完整word版高炉热风炉的控制.docx
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完整word版高炉热风炉的控制
高炉热风炉的控制
1.概述
钢铁行业的激烈竞争,也是技术进步的竞争。
高炉炼铁是钢铁生产的重要工序,高炉炼铁自动化水平的高低是钢铁生产技术进步的关键环节之一。
炉生产过程是,炉料(铁矿石,燃料,熔剂)从高炉顶部加入,向下运动。
热风从高炉下部鼓入,燃烧燃料,产生高温还原气体,向上运动。
炉料经过一系列物理化学过程:
加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫,最后生成液态生铁。
高炉系统组成:
1)高炉本体系统
2)上料系统
3)装料系统
4)送风系统
5)煤气回收及净化系统
6)循环水系统
7)除尘系统
8)动力系统
9)自动化系统
高炉三电一体化自动控制系统架构:
组成:
控制站和操作站二级系统
控制内容:
仪表、电气传动、计算机控制自动化
包括数据采集及显示和记录、顺序控制、连续控制、监控操作、人机
对话和数据通信
2.热风炉系统
(1)热风炉系统温度检测
(2)热风炉煤气、空气流量、压力检测
(3)热风炉燃烧控制
(4)热风炉燃烧送风换炉控制
(5)煤气稳压控制
(6)换热器入口烟气量控制
(7)空气主管压力控制
热风炉燃烧用燃料为高炉煤气,采用过剩空气法进行燃烧控制,在规定的燃烧时间内,保持最佳燃烧状态燃烧;在保证热风炉蓄热量的同时,尽量提高热效率并保护热风炉设备。
热风炉燃烧分三个阶段:
加热初期、拱顶温度管理期和废气温度管理
⑴加热初期:
设定高炉煤气流量和空燃比,燃烧至拱顶温度达到拱顶管理温度后,转入拱顶温度管理期。
在加热初期内,高炉煤气流量和助燃空气流量均为定值进行燃烧。
⑵拱顶温度管理期:
保持高炉煤气流量不变,以拱顶温度控制空燃比,增大助燃空气流量,将拱顶温度保持在拱顶目标温度附近,燃烧至废气温度达到废气管理温度后,转入废气温度管理期。
在拱顶温度管理期内,高炉煤气流量为定值进行燃烧,助燃空气流量进行变化以控制拱顶温度。
⑶废气温度管理期:
依据废气温度逐渐减小煤气流量,同时以拱顶温度调节控制助燃空气流量,将拱顶温度保持在拱顶目标温度附近,至废气温度达到废气目标温度后,如果热风炉燃烧制选择为“废气温度到”,则燃烧过程结束;如果选择为“燃烧时间到”,则调节煤气流量减小到仅供热风炉保持热状态的需要,直到燃烧时间到时燃烧过程结束。
热风炉是烧炉、送风交替进行的,其循环周期根据高炉生产和送风制度确定。
例如,配备三台热风炉时可选择二烧一送模式,或半并联交叉送风的模式。
二烧一送的模式,其循环周期表如下:
1
2
3
4
5
6
1#炉
■I'EBnBSHnxnnsnnnTi'iEB11
2#炉
irinZvlnnwxnnBnnTiB
3#炉
•■■■a*■■■■■■■■jj
换炉燃烧和送风顺序可在控制系统中任意设定。
此外,也可以通过“手现行装料制度,设定重量,第三班结束时,打印全天各种物料消耗量。
热风炉控制:
(1)热风炉系统由三座热风炉组成,采用陶瓷燃烧器。
助燃空气采用集中供风的方式,设有二台助燃风机,其中一台工作,另一台备用,备用的助燃风机与风管道用切断阀隔开。
(2)正常情况下三座热风炉投入工作,采用“二烧一送”的工作制
度。
热风炉转换顺序由现场设定。
(3)特殊情况下,可以采用二座热风炉工作,即一座热风炉“燃烧”,另一座热风炉工作,采用“一烧一送”工作制度。
热风炉换炉操作:
