【導(dǎo)讀】支管的自動(dòng)控制過(guò)程。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只考慮了一個(gè)噴煤噴吹序列作為控制對(duì)象。寫(xiě)、硬件接線圖的繪制的工作。由此背景引出本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目高爐噴煤噴吹技術(shù)的自動(dòng)化控制。題主要闡述了高爐噴煤系統(tǒng)的噴吹工藝控制，不包括制粉工藝。是在實(shí)際應(yīng)用上取得了重大突破。第一部分前言中闡述了高爐噴煤的定義，就是指。煤），以代替焦炭向高爐提供熱量和還原劑。的成本大幅下降。它是一種調(diào)劑爐況的手段，也改善爐缸工作狀態(tài)，是高爐穩(wěn)定順。然后，又介紹了此工藝的常用基本流程，根據(jù)制粉裝置到高爐距離的遠(yuǎn)近、煤。規(guī)槍噴吹等各種形式的噴吹。KvTTNER流程；2、美國(guó)阿姆科流程；3、日本住友流程；4、日本川崎流程；力、溫度、重量、氣體含量等）、所需數(shù)量、安裝位置進(jìn)行了描述。先介紹了基本操作方式：全自動(dòng)操作、手動(dòng)操作和。向高爐噴吹煤粉的控制，安全連鎖控制程序），最后詳細(xì)說(shuō)明了具體操作過(guò)程。

　　

【正文】 前景 1． 噴煤目標(biāo) 綜合考慮焦炭平衡能力、原燃料質(zhì)量、高怕設(shè)備狀況 以 及其它條件 ， 我國(guó)高爐噴煤技術(shù)將形成分層次發(fā)展的格局。在 “ 九五 ” 末期 ， 我國(guó)重點(diǎn)企業(yè)和地方骨干企業(yè)基本上都要噴煤，多數(shù)高爐在不富氧條件下噴煤 80～ 100千 克／噸鐵 ， 在富氧 2～4％ 時(shí)噴謀量達(dá)到 150千克／噸鐵 ， 有條件的企業(yè)，可進(jìn)一步提高富氧率 ， 噴煤量達(dá)到 150～ 200千克／噸鐵 ， 少數(shù) 大 型高爐噸鐵噴 煤 量將超過(guò) 200千克。 2． 超高噴煤 量 噸鐵 250千克工業(yè)試驗(yàn) 目前 ， 西歐、日本的 一 些高爐實(shí)現(xiàn)了 200千克／噸鐵的目標(biāo)后 ， 正在向 350千克／噸鐵的目標(biāo)努力 ； 我國(guó)天 津鐵廠 也 將 于 1996年進(jìn)行 250千克／噸鐵的超高噴煤量工業(yè)試驗(yàn) 。 目前 ， 各項(xiàng)技術(shù)準(zhǔn)備工作正在按計(jì)劃進(jìn)行。 3． 噴煤設(shè)備的現(xiàn)代化改造 目前 ， 鞍鋼完成了全 國(guó) 10座高爐的 l3套噴煤設(shè)備的現(xiàn)代化改造 ， 形成了 150萬(wàn)噸／年的噴吹能力 ， 并在制粉能力 80萬(wàn)噸的基礎(chǔ)上 ，計(jì)劃 新擴(kuò)建 80萬(wàn)噸制粉能力的車間 ， 現(xiàn)已進(jìn)人施工設(shè)計(jì)、設(shè)備訂貸階段， 1996年底可望投產(chǎn)。寶鋼、首鋼、武鋼等1 前言 8 企業(yè)亦已著手改造噴煤設(shè)備和擴(kuò)大噴煤能力，這些企業(yè)的高爐噴煤量將有太幅度的提高 . 4． 建設(shè)一批新的高爐噴煤設(shè)施 目 前 ， 重 點(diǎn) 企 業(yè) 中的重慶 鋼 鐵公司高爐噴煤工程已 完 成初步設(shè)計(jì) ，宣 化鋼鐵公司 1260m3高爐噴謀已完成可行 性 研究 ； 地方骨干企 業(yè) 中的成都 鋼 鐵 廠 等一批新的高爐噴煤設(shè)施將著手 建設(shè) ?？梢灶A(yù)見(jiàn) ， 隨著焦炭?jī)r(jià)格的進(jìn) 一 步 上 漲和供應(yīng)短缺加 劇，噴煤經(jīng)濟(jì)效益將越 來(lái) 越好 ， 有一大批地方骨干企業(yè)中尚未建設(shè)噴煤設(shè)施的高爐和地方煉鐵 廠 100m3級(jí)的小高爐將在 “ 九五 ” 期間建設(shè)噴煤設(shè)施 。 5． 高爐噴 煤 技術(shù)的完善和進(jìn)一步發(fā)展 為了滿足高爐 大 幅度提高噴謀量 ，以 下技術(shù) 將 會(huì)得到進(jìn) 一 步的發(fā)展和完善：高爐氧煤槍富噴煤技 術(shù)； 高爐噴煤計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；高爐噴 吹 粒煤技術(shù) ； 高爐 大 噴煤量的 冶煉 操作技術(shù)等。