高爐噴煤給煤機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)化改造

石琳芳

（山鋼股份萊蕪分公司 煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

1 前 言

山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠5#、6#1 080 m3高爐冶煉過程中采取噴吹煤粉的工藝技術(shù)，煤粉靠壓縮空氣或者壓縮空氣和氮氣將其從煤粉倉輸送至高爐爐缸。在制粉過程中，首先將配好的原煤經(jīng)過皮帶運輸機(jī)輸送至原煤倉，再經(jīng)給煤機(jī)進(jìn)入中速磨，實現(xiàn)煤粉制作的全過程。其中，給煤機(jī)是原煤倉與中速磨的紐帶，是實現(xiàn)煤粉磨制的重要環(huán)節(jié)。應(yīng)高爐連續(xù)生產(chǎn)的需求，煤粉磨制不間斷，為此就要求給煤機(jī)運行保持順暢，這對其控制系統(tǒng)提出了更高要求。

2 給煤機(jī)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)組成

2.1 結(jié)構(gòu)及工作原理

給煤機(jī)傳動結(jié)構(gòu)是由給煤機(jī)皮帶馬達(dá)、皮帶電機(jī)風(fēng)扇、清掃機(jī)馬達(dá)以及油泵馬達(dá)組成。在三相380 V電壓給定下，給煤機(jī)傳動系統(tǒng)各部件同時得電并開啟。在此條件下給煤機(jī)利用皮帶拖動原煤運行，當(dāng)原煤從煤倉被皮帶拖出后，在膠帶的帶動下，靠自重與皮帶之間的摩擦力平穩(wěn)地向前移動，從而實現(xiàn)連續(xù)、均勻地給煤。

2.2 控制系統(tǒng)

煤機(jī)實現(xiàn)整個過程靠的就是給煤機(jī)的控制系統(tǒng)，其主要包括微機(jī)電子皮帶秤儀表、變頻器［1］、電流隔離器以及中央控制室的微機(jī)4個工作單元。給煤機(jī)各單元之間工作原理見圖1。給煤機(jī)的操作分為就地操作和主控室PLC操作兩種。就地操作即從現(xiàn)場啟動給煤機(jī)，實現(xiàn)給煤機(jī)各工作單元順序啟動原煤運輸；主控室PLC操作即從電腦畫面上啟動給煤機(jī)，通過PLC內(nèi)部程序逐步啟動各工作單元完成原煤運輸［2］。根據(jù)生產(chǎn)需要，可進(jìn)行兩種操作方式間的切換。

圖1 給煤機(jī)控制系統(tǒng)各單元工作原理

3 控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

給煤機(jī)的控制系統(tǒng)分為手動和自動兩種情況。根據(jù)噴煤工藝要求日常操作時采用自動控制方式，即將轉(zhuǎn)換開關(guān)打至自動位并從電腦畫面上點擊“啟給煤機(jī)”，給煤機(jī)將按照PLC內(nèi)部程序自動運行。當(dāng)自動系統(tǒng)出現(xiàn)問題或者給煤機(jī)檢修時，將轉(zhuǎn)換開關(guān)打至手動位，就可實現(xiàn)從現(xiàn)場或柜體人工操作，保證非正常情況下給煤機(jī)的使用。

給煤機(jī)兩種控制方式之間是采用人工操作轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換，現(xiàn)實際采用的是LW15-16-F1786型轉(zhuǎn)換開關(guān)，這種開關(guān)因型號特殊、內(nèi)部機(jī)構(gòu)復(fù)雜等原因，長期的運行已造成觸點松動，接觸不良，時常發(fā)生給煤機(jī)停運的情況。給煤機(jī)的無法正常啟動直接造成煤粉的短缺，使高爐無煤可噴，影響生產(chǎn)。

4 優(yōu)化改造

4.1 改造原則

基于“功能不變，化繁為簡”的原則，在保證給煤機(jī)原有功能完整的前提下，將原先繁雜的控制系統(tǒng)簡單化，由單一轉(zhuǎn)換開關(guān)控制改造為轉(zhuǎn)換開關(guān)加中間繼電器的形式，取消控制之間的復(fù)雜聯(lián)鎖，增加關(guān)鍵點并聯(lián)控制回路。此種控制形式可采用點數(shù)少、結(jié)構(gòu)單一的轉(zhuǎn)換開關(guān)，避免結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜帶來的困擾，增加的中間繼電器接觸穩(wěn)定可靠性強(qiáng)，插拔式結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了觸點接觸的牢固性，同時采用220V型繼電器也方便了日后的維護(hù)。

4.2 改造過程

原有給煤機(jī)控制系統(tǒng)采用16個點的轉(zhuǎn)換開關(guān)，改造成由1個轉(zhuǎn)換開關(guān)加5個中間繼電器的方式。改造后的轉(zhuǎn)換開關(guān)根據(jù)工藝要求定義為“就地手操”JS、“就地運行”JY、“遠(yuǎn)方遙控”YY、“遠(yuǎn)方手操”YS 和“停止”TZ5種方式，分別代表現(xiàn)場手動操作、現(xiàn)場自動運行、主控室自動運行、主控室手動操作和停止操作。轉(zhuǎn)換開關(guān)位置對應(yīng)的分別為：豎直方向0°、右45°、右90°、右135°、左90°。給煤機(jī)控制系統(tǒng)的改造原理見圖2。

圖2 給煤機(jī)控制系統(tǒng)改造原理

4.3 改造中注意事項

改造完成后，進(jìn)行了給煤機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)試。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)將轉(zhuǎn)換開關(guān)打至“就地手操”時，變頻器一直有8 Hz輸出的問題，出現(xiàn)此問題的原因在于，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)至“就地手操”檔時接通JS繼電器的開點使變頻器輸出同時變頻器內(nèi)部信號保持；當(dāng)調(diào)至其他位置時變頻器未停止，輸出信號未解除，所以一直出現(xiàn)有頻率輸出的問題。結(jié)合變頻器自身功能特點分析，變頻器自身具有輸出關(guān)閉信號MRS，該信號用于關(guān)閉變頻器逆變功率管輸出，當(dāng)該信號有效時，變頻器將不再輸出。技術(shù)人員通過現(xiàn)場研究分析再次確認(rèn)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)原“停止”與“就地手操”位置相調(diào)換，通過接通TZ繼電器的一組開點，先使變頻器停止輸出后再進(jìn)行其他位置操作，“8 Hz”問題就會消失，操作轉(zhuǎn)為正常。

通過現(xiàn)場再次修改后轉(zhuǎn)換開關(guān)各位置代表分別為：現(xiàn)場手動操作JS、停止TZ、現(xiàn)場自動運行JY、主控室自動運行YY和主控室手動操作YS，位置對應(yīng)分別為：左90°、豎直0°、右45°、右 90°、右135°。

5 結(jié) 語

通過此次優(yōu)化改造，給煤機(jī)的控制系統(tǒng)化繁為簡運行更加穩(wěn)定可靠，故障率下降了33.3%，為高爐源源不斷噴吹煤粉提供了保證。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 白志明.變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦給煤機(jī)中的應(yīng)用［J］.河北煤炭，2006（5）：16-17.

［2］ 馬玉順，張春暉.PLC在給煤機(jī)變頻控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.電氣時代，2010（7）：100-102.