、效率高、運行平穩(wěn)，安裝、維護保養(yǎng)方便，露天環(huán)境下使用等特點。常用于高爐鼓風(fēng)，電廠及煉油廠脫硫鼓風(fēng)，選煤跳汰機配套，高爐、焦爐煤氣、加壓輸送，及污水處理的鼓風(fēng)曝氣，化工氣體的回收、加壓輸送等。 鼓風(fēng)機結(jié)構(gòu) (1) 主機部分 ： 鼓風(fēng)機主機，主機與電動機聯(lián)合公共底座，主機與電動機直聯(lián)聯(lián)軸器。 (2) 附件部件 ： 彎管， 消聲器，過濾器，一般用途絲網(wǎng)型過濾器，特殊用途 ,低、中 、 高級過濾器。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 (3) 配套部分 ： 電動機（一般型、戶外型、防爆型），風(fēng)機進口碟閥（手動型、機動型），電動機控制起動柜，撓性接頭 。鼓風(fēng)機的變頻工作狀態(tài)：總管上的閥門全開：風(fēng)機前閥門全開初冷器前吸力的調(diào)節(jié)閥全開 PLC 控制變頻器的頻率改變電機的轉(zhuǎn)速控制總管吸力穩(wěn)定，節(jié)能降耗鼓風(fēng)機的工頻工作狀態(tài)： PLC 通過調(diào)節(jié)總管閥門開度控制集氣管壓力 系統(tǒng)中設(shè)計專家系統(tǒng)，完成鼓風(fēng)吸力控制。 該工藝中應(yīng)當注意的問題 1. 電機運行狀態(tài)： 變頻：通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率改 變電機的轉(zhuǎn)速，維持初冷氣前吸力 的穩(wěn)定，達到節(jié)能降耗的目的。當變頻回路出現(xiàn)故障狀態(tài)時，需實現(xiàn)同臺電機變頻到工頻的自動切換。 工頻：在切換或變頻器故障時保證系統(tǒng)安全，鼓風(fēng)機連續(xù)生產(chǎn)不停 2. PLC 控制：無論電機在哪種狀態(tài)， PLC 均解決集氣管壓力和吸力的相互協(xié)調(diào)。 數(shù)據(jù)采集 根據(jù)要求，實時采集各種壓力及溫度等數(shù)據(jù)（共計 32 路模擬量數(shù)據(jù)＋若干開關(guān)量數(shù)據(jù)）并進行相應(yīng)處理；實時顯示操作界面，壓力曲線，溫度曲線，工藝流程，系統(tǒng)運行參數(shù)，變頻器的工作狀態(tài)等信息，采集以下鼓冷電氣控制系統(tǒng)中模擬量： (1) 初 冷器前吸力 2 路 (2) 機前吸力 2 路 (3) 集氣管壓力 4 路 (4) 機后煤氣壓力 2 路 (5) 風(fēng)機溫度 4 路 (6) 高壓氨水信號 4 路 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第 3 章 組態(tài)軟件介紹 組態(tài)軟件 組態(tài)軟件概述 組態(tài)軟件，又稱監(jiān)控組態(tài)軟件，譯自英文 SCADA,即 Supervision, Control and Data Acquisition(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制 ),組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(tǒng) (RTU System, Remote Terminal Unit)。 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們 是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。 組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對應(yīng)于原有的 HMI（人機接口軟件， Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個使用戶能快速建立自己的HMI 的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫 HMI 應(yīng)用，開發(fā)時間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常 是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進行數(shù)據(jù)交互，升級和增加功能都受到嚴重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、 SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對 I/O 設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。 在組態(tài)軟件中，通過組態(tài)生成的一個目標應(yīng)用項目在計算機硬盤中占據(jù)惟一的物理空間（邏輯空間），可以用惟一的一個名稱來標識，就被稱為一個應(yīng)用程序 。在同一計算機中可以存儲多個應(yīng)用程序，組態(tài)軟件通過應(yīng)用程序的名稱來訪問其組態(tài)內(nèi)容，打開其組態(tài)內(nèi)容進行修改或?qū)⑵鋺?yīng)用程洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 序裝入計算機內(nèi)存投入實時運行。 組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分有多種標準，這里以使用軟件的工作階段和軟件體系的成員構(gòu)成兩種標準討論其體系結(jié)構(gòu)。 組態(tài)軟件的 構(gòu)成 按照系統(tǒng)環(huán)境劃分，從總體上講，組態(tài)軟件是由兩大部分構(gòu)成的： 1．系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 ： 是自動化工程設(shè)計工程師為實施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標應(yīng)用 系統(tǒng)，供系統(tǒng)運行環(huán)境運行時使用。