【文章內容簡介】 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、可以回收煉焦化學產(chǎn)品的水平室式焦爐，由爐體和附屬設備構成。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 基礎上?，F(xiàn)代焦爐基本結構大體相同，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、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)過預熱的煤氣（高熱值煤氣不預熱）和 空氣在立火道底部相遇燃燒，從側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，用以裝入煤料和導出煤料干餾時產(chǎn)生的荒煤氣。還設有看火孔通向每個火道，供測溫、檢查火焰之用，根據(jù)檢測結果，調節(jié)溫度和壓力。整座焦爐砌筑在堅固平整的混凝土基礎上，每個蓄熱室通過廢氣盤與煙道連接，煙道設在基礎內或基礎兩側，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院畢業(yè)設計（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定值。 鼓風機在焦爐煤氣壓力控制中的作用 鼓風機可用于輸送空氣、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，電廠及煉油廠脫硫鼓風，選煤跳汰機配套，高爐、焦爐煤氣、加壓輸送，及污水處理的鼓風曝氣，化工氣體的回收、加壓輸送等。 鼓風機結構 (1) 主機部分 ： 鼓風機主機，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。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 10 (3) 配套部分 ： 電動機（一般型、戶外型、防爆型），風機進口碟閥（手動型、機動型），電動機控制起動柜，撓性接頭 。鼓風機的變頻工作狀態(tài)：總管上的閥門全開：風機前閥門全開初冷器前吸力的調節(jié)閥全開 PLC 控制變頻器的頻率改變電機的轉速控制總管吸力穩(wěn)定，節(jié)能降耗鼓風機的工頻工作狀態(tài)： PLC 通過調節(jié)總管閥門開度控制集氣管壓力 系統(tǒng)中設計專家系統(tǒng)，完成鼓風吸力控制。 該工藝中應當注意的問題 1. 電機運行狀態(tài)： 變頻：通過調節(jié)變頻器的頻率改 變電機的轉速，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。 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)＋若干開關量數(shù)據(jù)）并進行相應處理；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) 風機溫度 4 路 (6) 高壓氨水信號 4 路 洛陽理工學院畢業(yè)設計（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)軟件的應用領域很廣，它可以應用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領域。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)軟件應該能支持各種工控設備和常見的通信協(xié)議，并且通常應提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡功能。對應于原有的 HMI（人機接口軟件， Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件應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，工控領域的用戶通過手工或委托第三方編寫 HMI 應用，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，構建一套最適合自己的應用系統(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 設備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內容，隨著技術的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內容。 在組態(tài)軟件中，通過組態(tài)生成的一個目標應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，就被稱為一個應用程序 。在同一計算機中可以存儲多個應用程序，組態(tài)軟件通過應用程序的名稱來訪問其組態(tài)內容，打開其組態(tài)內容進行修改或將其應用程洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 12 序裝入計算機內存投入實時運行。 組態(tài)軟件的結構劃分有多種標準，這里以使用軟件的工作階段和軟件體系的成員構成兩種標準討論其體系結構。 組態(tài)軟件的 構成 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成的： 1．系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 ： 是自動化工程設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，目標應用程序被裝入計算機內存并投入實時運行。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，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)和調試，最終將目標應用程序在系統(tǒng)運行環(huán)境投入實時運行，完成一個工程項目。 按照成員構成劃分其中必備的典型組件包括： 1．應用程序管理器 ： 應用程序管理器是提供應用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應用等功能的專用管理工具。在自動化工程設計工程師應用組態(tài)軟件進行工程設計時，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用系洛陽理工學院畢業(yè)設計（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，圖形目標應用系統(tǒng)被圖形界面運行程序裝入計算機內存并投入實時運行。 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)庫的結構、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關的各種參數(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存并執(zhí)行預定的各種數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)處理任務。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 驅動程序 ： I/O 驅動程序是組態(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 驅動程序，用來和支持 DDE 標準和 OPC 標準的 I/O 設備通訊。多數(shù)組態(tài)軟件的 DDE 驅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)軟件的應用推廣工作也打下了一定的基礎，業(yè)內人士已經(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