此外 ， 還要 著手試驗(yàn)煤、礦粉復(fù)合噴 吹 技術(shù)等。 2 高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制整體方案 9 2 高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制整體方案 噴吹工藝及檢測(cè)點(diǎn)布置 按煤粉噴吹過(guò)程的流向分，噴吹設(shè)備的最上方是煤粉倉(cāng)。在煤粉倉(cāng)上是布袋收粉裝置。煤粉倉(cāng)是常壓罐體，在設(shè)計(jì)方案中需設(shè)置 3 點(diǎn)熱電阻測(cè)量煤粉倉(cāng)溫度；設(shè)置 1 臺(tái)料位測(cè)量雷達(dá)來(lái)測(cè)量料位；設(shè)置 1 個(gè)壓力測(cè)量裝置；設(shè)置 2 個(gè)氧含量測(cè)量裝置和 1 個(gè)一氧化碳測(cè)量裝置。在煤粉倉(cāng)中設(shè)置 1 個(gè)煤粉倉(cāng)放散閥；設(shè)置 1 個(gè)煤粉倉(cāng)流化閥；設(shè)置 1 個(gè)煤粉倉(cāng)下錐形閥。 煤粉倉(cāng)下接中間罐，煤粉倉(cāng)與中間罐之間采用軟連接，設(shè)置 1 中間罐上錐形閥。中間罐設(shè)置 2 點(diǎn)熱電阻測(cè)量中間罐溫度；設(shè)置 1 臺(tái)電子稱重傳感器測(cè)量中間罐煤粉重量；設(shè)置 1 個(gè)壓力傳感器測(cè)量中間罐壓力；設(shè)置 1 中間罐料空信號(hào)測(cè)量點(diǎn)。罐中設(shè)置 1 個(gè)中間罐充壓閥， 1 個(gè)中間罐流化閥， 1 個(gè)放散閥。 中間罐下方設(shè)置噴吹罐，中間罐與噴吹罐之間采用由氣動(dòng)錐形閥組成的軟連接。噴吹罐設(shè)置兩點(diǎn)溫度傳感器測(cè)量罐中溫度；設(shè)置 1 個(gè)壓力傳感器測(cè)量噴吹罐壓力；設(shè)置 1 臺(tái)電子稱重傳感器測(cè)量噴吹罐煤粉重量；設(shè)置 1 噴吹罐料滿信號(hào)測(cè)量點(diǎn)。設(shè)置 1 個(gè)噴吹罐流化閥； 1 個(gè)中間罐與噴吹罐的均壓閥；設(shè)置 1 個(gè)噴吹罐放散閥；設(shè)置 1 個(gè)噴吹罐壓力調(diào)節(jié)閥。 噴吹罐下方設(shè) 置 1 下煤球閥，并設(shè)置可以連續(xù)調(diào)節(jié)的給煤器用于調(diào)節(jié)噴煤量。 煤粉倉(cāng)、中間罐、噴吹罐的放散閥均接入不袋式除塵器。 各管沖壓、流化用氮?dú)鈴牡獨(dú)獍?，噴吹用壓縮空氣從空氣包引出。為防止冷氣直接接觸煤粉時(shí)，造成罐壁和管道粘連，氮?dú)夂兔撍?、脫油的壓縮空氣經(jīng)蒸氣加熱到 60℃ ~~70℃ ，氣體溫度通過(guò)調(diào)節(jié)蒸氣量進(jìn)行自動(dòng)控制。 噴吹用的壓縮空氣總管上設(shè)置噴吹閥，設(shè)置有壓力、流量檢測(cè)，并有流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)整噴吹風(fēng)的流量，給煤器后設(shè)置安全閥用于安全切斷。 噴吹總管上設(shè)置 2 個(gè)噴吹總管壓力測(cè)試點(diǎn)。噴吹總管延伸到爐前的噴吹總管分配器 。從分配器上分配出 16 根噴吹支管。每根噴吹支管上安裝一臺(tái)噴吹支管壓力變送器。 工藝流程 示意圖 2 高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制整體方案 10 圖 1 工藝流程 示意圖 倉(cāng)流化閥 12.中間罐流化閥 22.給料器 噴吹控制過(guò)程描述 噴吹系統(tǒng)操作方式 基本操作方式分為：全自動(dòng)操作、手動(dòng)操作和檢修操作 1． 全自動(dòng)操作：是在控制室人員通過(guò)鍵盤(pán)或鼠標(biāo)發(fā)出“啟動(dòng)”命令后，按規(guī)定的程序自動(dòng)完成自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)倒罐等。 