宣鋼2號回轉窯除塵系統優化與應用

樊加樂

摘 要：宣鋼2號回轉窯除塵控制系統全部是手動控制，在生產大約半年的過程中，鏈篦機內側及風機系統內的耐火材料損壞嚴重，通過數次定修對上述兩處的耐火材料進行了修補，工耗能耗損失巨大，嚴重制約現用球團系統的正常運行；球團礦的成品質量也出現數據波動，球團礦的顆粒硬度及入爐后熔點與計算不符，給爐況及焦比控制帶來影響。此次系統升級涉及到的程序優化內容、設備模件的增刪修正方式，在其他生產設備中均可通用，符合宣鋼回轉窯生產需求。項目實施所用設備選型主要考慮與1號回轉窯自控設備可實現互替，來節約備件費用。并且其中部分功能的實施可通過程序編輯優化實現，不需要材料費用的投入。在方案實施過程中，通過反復模擬試驗和實際運行，證實其可行且穩定，具備在線使用條件。

關鍵詞：除塵系統；易控；CPU；西門子

OPTIMIZATION AND APPLICATION OF DUST REMOVAL SYSTEM FOR XUANGANG ROTARY KILN

Fan Jiale

（Hegang Group Xuangang Environmental Protection Center，? ? Xuanhua? ? 075100，China）

Abstract：The transformation and optimization of the stepper machinery of the heating furnace. The dust removal control system of the No.2 rotary kiln at Xuangang is all manually controlled. During the production process of about half a year， the refractory materials inside the grate and fan system were severely damaged. The refractory materials at the above two locations were repaired through several regular repairs， resulting in huge losses in labor consumption and energy consumption， severely restricting the normal operation of the current pellet system; The quality of the finished product of pellets also fluctuates， and the particle hardness and melting point of pellets after entering the furnace do not match the calculation， which affects the furnace condition and coke ratio control. The content of program optimization and the method of adding， deleting and modifying equipment modules involved in this system upgrade can be used in other production equipment， which meets the production requirements of Xuangang rotary kiln. The selection of equipment for project implementation mainly considers the possibility of mutual replacement with the automatic control equipment of the No.1 rotary kiln to save spare parts costs. And the implementation of some of these functions can be optimized through program editing， without the need for investment in material costs. During the implementation process of the plan， it was confirmed through repeated simulation experiments and actual operation that it is feasible and stable， and has the conditions for online use.

Key words：dust removal system；easy to control；CPU；siemens

0? ? 前? ? 言

宣鋼2號回轉窯球團環境除塵系統采用德國西門子公司S7-300控制系統，其CPU型號為315-2DP，整個控制系統有1套CPU實現控制，采用集散控制系統理念，既集中控制，分散采集。由于原生產中的設計缺陷，在綜合了原設計思路的基礎上，利用原易控組態軟件實現新的控制模式及動態連鎖，建立了編程快速及操作簡便的可視畫面；通過對控制程序的編制、優化、修改多種生產需要但原設計缺乏的功能；通過增加供電冗余設備保障系統運行穩定，降低運行故障風險的總體設計改造思路，以上設計實施后預計系統將得到全面優化。

1? ? 改造技術方案

1.1? ? 控制程序的編制要點及各系統調試

1.1.1? ? 進料階段

進除塵灰時，進氣閥和出料閥關閉，進料閥與平衡閥呈開啟狀態，倉泵內部與灰斗連通，飛灰借重力和灰斗進氣作用落入倉泵內，當倉泵料位高至使料位計發出料滿信號，或按系統進料設定時間控制（可在上位機處實現崗位人員調節），進料閥，平衡閥關閉，進料階段結束。

1.1.2? ? 加壓流化階段

進除塵灰階段完成后，系統自動打開進氣閥，經過處理的壓縮空氣經過流量調節閥進入倉泵底部，穿過流化錐后使空氣均勻包圍在每一粒飛灰周圍，同時倉泵內壓力升高，至設定壓力時系統定時打開出料閥，由主管道吹掃。加壓流化階段結束，輸送階段開始。

1.1.3? ? 輸送階段

出除塵灰時，出料閥打開，此時倉泵進氣閥繼續進氣，助吹氣閥打開，以便氣灰混合物通過出料閥進入輸灰管，灰始終處于邊流化邊進入輸送管道進行輸送，當倉泵內灰輸送完后，管路壓力下降，可由操作畫面上的壓力直觀判斷。倉泵內壓力降低，當倉泵內壓力下降至工藝要求壓力（該數值可由崗位人員自行調節）時，輸送階段結束，進氣閥和出料閥保持開啟狀態，進入吹掃階段。