(1)热风炉换炉操作
通过热风炉阀门开关的顺序转换,实现热风炉的换炉操作。
即完成热风炉由“燃烧”转“送风”和“送风”转“燃烧”的转换。
其换炉操作方式有全自动、半自动和手动操作三种方式。
(2)全自动操作
热风炉按换炉设定条件(例如以时间为设定),自动完成换炉过程中各阀门的顺序动作,各阀门动作严格按顺序进行,保持一定的连锁关系。
(3)半自动操作
当需要进行换炉时,人工发出一个换炉指令,此后热风炉将自动完成换炉过程中各阀门的顺序动作,各阀门的动作保持一定的连锁关系。
手动操作,设下面二种方式:
手动集中操作:
——在操作室内人工手动操作各阀门的动作,以完成换炉,各阀门的动作保持一定的连锁关系。
机旁手动操作——人工在机旁操作各阀门的动作,各阀门之间解除连锁关系。
此方式只有在检修和单体试车时使用。
热风炉操作显示:
热风炉操作室内设有热风炉系统的彩色显示器画面显示,其主要内容
应有:
(1)操作方式选择画面;
(2)热风炉系统画面;
(3)1号热风炉画面;
(4)2号热风炉画面;
(5)3号热风炉画面;
(6)热风炉事故监控画面。
在热风炉画面中应显示各阀门的开/并状态,和热风炉所处的状态(送风、燃烧、闷炉等)。
热风炉的热工参数。
助燃风机的开/停等等。
热风炉换炉过程中各阀门的开关程序:
(1)热风炉由“燃烧”转为“送风”状态当换炉指令到达后:
1启动液压系统,使液压系统工作正常。
2各阀门的动作顺序为:
关煤气调节阀T关煤气切断阀(同时停止着火检测的工作)T关空气调节伐T关空气切断阀T关煤气燃烧伐(同时打开煤气放散阀T关烟道阀,此时热风炉处于“闷炉”状态。
)7开冷风充压阀进行均压T冷风阀前后压差达到规定值后,开热风伐7全开冷风阀。
热风炉进入
送风”状态
(2)热风炉由“送风”转为“燃烧”状态(三座热风炉工作时)接到换炉指令后,本热风炉各阀门的动作顺序为:
关冷风阀(同时关充风阀)7关热风阀(此时热风炉处于“闷炉”状态)T开废气伐7(热风炉均压)7烟道伐前后压差到达规定值后,开烟道伐7关废气阀7开煤气燃烧阀(同时关闭煤气放散阀)7开空气切断阀7开煤气切断阀7小开空气调节阀7小开煤气调节阀7已着火7开空气调节阀7开煤气调节阀,热风炉由“送风”转为“燃烧”状态。
上述过程中在煤气调节伐打开延时后(此值可调),如无着火信号,即关闭煤气切伐阀和煤气调节阀,并发出报警信号。
着火信号可由燃烧室炉墙温度来判断。
例如判断煤气着火可设定燃烧室炉墙温度大于700〜800C左右(此时由现场调整)。
特殊情况下,只有两座热风炉工作时,采用“一烧”,“一送”的工作制度,换炉时,首先将“燃烧”状态的热风炉转换成“送风”状态,其阀门动作程序为:
当换炉指令到达后启动液压系统,使液压系统工作正常。
关煤气调节阀7关煤气切断阀7关空气切断阀7关空气切断阀7同时打开助燃空气放散阀7关煤气燃烧阀(同时打开煤气放散阀)7关烟道阀7开冷风充压阀进行均压7开热风阀7全开冷风阀。
热风炉进入“送风”状态。
此后将原来“送风”状态的热风炉转换成“燃烧”状态。
热风炉由“送风”状态的热风炉转换成“燃烧”状态热风炉由“送风”转“燃烧”的阀门动作程序为:
关冷风阀和冷风充压阀T关热风阀—开废气阀T烟道阀前后压差到达规定值后,开烟道阀T关废气阀T开煤气燃烧阀,同时关闭煤气放散阀T开空气切断阀T开煤气切断阀T关助燃空气放散阀T同时小开空气调节阀T小开煤气调节阀T已着火,开空气调节阀T开煤气调节阀,热风炉由“送风”转为“燃烧”状态。
热风炉控制系统满足炼铁工艺的要求热风炉的换炉操作必须按照“阀门动作顺序”进行,前一阀门动作未完成之前,后一阀门不能提前动作。
