熱風爐自控系統(tǒng)設計與實踐

時間：2016-12-14作者：聊城雙能采暖工程有限公司瀏覽：206

? ?由于熱風爐使用高爐煤氣易造成煤氣中毒、火災、baozh等惡性生產(chǎn)事故，在控制系統(tǒng)的選擇上需要高性能、高穩(wěn)定性、控制算法靈活多樣的計算機控制系統(tǒng)。450M3高爐使用ABB公司的大型集散控制AC800F系統(tǒng)，該系統(tǒng)融傳統(tǒng)的DCS和PLC優(yōu)點于一體并支持多種**現(xiàn)場總線標準。它既具備DCS的復雜模擬回路調(diào)節(jié)能力、友好的人機界面（HMI）及方便的工程軟件，同時又具有與gaodangPLC指標相當?shù)母咚龠壿嫼晚樞蚩刂菩阅堋Ｏ到y(tǒng)既可連接常規(guī)I/O，又可連接Remote I/O及Profibus、FF、CAN、Modbus等各種現(xiàn)場總線設備。系統(tǒng)具備高度的靈活性和較好的擴展性，控制機柜供電、控制模件采用冗余設計，局部的故障不能影響現(xiàn)場設備安全運行。在現(xiàn)場設備控制參數(shù)中，設定故障狀態(tài)下的安全設定值，一旦出現(xiàn)大范圍的廠區(qū)停電、意外事故，控制系統(tǒng)按照安全模式進行工作。

高爐主控室設計了兩套CPU冗余設置，通過Profibus電纜連接遠程IO站，在熱風電磁站安裝機柜為遠程I/O站，利用CI830作為Profibus從站連接I/O子模件再連接到現(xiàn)場設備。

操作員站上的操作jiankong軟件DigiVis及工程師站上的組態(tài)調(diào)試軟件CBF是操作管理級必須的軟件?？刂普竞筒僮髡局g利用雙絞線連接，遵循TCP/IP協(xié)議。

每個熱風爐有四種狀態(tài)，分別為燃燒狀態(tài)、閉爐狀態(tài)、送風狀態(tài)和換爐狀態(tài)。每種狀態(tài)有九個閥（通冷切斷閥除外）的反饋綜合而得，在主畫面用不同顏色顯示各種狀態(tài)，直觀醒目。如果沒有達到預設的綜合狀態(tài)則在畫面顯示“閥位不正?！?，操作工確認并采取措施。

由操作臺執(zhí)行燃燒、閉爐、送風命令，在同一時刻只有一個命令有效。達到狀態(tài)后復位命令并且在畫面分色顯示，于是命令間轉(zhuǎn)換：燃燒←→閉爐←→送風。這樣必經(jīng)以下四種轉(zhuǎn)換過程：

1燃燒轉(zhuǎn)閉爐

首先煤氣調(diào)節(jié)閥反饋≤30，關高爐煤氣切斷閥，延時5秒開高爐煤氣放散閥，延時2秒關高爐煤氣燃燒閥，延時2秒關助燃空氣燃燒閥，延時1秒關煙道閥。例如關煙道必須同時有高爐煤氣切斷閥的關反饋、高爐煤氣放散閥的開反饋、高爐煤氣燃燒閥的關反饋和助燃空氣燃燒閥的關反饋且助燃空氣燃燒閥關位返回后延時1秒后才自動關煙道。

2送風轉(zhuǎn)閉爐

送風轉(zhuǎn)閉爐時必須判斷其他兩個是否送風，如果不是休風必須至少一個爐送風。關冷風閥，延時5秒關熱風閥。

3閉爐轉(zhuǎn)燃燒

開廢氣閥延時60秒且爐內(nèi)壓力 ≤ 5Kp，開煙道閥，延時5秒關廢氣閥，延時5秒開助燃空氣燃燒閥，延時2秒且助燃空氣調(diào)節(jié)閥開度≥40，開高爐煤氣切斷閥，延時后關高爐煤氣放散閥延時1秒，開高爐煤氣燃燒閥。

4閉爐轉(zhuǎn)送風

開充壓閥延時5秒且爐內(nèi)壓力與熱壓相等開熱風閥，延時1妙開冷風閥、關充壓閥 。

每執(zhí)行一步必須有前幾步的反饋且延時。每個閥的命令發(fā)出后在一定延時后仍無反饋則報警且不執(zhí)行下步。燃燒與送風之間必須是經(jīng)過閉爐，二者直接轉(zhuǎn)換不起作用。于是閉爐必須記住轉(zhuǎn)換前的狀態(tài)。而在執(zhí)行過程中為換爐狀態(tài)。

每個閥的反饋由該閥的到位信號和相反的到位信號的反取“與”關系得出。即開信號由開反饋信號和非關反饋信號構(gòu)成，關信號由關反饋信號和非開反饋信號構(gòu)成。例如：

同時當熱風爐處于某種狀態(tài)時，每個閥的開位與關位異或取反為該閥不正常。即該閥的開位和關位同時具備或同時沒有則不正常。

而只要有一個閥不正常則報警顯示，把每座熱風爐的9個切斷閥（通冷切斷閥除外）的每一個設備報警信號組合在一起，當每座熱風爐只要有一個閥的控制設備發(fā)出報警信號，該座熱風爐的所有設備將停止工作，按照預設的安全方案動作，從而避免安全事故。

九個閥的自動信號“與”后為整個爐的自動，每個閥的自動輸出必須有這個自動信號。

通過以上對**燃式熱風爐工藝特點及控制程序的簡述，結(jié)合內(nèi)燃式熱風爐加以對比分析，總結(jié)有以下各自特點：

（1）**燃式熱風爐有燒嘴，燃燒室在熱風爐**部。有通冷切斷閥和通冷調(diào)節(jié)閥，在送風過程中如果燒嘴溫度過高**限，畫面報警顯示提示操作工手動開通冷以降溫。而內(nèi)燃式的熱風爐沒有以上通冷各閥。

（2）內(nèi)燃式的熱風爐具有焦爐煤氣燃燒系統(tǒng)，包括焦爐煤氣切斷閥，焦爐煤氣放散閥、焦爐煤氣燃燒閥、氮氣吹掃閥和焦爐煤氣調(diào)節(jié)閥。在后煙道設有氧氣氣體分析儀，用以分析燃燒時其中的氧氣含量，實時調(diào)節(jié)燃燒的空氣、煤氣的比例。

（3）內(nèi)燃式的熱風爐利用煙氣換熱高爐煤氣，有兩座預熱爐直接加熱助燃空氣。**燃式熱風爐使用煙氣置換助燃空氣。

（4）內(nèi)燃式的熱風爐還具有冷風調(diào)節(jié)閥，用以自動實現(xiàn)“兩用兩備”的自動換爐。

通過以上**燃式熱風爐與內(nèi)燃式的熱風爐的縱觀比較，使我們對熱風爐控制系統(tǒng)有了較深入確切的了解。


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