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境由若干個組態(tài)程序組成，如圖形界面組態(tài)程序、實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)程序等。 2．系統(tǒng)運行環(huán)境 ： 在系統(tǒng)運行環(huán)境下，目標應(yīng)用程序被裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行。系統(tǒng)運行環(huán)境由若干個運行程序組成，如圖形界面運行程序、實時數(shù)據(jù)庫運行程序等。組態(tài)軟件支持在線組態(tài)技術(shù)，即在不退出系統(tǒng)運行環(huán)境的情況下可以直接進入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài)，使修改后的組態(tài)直接生效。 自動化工程設(shè)計工程師最先接觸的一定是系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，通過一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，最終將目標應(yīng)用程序在系統(tǒng)運行環(huán)境投入實時運行，完成一個工程項目。 按照成員構(gòu)成劃分其中必備的典型組件包括： 1．應(yīng)用程序管理器 ： 應(yīng)用程序管理器是提供應(yīng)用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應(yīng)用等功能的專用管理工具。在自動化工程設(shè)計工程師應(yīng)用組態(tài)軟件進行工程設(shè)計時，經(jīng)常會遇到下面一些煩惱：經(jīng)常要進行組態(tài)數(shù)據(jù)的備份；經(jīng)常需要引用以往成功應(yīng)用項目中的部分組態(tài)成果（如畫面）；經(jīng)常需要迅速了解計算機中保存了哪些應(yīng)用項目。雖然這些要求可以用手工方式實現(xiàn)，但效率低下、極易出錯。有了應(yīng)用程序管理器的支持，這些操作將變得非常簡單。 2．圖形界面開發(fā)程序 ： 圖形界面開發(fā)程序是自動化工程設(shè)計工程師為實施其控制方案，在圖形編輯工具的支持下進行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開發(fā)環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標應(yīng)用系洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 統(tǒng)，供圖形運行環(huán)境運行時使用。 3．圖形界面運行程序 ： 在系統(tǒng)運行環(huán)境下，圖形目標應(yīng)用系統(tǒng)被圖形界面運行程序裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行。 4．實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)程序 ： 有的組態(tài)軟件只在圖形開發(fā)環(huán)境中增加了簡單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整 的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。目前比較先進的組態(tài)軟件（如力控 174。等）都有獨立的實時數(shù)據(jù)庫組件，以提高系統(tǒng)的實時性，增強處理能力。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)程序是建立實時數(shù)據(jù)庫的組態(tài)工具，可以定義實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的各種參數(shù)。 5．實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序 ： 在系統(tǒng)運行環(huán)境下，目標實時數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)被實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序裝入計算機內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報警的管理都是在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序中完成的。 6． I/O 驅(qū)動程序 ： I/O 驅(qū)動程序是組態(tài)軟件中必不可 少的組成部分，用于和 I/O 設(shè)備通訊，互相交換數(shù)據(jù)， DDE 和 OPC Client 是兩個通用的標準 I/O 驅(qū)動程序，用來和支持 DDE 標準和 OPC 標準的 I/O 設(shè)備通訊。多數(shù)組態(tài)軟件的 DDE 驅(qū)動程序被整合在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或圖形系統(tǒng)中，而OPC Client 則多數(shù)單獨存在。 組態(tài)軟件的發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀 組態(tài)軟件產(chǎn)品大約在上世紀 80 年代中期在國外出現(xiàn)，在中國也已有將近 20 年的歷史。早在 80年代末 90年代初，有些國外的組態(tài)軟件如 ON Spec、RAG on 等就開始進入中國市場。組態(tài)軟件市場在中國開始有較快的增長，大 約在 1995 年底至 1996 年。隨著中國改革開放的深入，人們對軟件的觀念有了重大改變 。早些年組態(tài)軟件的應(yīng)用推廣工作也打下了一定的基礎(chǔ)，業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)認識到組態(tài)軟件的重要性，并接受它而不再熱衷于在項目中搞低層次的編程開發(fā) 。自動控制系統(tǒng)要上等級，對上位監(jiān)控組態(tài)軟件的市場需求增加 。一些組態(tài)軟件的生產(chǎn)商和供貨商亦逐步加大了在中國市場的推廣力度，并在價格方面