高爐爐頂系統(tǒng)的電氣控制

韓壽亮

(萊鋼設(shè)備檢修中心，山東萊蕪，271104)

1 高爐爐頂電氣控制系統(tǒng)的基本配置

高爐主要由以下幾大部分構(gòu)成 ：監(jiān)測儀表、PLC 控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)等。而且控制系統(tǒng)被分解為多個獨立的組成部分，包含多項設(shè)備，例如 ：控制系統(tǒng)設(shè)備、電氣系統(tǒng)設(shè)備、儀表設(shè)備等，各個設(shè)備分別定位于不同位置，設(shè)備間主要通過電纜連接，為了提高控制系統(tǒng)整體的運(yùn)行質(zhì)量，維持其長久工作，通常適度地控制線纜的配置數(shù)目，從而控制系統(tǒng)的維修投資。該自動化控制系統(tǒng)以可編程控制器為依托實現(xiàn)對各項電氣設(shè)備的調(diào)控，并途徑局域網(wǎng)將控制器同計算機(jī)系統(tǒng)連接，該系統(tǒng)能夠有效收集、匯集來自于 PLC裝置的各項數(shù)據(jù)、信息，工作人員也能夠憑借觀察顯示器來觀察高爐的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，憑借高爐系統(tǒng)溫度的變化、工作量的變化等來科學(xué)預(yù)測高爐系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障，以便及時采取防范措施。

2 高爐爐頂電氣控制系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)性能分析

2.1 自動熱風(fēng)爐系統(tǒng)

一般來說，高爐安裝3個熱風(fēng)爐，此熱風(fēng)爐通常要經(jīng)歷燃燒、換爐、送風(fēng)幾大環(huán)節(jié)。要想讓熱風(fēng)能夠快速、連續(xù)地流向爐內(nèi)，支持熱風(fēng)爐規(guī)律性地運(yùn)轉(zhuǎn)，就要對冷風(fēng)熱加工，通常采用預(yù)熱方式，這就體現(xiàn)了熱風(fēng)爐的功能和價值。熱風(fēng)爐通常有以下操作規(guī)律：全/半自動化操作、人工操作等。在整個的系統(tǒng)架構(gòu)中，熱風(fēng)爐全自動燃燒控制體現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在 ：能單獨針對某一爐體實施特性設(shè)置、性能設(shè)定，從而達(dá)到對爐體燃燒過程的全自動化控制，系統(tǒng)也兼具數(shù)據(jù)記錄、信息采集、查詢等功能，自動熱風(fēng)爐系統(tǒng)能夠細(xì)致、全面清晰地記錄熱風(fēng)爐的一些重要數(shù)據(jù)，例如 ：拱頂溫度、空氣流量等數(shù)值，以及相關(guān)數(shù)據(jù)的變化狀態(tài)等，也能動態(tài)、深入地監(jiān)測風(fēng)爐的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2.2 高爐本體控制系統(tǒng)

高爐本體主要包含以下結(jié)構(gòu) ：計算機(jī)系統(tǒng)、PLC 模塊、檢測儀表等。這些設(shè)備承擔(dān)著對整個高爐工藝參數(shù)、信息數(shù)據(jù)的采集、分析與調(diào)節(jié)、控制等功能，例如 ：計算機(jī)能夠記錄并呈現(xiàn)出高爐自身溫度、壓力等相關(guān)數(shù)據(jù)，同時，也能徹底呈現(xiàn)出熱工參數(shù)，形象清晰地呈現(xiàn)出各項工藝設(shè)備的形狀特征與圖形特點等，通過繪制并形成數(shù)據(jù)的歷史變化曲線，來展示高爐的運(yùn)行狀況、發(fā)展趨勢等，從中預(yù)測、判斷高爐的工作狀態(tài)、運(yùn)行狀況。同時，計算機(jī)系統(tǒng)也兼具風(fēng)溫的 PID 自動調(diào)控功能，能夠有效監(jiān)測爐體自身的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，通過設(shè)置 PID 參數(shù)，達(dá)到對 CRT 的靈活、高效調(diào)控，從而實現(xiàn)整個高爐本體系統(tǒng)的高效率、自動化運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 高爐爐頂供料系統(tǒng)