2 高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制整體方案 11 2． 手動(dòng)操作：出必要的安全操作外，還可以人工的對(duì)個(gè)單體設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)操作。 3． 檢修操作：檢修操作是在手動(dòng)操作之下的一種操作，是進(jìn)行完全的人工手動(dòng)操作個(gè)單體設(shè)備。 在噴吹控制中，主要進(jìn)行一 下操作過(guò)程： 1． 中間罐加料，既將煤粉從煤粉倉(cāng)到中間罐倒罐控制。 2． 噴吹罐加料，既將煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐控制。 3． 噴吹控制，既煤粉從噴吹罐噴到高爐風(fēng)口中的控制。 4． 停噴控制，既停止向高爐噴吹煤粉的控制。 5． 安全連鎖控制程序。 噴吹 過(guò)程描述 1． 中間罐加料（ 既將煤粉從煤粉倉(cāng)到中間罐倒罐順序）： 中間罐加料前的條件： 1） 中間罐必須為“空信號(hào)”。 2） 中間罐壓力必須小于 。 3） 中間罐放散閥處于“打開(kāi)”狀態(tài)。 4） 中間罐充壓閥和流化閥處于“關(guān)閉”狀態(tài)。 5） 中間罐上錐閥和下錐閥處于“關(guān)閉”狀態(tài)。 6） 中間罐與噴吹罐之間的均壓閥處于“關(guān)閉”狀態(tài)。 煤粉從煤粉倉(cāng)到中間罐倒罐順序： 1） 若上述條件沒(méi)有全部滿足，則先調(diào)整滿足上述條件后在進(jìn)行以下操作 2） 開(kāi)煤粉倉(cāng)下錐形閥 3） 開(kāi)中間罐上錐形閥 4） 關(guān)煤粉倉(cāng)放散閥 5） 開(kāi)煤粉倉(cāng)流化閥 6） 中間罐“料滿”信號(hào)發(fā)出時(shí)再進(jìn)行以下操作 7） 關(guān)煤粉倉(cāng)流化閥 8） 開(kāi)煤粉倉(cāng)放散閥 9） 關(guān)煤粉倉(cāng)下錐形閥 10） 關(guān)中間罐上錐形閥 2 高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制整體方案 12 煤粉從煤粉倉(cāng)到中間罐倒罐順序結(jié)束，中間罐處于“料滿”位置 備注： 1） 中間罐的加料同時(shí)受時(shí)間控制，倒罐開(kāi)始計(jì)時(shí)，若在規(guī)定的時(shí)間（如 5 分鐘）內(nèi)，沒(méi)有達(dá)到“料滿”，則說(shuō)明出現(xiàn)“故障”，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示操作工人手動(dòng)控制或檢修。 2） 連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，中間罐的每次加料，均來(lái)自“料空”信號(hào)，且滿足上述條件時(shí)，即自動(dòng)倒罐。 2． 噴吹罐加料（既將煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐程序）： 噴吹罐加料前的條件： 1） 噴吹罐內(nèi)煤量顯示下限，自動(dòng)發(fā)出允許加料信號(hào)。 2） 噴吹罐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值。若未達(dá)到，則首先開(kāi)充壓閥和自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，使其達(dá)到設(shè)定值。 3） 中間罐“料滿”。 煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐順序： 1） 關(guān)中間罐放散閥 2） 開(kāi)中間罐充壓閥 3） 中間罐與噴吹罐壓差小于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉充壓閥，打開(kāi)兩罐間均壓閥。 