新技術在干熄焦控制系統中的應用

張浩健

（濟南鋼鐵集團檢修工程公司焦化部，山東 濟南 250000）

0 前言

隨著干熄焦生產降低成本的和系統穩定的要求與日俱增，生產工藝對干熄焦監測控制系統的可靠性和高效性提出了進一步的要求，我們針對影響干熄焦自動化控制設備的薄弱環節進行了大膽改造和創新，大量應用新技術，開發了一套相對完善的設備故障預警系統，該系統應用了兩項新技術，超載限制保護系統和數字智能料位檢測系統。該系統在濟鋼干熄焦系統的應用提高了設備穩定性和高效性，推動了生產力的提高。

1 干熄焦提升裝置的控制系統的改進和創新

干熄焦提升控制系統是干熄焦生產的關鍵設備，系統主要包括起重裝置，走形裝置，安全裝置組成。一旦停機會給生產帶來重大經濟損失，為保證系統的可靠性、穩定性，我們對提升裝置采取了保護措施，采用了高精度高可靠性的超載限制保護系統，該系統主要對焦罐提升的重量進行實時監測，并根據現場信號編制了相應的下位控制程序，結合現場繼電器共同完善了對提升系統的安全保護。

本超載保護系統包括信號采集，數據處理，參數輸入及顯示，報警制動保護四個部分，其工作原理為采用兩臺自動平衡的雙路稱重傳感器來檢測焦罐重量，傳感器的信號進入稱重變送控制儀，稱重變送控制儀根據重量信號與預報警，延時報警和控制及立即報警和控制三個基準重量信號設定值進行比較判斷，輸出相應的狀態控制信號。三個基準重量信號設定值分別設定在額定載荷的80%、110%和130%。當起吊載荷重量達到額定載荷的80%時，稱量控制儀表使蜂鳴器發出斷續的鳴響，而當檢測出重量超過額定載荷的130%時，將會輸出超載控制信號至PLC。由于提升加速力的作用，將會產生暫時的沖擊載荷現象，為避免起升時的沖擊載荷引起的瞬間重量過大引起的虛假超重信號，稱量變送控制儀表具有延時判斷功能，如果超過延時判別時間后超載信號仍然存在，則系統判定是真正的超載，稱量變送控制儀表立即輸出信號至PLC 下位控制系統，程序聯鎖起作用切斷提升控制主回路，同時發出聲光報警。由于超載限制保護器輸出信號只切斷提升機的提升主回路，因此不會影響提升回路進行下降機構的動作。

該系統的最大特點就是有效的同起重機械，下位控制程序和變頻提升裝置相結合，確保稱重傳感器和稱量控制儀的使用能有效提高焦罐提升機的安全性，同時滿足性能可靠，檢修方便測量準確度高的功能要求。

2 數字智能料位檢測系統

干熄焦焦爐料位檢測和控制在干熄焦生產中起到關鍵作用，因為干熄爐內高溫焦炭的料位檢測準確與否關系到干熄焦的安全生產，使操作人員隨時掌控干熄爐內的焦炭料位的實時變化，已便采取相應的操作提高生產率。傳統的模擬型料位檢測裝置不能顯示出實際接收到的射線數量，而且料位主機必須向現場接受端供應高電壓電源，這就給儀表使用維護工作造成了很大的困難，也對維護人員增加了安全隱患，而我們采用的新型數字處理技術，對接收端接受的射線劑量進行了直觀的數字量顯示，而且采用了射線接收端探頭高壓電路內置的方式，避免了高壓電路外置為維護工作帶來的弊端。

新型射線料位計基于伽碼射線闖過物料時強度減弱的物理特性實現料位測量，放射源為鈷-60，射線穿過物料后其減弱規律為：

Ix＝I0·e－μρd－λt

Ix——穿過物料后的射線強度；

e——自然對數的底數；

I0——穿過物料之前的射線強度；

μ——介質對γ 射線的線性吸收系數；

d——射線通過的物料路徑；

λ——衰減時間系數；

ρ——被測介質密度；

t——時間

射線料位計在國內多個干熄焦裝置上都有成功的應用，每套料位計由一個放射源、探測器以及轉換器組成，放射源安裝在上切線下面4.5 米處，接受探頭安裝在放射源對面，探測器最上端與放射源高度相同，放射源與探測器均與設備不接觸，料位主機置于現場控制柜，接受探頭和料位主機采用2 芯屏蔽電纜連接，改信號線采用把4～20mA 信號疊加在24V 上的技術實現信號傳輸。

DCS 內部檢測控制程序如下：

我們在上位DCS 畫面上開發了料位趨勢顯示實時趨勢，由此，干熄焦爐內紅焦下料和排料全過程能夠通過料位計在DCS 上的趨勢圖清晰準確的反映，這樣使干熄焦操作人員清晰的了解到爐內焦炭的實際料位高度，這對干熄焦生產提供了極大的便利，無疑提高了對干熄焦生產操作的精準性。

3 結論

以上新技術在干熄焦故障診斷系統中的投入正式運行后，直到現在經過一年零三個月連續工作，事實證明該系統運行比較穩定，數據顯示較為可靠和準確，滿足干熄焦生產工藝的要求，同時提升了干熄焦控制系統的故障診斷的檢測水平，使點檢人員能夠通過此系統及時發現和消除設備隱患，大大增強設備的預知預控能力，使影響生產的設備事故明顯減少，從而進一步提高了整個干熄焦系統的安全穩定運行。

［1］潘立慧，魏松波.干熄焦技術[M].北京：冶金工業出版社，2005.

［2］項國祥，程俊.針對干熄爐系統壓力不穩定的研究[J].廣東化工，2012(9).