爐頂供料系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組建而成 ：上料卷揚(yáng)電機(jī)，布料傾動電機(jī)、探尺電機(jī)、布料旋轉(zhuǎn)電機(jī)等。根據(jù)高爐的體積大小，各類電機(jī)的功率也有所差異，例如 ：對于高爐體積達(dá)550m 3時，布料旋轉(zhuǎn)機(jī)功率高達(dá) ：11kW，探尺電機(jī)則達(dá) ：4kW。爐頂供料系統(tǒng)中的上料車，不僅選擇了變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，也增設(shè)同等容量的變頻器、切換柜，以此來從整體上維護(hù)供料系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，安裝的轉(zhuǎn)換開關(guān)，負(fù)責(zé)線路的變化、轉(zhuǎn)換，從而推動變頻器裝置在15s 內(nèi)逐漸走向在線運(yùn)轉(zhuǎn)，同時，爐頂供料系統(tǒng)內(nèi)部配置的多項設(shè)備，也能通過操作畫面來解鎖，采用 CRT 來實施手動調(diào)控，能夠維護(hù)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，更重要的是能夠為爐頂設(shè)備的保護(hù)與維修創(chuàng)造更便利的條件，在某種程度上實現(xiàn)了供料系統(tǒng)以及各項設(shè)備的安全、穩(wěn)定、長期運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 高爐爐頂系統(tǒng)的電氣控制功能概述

3.1 高爐爐頂系統(tǒng)電氣控制功能中的順序控制功能

高爐爐頂系統(tǒng)電氣控制具有順序控制的功能，確保設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中不會出現(xiàn)錯誤或失誤，從而穩(wěn)定設(shè)備的身材嘎哈年效率，實現(xiàn)其為企業(yè)創(chuàng)造利潤、實現(xiàn)發(fā)展的目的。高爐爐頂系統(tǒng)的工藝流程在一定程度上也代表著高爐爐頂系統(tǒng)電氣控制的順序控制功能，主要包括上密封閥、均壓閥、二次均壓閥、排壓閥、事故排壓閥、眼鏡閥、料流調(diào)節(jié)閥、下密封閥、布料溜槽、探尺及爐頂液壓系統(tǒng)、爐頂干油潤滑系統(tǒng)、爐頂傳動齒輪箱水冷卻系統(tǒng)、爐頂灑水系統(tǒng)等設(shè)備的順序控制。

3.2 高爐爐頂系統(tǒng)電氣控制功能中的調(diào)節(jié)控制功能

高爐爐頂系統(tǒng)電氣控制還具有調(diào)節(jié)的功能，具體包括料流調(diào)節(jié)閥的自學(xué)習(xí)控制、稱量料罐的均排壓控制、溜槽潤滑控制、布料溜槽傾動角度控制。通過使用高爐爐頂系統(tǒng)電氣控制的調(diào)節(jié)功能可以通過排壓控制和均壓控制來確保稱量料罐內(nèi)的壓力符合流程操作的要求，確保裝料過程的順利進(jìn)行；在高爐爐頂系統(tǒng)中，溜槽有一個可以實現(xiàn)潤滑的角度，只要控制溜槽下傾到該角度即可進(jìn)行潤滑，通過電氣控制功能的調(diào)節(jié)功能，可以智能化的對此進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保溜槽始終處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)的節(jié)能狀態(tài)；此外還有布料溜槽傾動角度控制以及料流調(diào)節(jié)閥的自學(xué)習(xí)控制都可以通過調(diào)節(jié)功能來實現(xiàn)。

3.3 高爐爐頂系統(tǒng)電氣控制功能中的布料控制功能

所謂的布料控制功能是指區(qū)別于正常布料方式（多環(huán)布料）的“點布料”、“點——環(huán)布料”、 “弧形——環(huán)布料”及“弧型布料”三種，控制主要依靠溜槽和料流調(diào)節(jié)功能來實現(xiàn)。點布料控制是指溜槽按照點布料方式下設(shè)定的旋轉(zhuǎn)停止位置和傾動停止角度，將原料定點布在爐內(nèi)指定位置上；弧型布料控制是指溜槽按照弧型布料方式下設(shè)定的旋轉(zhuǎn)停止左、右極限位置將原料以弧型面布入爐內(nèi)；點——環(huán)布料控制是指從型布料切換到單環(huán)布料的過程控制。

4 結(jié)束語

高爐爐頂系統(tǒng)的電氣控制功能是新時代下鋼鐵企業(yè)應(yīng)對時代發(fā)展和市場需求而推出的一種現(xiàn)代化設(shè)備，改造后的高爐系統(tǒng)較之以往具有流程操作塊、完工時間短、資源利用高等一些列的優(yōu)點，因此可以說是我國鋼鐵等資源利用型企業(yè)的一次技術(shù)突破。

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