1.1.4? ? 吹掃階段

進氣閥和出料閥保持開啟狀態，壓縮空氣吹掃倉泵和輸灰管道，定時一段時間后，吹掃結束，關閉進氣閥，待倉泵內壓力降至常壓時，關閉出料閥。進入等待階段。

1.1.5? ? 等待階段

所有閥門關閉，等待時間到，打開進料閥，平衡閥，進入進料階段。至此，系統完成一個輸送循環，全自動進入下一個輸送循環。

1.2? ? 監控畫面編制及硬件配置的結構

監控上位機軟件是易控組態控制軟件，具有美觀的HMI（人機接口界面）和面向對象的圖形開發環境，能夠高效、快捷地配置用戶的應用程序。其在穩定性，開放性，網絡功能，數據庫功能等方面都具有很大的優越性。使用易控開發的監控畫面包括顯示系統工藝過程的主畫面等監控畫面，以及報警、歷史曲線、實時曲線和報表等。以電氣設備操作監控分為主，按生產工藝流程排布畫面格局，背景及設備動態等諸多顯示均參照操作人員意見進行程序編制。操作人員要實現某一設備啟動，將移動鼠標至該設備處，既可點開設備操作面板，點擊啟動并確認后可啟動該設備。或在整體料線模式下，對整條料線設備進行全線啟車操作。

畫面分為主引風機除塵畫面、耐熱風機除塵畫面、100 m2除塵畫面、歷史曲線等畫面，畫面內容豐富操作簡單。

1.2.1? ? 應用趨勢服務

趨勢是現實生產中重要的歷史依據，對數據的統計、設備的運行狀況、故障查找，提供了準確的依據，并對球團礦的生產過程實施全面監視，有助于球團物料的配比、參數控制。易控組態趨勢采集授權點數多少對于計算機性能及容量有很高要求，設備提供商選購的操作員站無法滿足趨勢采集要求，生產所需趨勢數據寵大，必須建立趨勢服務器一臺并編制程序畫面，如圖1、圖2。

1.2.2? ? 開發報警及系統參數設定服務

報警是生產中重要的生產數據，對生產的順行、設備的運行狀況、故障排除，提供了準確的依據，并對球團除塵的生產過程，實施全面監視，有助于回抽系統的運行、參數控制，如圖3。

1.3? ? 電源系統的升級

1.3.1? ? 過程站及操作員站增加裝冗余電源

CPU及網絡設備是自動化控制中至關重要的設備，它的正常運行直接影響到生產的穩定運行，但原有設計未設計雙路供電，只能單路供電，會出現該路供電故障時整個通訊中斷，導致生產中斷。

現增加一路市電，與原有市電分別從兩個變壓供入加大電源系統抗干擾能力，從而避免事故再次發生。

1.3.2? ? 互投裝置的使用

PLC的正常運行需要電源系統的穩定供電，若電源系統出現故障將導致整個PLC系統運行異常，使崗位操作人員失去對現場的監控權。原有的供電系統為市電接入UPS中，再由UPS供到PLC機柜中，這種設計方式雖然能避免市電的波動，造成對自控系統的影響，但不可避免UPS本身故障的發生，造成對整個自控系統的斷電。為避免該事故的發生，我方技術人員在UPS輸出后增加了一套接觸式互投裝置，該裝置以市電供電為主，UPS供電為輔，當UPS發生故障時，沒有電壓輸出且市電正常，將快速切換到市電直接供電方式，當UPS故障恢復時將自動切換到UPS供電。

1.4? ? ?除塵系統網絡結構

回轉窯除塵系統建成投產之后，CPU及主引風機遠程箱放置于二期主控室焙燒電磁站內，而其他兩套遠程控制站分別在100 m2及成品倉下崗位休息室內。這就需要將所有的控制設備的網絡系統接入到除塵操作員站內，而三套控制設備通訊距離太遠，必須通過光纖及DP協議通訊結合的方式才可將所有設備進行有效連接，實現控制。

2? ? 改造效果

回轉窯除塵系統優化改造完成至今，自動化運行率達到99%，是宣鋼球團穩定運行，實現大型化、集約化的有力保障，為球團礦的品質和產量提高夯實了基礎，將宣鋼的球團生產系統水平提升到同行業中的先進水平，是宣鋼向自動化生產發展邁出的關鍵一步，該項目的改造方法在同行業中都具有很好的借鑒和推廣價值。

3? ? 結? ? 語

對回轉窯除塵系統的升級措施，均是在參考了宣鋼公司已有生產維護經驗的基礎上，對照目前同類設備系統的先進使用方法，結合生產廠實際需要，綜合考慮成本、技術水平、實施環境等因素完成的，主要技術有對球團生產工藝的摸底掌握、對原有除塵設備操作流程及工藝環節掌握、對易控軟件的研究應用，將原有優質的網絡結構應用該項目中等多項措施理論都屬中控領域前沿技術。控制系統的獨立開發制作，具有很高的推廣價值。

參考文獻

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