前一阀门动作到位后,才进行下一阀门的动作。
换炉信号到来时,首先要将“燃烧”到期的热风炉由“燃烧”转换成“送风”状态,然后再将“送风”的热风炉转换成“燃烧”状态。
“燃烧”转“送风”的热风炉的冷风阀和热风阀未打开前不允许关闭原先“送风”热风炉的冷风阀和热风阀。
“送风”转“燃烧”的热风炉,当燃烧室炉墙温度低于规定值时,不允许打开该炉的煤气调节伐和煤气切断阀。
在“送风”转“燃烧”的过程中,如果煤气调节伐小开以后延时后,
若无着火信号,则立即关闭煤气切断和煤气调节伐,并发报警信号在下列情况之一时,处于“燃烧”状态的热风炉应关闭煤气切断阀和煤气调节阀,并发报警信号:
1燃烧期燃烧室炉墙温度低于设定值;
2煤气主管压力小于0.0025MPa(此值可调)
3助燃空气主管压力小于0.0025MPa(此值可调)
若冷风主管压力下降,当压力v0.1MPa(此值现场可调自动关闭
混风切断阀;当冷风主管压力回升到0.1MPa以上时,自动打开混风切断阀。
(倒流休风时除外)各热风阀和混风切断伐未关时,不允许打开倒流休风伐。
倒流体风伐未全关时,不能打开热风阀和混风切断伐。
热风炉由“燃烧”转“送风”时,冷风伐开启前应先开充风阀一定时间,待伐前后压力为v0.001MPa(此值可调),冷风伐才全开。
烟道阀打开前,其伐前后的压差应达到低于设定值。
当阀门故障时,应发出报警信号。
当高炉需要“休风”时,其倒流休风程序如下:
启动液压系统的油泵并使液压系统进入正常工作状态。
关混风切断阀。
3关送热风炉的冷风伐。
4关送热风炉的热风伐、开废气伐。
5开倒流休风伐,显示“倒流休风中”
6停止油泵
当高炉需要复风时,其操作程序:
1启动油泵至工作正常;
2关倒流休风伐;
3关原送风炉的废气伐;
4开原送风炉的充风阀进行均压;均压到设定值;
5均压后全开热风伐,接着全开冷风伐;
6开混风切断阀,显示该热风炉“复风”。
热风炉的换炉指令可由以下二种方式之一发出:
1按设定的时间发出换炉指令;
2按混风调节阀关闭后发换炉指令。
其它:
◎风炉主要阀门设备为液压传动(调节阀为电动),设有热风炉液
压站。
热风炉控制系统设在热风炉控制室内。
阀门状态和所有热工参数由CRT画面显示,。
操作通过键盘完成。
机旁设手动操作箱供检修和设备调试时用。
@混风调节阀,煤气支管调节阀、空气支管调节阀和助燃风机前的进
风压力调节阀,助燃风出口放风阀采用电动执行机构。
(3助燃风机一用一备,手动启动。
一般为连续工作制。
需要时手动停
机。
热风炉加热的自动调节
(1)热风炉控制系统与布袋除尘控制系统设在同一控制室内。
(2)煤气主管压力自动调节,要求压力在6000至6500Pa之间调节。
(3)燃烧自动调节,即空气支管空气流量根据煤气支管流量和确定的空燃比自动调节,煤气支管流量和空燃比由操作员设定。
(4)空气主管压力自动调节——在助燃风机吸风管上设压力调节伐,使空气主管压力稳定在5000至7500Pa的范围内的设定值上。
设定值由操作员设定。
(5)热风炉拱顶温度控制——当拱顶温度上升到规定值时自动增大空燃比,使拱顶温度保持在规定值,若温度继续上升则要求声光报警。
(6)热风炉废气温度控制——当废气温度上升到规定值时自动减少煤气支管的煤气量。
(7)热风温度控制——通过调节混入冷风量来保证热风温度稳定。
12。
高炉生产流程简图
壽炉生产流程简图
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