4） 開(kāi)中間罐下錐形閥 5） 開(kāi)噴吹罐上錐形閥 6） 開(kāi)中間罐 流化閥 7） 中間罐“料空”信號(hào)來(lái)后，進(jìn)行下列操作 8） 關(guān)中間罐流化閥 9） 關(guān)中間罐下錐形閥 10） 關(guān)噴吹罐上錐形閥 11） 關(guān)中間罐充壓閥 12） 關(guān)中間罐與噴吹罐間均壓閥 13） 開(kāi)中間罐放散閥 14） 煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐順序完成 3． 噴吹控制 向高爐噴吹的前提條件： 1） 得到高爐“允許噴吹”信號(hào) 2 高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制整體方案 13 2） 噴吹罐內(nèi)料位不低于下限 3） 滿足安全連鎖要求 4） 檢查噴煤管路上手動(dòng)閥門(mén)的狀態(tài)，人工輸入正常 煤粉從噴吹罐噴到高爐風(fēng)口中的順序： 1） 開(kāi)噴吹風(fēng)閥 2） 開(kāi)安全閥 3） 開(kāi)噴吹罐下煤球閥 4） 開(kāi)噴吹罐流化閥 5） 啟動(dòng)給料器 4．停噴控制 1） 發(fā)出停噴指令 2） 終止各“倒罐”操作 3） 關(guān)噴吹罐下煤球閥 4） 停給料器 5） 關(guān)安全閥 6） 關(guān)噴吹風(fēng)閥 5．安全連鎖控制 1) 高爐休風(fēng)時(shí)，噴吹系統(tǒng)不能啟動(dòng)。 2) 當(dāng)給料器出口壓力與熱風(fēng)壓力的壓差低于 時(shí)，報(bào)警。低于 時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉安全閥、下煤球閥，停給料器。 3) 當(dāng)噴吹罐壓力與熱風(fēng)壓力壓差值低于 時(shí)，報(bào)警。低于 時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉安全閥、下煤球閥，停給料器。 4) 當(dāng)壓縮空氣壓力低于 或氮?dú)鈮毫Φ陀? 時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉安全閥、下煤球閥，停給料器。 5) 當(dāng)各罐溫度超過(guò) 100℃時(shí)，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)緊急停噴，自動(dòng)關(guān)閉安全閥、下煤球閥，停給料器。 I/O 表 見(jiàn)附錄 A：模擬量 I/O 表 見(jiàn)附錄 B：數(shù)字輸入量 I/O 表 見(jiàn)附錄 C：數(shù)字輸出量 I/O 表 3 設(shè)備選型 14 3 設(shè)備選型 所用測(cè)量設(shè)備選型 料位測(cè)量設(shè)備選型 本設(shè)計(jì)所選用的料位測(cè)量設(shè)備為 GD智能雷達(dá)物位 GDPULS 系列 的 GDPULS61： 應(yīng)用范圍： 過(guò)程條件簡(jiǎn)單，腐蝕性的液體、漿料、固體 （ 比如：水液儲(chǔ)罐 ， 酸堿儲(chǔ)罐 ， 漿料儲(chǔ)罐 ， 固體顆粒 ， 小型儲(chǔ)油罐 等）； 測(cè)量范圍 ： 0~20m 過(guò)程連接 ： 螺紋、法蘭 過(guò)程溫度 ： 40...160℃ 精 度 ： 177。3mm 特性與優(yōu)勢(shì)： 無(wú)盲區(qū)，高精度 兩線制技術(shù)，是差壓儀表、磁致伸縮、射頻導(dǎo)納、磁翻板儀表的優(yōu)良替代產(chǎn)品。 不受壓力變化、真空、溫度變化、惰性氣體、煙塵、蒸汽等環(huán)境影響 安裝簡(jiǎn)便，牢固耐用，免維護(hù) HART 或 PROFIBUSPA 通信協(xié)議及基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，標(biāo)定簡(jiǎn)便、通過(guò)數(shù)字液晶顯示輕松實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定操作，通過(guò)軟件 GDPF 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的組態(tài)設(shè)定和編程 測(cè)量靈敏，刷新速度快。 適用于高溫工況，高達(dá) 200℃ 過(guò)程溫度，當(dāng)采用高溫延長(zhǎng)天線時(shí)可達(dá) 350℃ 測(cè)量原理 ： 雷達(dá)物位計(jì)天線發(fā)出微波脈沖，在被測(cè)物料表面產(chǎn) 生反射，并被雷達(dá)系統(tǒng)所接收。 3 設(shè)備選型 15 圖 2 料位測(cè)量示意圖 輸入 ： 天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，精度可達(dá)到毫米級(jí)。距離物料表面的距離 D與脈沖的時(shí)間行程 T成正比： D=C179。T/2 其中 C為光速 因空罐的距離 E已知，則物位 L為： L=ED 輸出 ： 通過(guò)輸入空罐高度 E（ =零點(diǎn)），滿罐高度 F（ =滿量程）及一些應(yīng)用參數(shù)來(lái)設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境。對(duì)應(yīng)于 4－ 20mA 輸出。 測(cè)量盲區(qū) ： 盲區(qū)（ BD）是從測(cè)量參考點(diǎn)到最高物位時(shí)的介質(zhì)表面的最小距離。 測(cè)量條件 ： 3 設(shè)備選型 16 測(cè)量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。 若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時(shí)，罐低可見(jiàn)，此時(shí)為保證測(cè)量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度的位置。 理論上測(cè)量達(dá)到天線尖端的位置是可能的，但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測(cè)量范圍的終值應(yīng)距離天線的尖端至少 50mm。 對(duì)于過(guò)溢保護(hù)，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。 最小測(cè)量范圍與天線有關(guān)。 隨濃度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射，但在一定的條件下是可以進(jìn)行測(cè)量的。 溫度測(cè)量設(shè)備選型 本設(shè)計(jì)所選用的 溫度 測(cè)量設(shè)備為 MST系列溫度變送器 ： 用途及特點(diǎn) ： MSTS 溫度傳感器在 WZ 系列熱電阻、 WR 系列熱電偶的基礎(chǔ)上 ,嚴(yán)格參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ,根據(jù)各行業(yè)使用及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境 ,以及國(guó)外的同類產(chǎn)品 ,又進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。 使產(chǎn)品使用更方便 ,更可靠。 MSTS 溫度傳感器技術(shù)指標(biāo) ： 熱電阻 產(chǎn)品型號(hào) ： WZC 測(cè)溫范圍 ： 50～ +150℃ 分度號(hào) ： Cu50 Y 允差 △t ： 177。(+|t|) 安裝方式 ： 固定法蘭 接線方式 ： 引接線 傳感器保護(hù)管直徑 ： 熱電阻 φ12mm 壓力測(cè)量設(shè)備選型 本設(shè)計(jì)所選用的 壓力 測(cè)量設(shè)備為 FMP300 系列壓力變送器 ： 特點(diǎn) ： 進(jìn)口高精度藍(lán)寶石傳感器 精度：線性化處理優(yōu)于 ％ FS 3 設(shè)備選型 17 抗沖擊、耐振動(dòng) 高穩(wěn)定性 工作溫度 60～ 200℃ 范圍 全不銹鋼結(jié)構(gòu)防潮防 水 實(shí)用性廣 安裝方便 具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格 用途 ： 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程過(guò)程控制 儀器醫(yī)療食品等行業(yè) 航空航天領(lǐng)域 航海及造船行業(yè) 石油化工行業(yè) 水利、水電、發(fā)電廠行業(yè) 量 程 ： 0~ 輸入電壓： 24VDC 輸出信號(hào)： 420mA