高炉冲渣粒化塔自动控制系统改造与应用.pdf

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1、PLC技术___r‘ajl炉冲渣粒化塔自动控制系统改造与应用娄海波，吕化军(山钢股份济南分公司炼铁厂，济南250101)[摘要]济钢某1750m3高炉新增#3铁口粒化塔原采用气体式液位计，粒化塔内渣水混合物频繁堵塞测压管路，导致PID调节因液位反馈值不准确而无法正常进行，造成塔内淤渣严重，粒化塔无法正常使用。对粒化塔自动控制系统进行升级改造，改由压力变送器测量液位，改造后效果明显。关键词高炉粒化塔液位计PIDPLC0引言PLC实现，PLC根据现场粒化塔内液位计反馈的液位值进行PID运算，运算结果(频率值)经4~

2、20mA电信号传送高炉炼铁生产中渣处理过程非常关键，铁水和铁渣一给高压变频器。同时，现场还有许多仪表监测量，包括粒起从高炉出铁口流出。铁水沿铁沟流入鱼雷罐运走，铁渣化头进水压力、事故粒化头进水压力、渣水泵回水管道压则经渣处理系统粒化、脱水处理后由冲渣皮带运走。济钢力、粒化塔内水温、高压变频电机轴承温度等。某1750m3高炉新增#3铁口采用粒化塔渣处理系统，铁本次粒化塔自动控制系统改造核心是液位计，用压力渣沿渣沟进入粒化塔后与冲渣水混合，粒化形成渣水混合变送器代替原气体式液位计。压力变送器采用测压管路与物，渣水混

3、合物再由渣水泵抽至脱水器脱水，完成渣处理阀门相结合的安装方式，既能实现测压管路气源自动吹过程。在冲渣粒化过程中，要求粒化塔内渣水混合物液位扫，又可实现人工手动清理，充分考虑到现场恶劣环境及保持在格子栅以上固定位置，渣水混合物液位过高则溢维护与检修的可操作性。改造后的粒化塔自动控制系统如流，过低则粒化效果差，甚至造成铁渣在格子栅上堆积，图1所示。循环回路堵塞，粒化塔停用，高炉被迫堵铁口，后果非常严重，因此控制粒化塔内渣水混合物液位恒定是保证粒化塔正常使用的关键。#3铁口粒化塔原采用气体式液位计，该液位计以氮气压力

4、与粒化塔底部水压之差为变量计算粒化塔内液位，然而粒化塔内渣水混合物频繁堵塞测压管路，导致液位测量不准确。针对上述控制缺陷，对粒化渣水环池塔自动控制系统进行升级改造，要求改造后的粒化塔自动控制系统既能克服现场渣水混合物的恶劣环境，又能准确1一手动检修球阀；2一反吹气动阀；3一仪表保护气动阀；4一压力娈透错；5一切断球阀；控制渣水泵泵水速度，进而准确控制粒化塔内渣水混合物6一格子栅；7一溘水泵；＆一反吹气源气动阀；9一氮气包；lO一粒化塔排污球阀；11一备用手动检修球阀；12_备用反吹气动阀；l3一备用仪表保护气动

5、阍；14一备用压力变送器；15一备用切断球阀：16_I高压变频电机；的液位。17一渣水溢流口；l8一溢流罐；19__溢流罐排污球阀；2o_I溢流灌水泵电机1控制系统组成及工作原理图1改造后的粒化塔自动控制系统示意图针对现场渣水混合物易堵塞取压管路情况，增加气体粒化塔设备系统包含粒化塔、粒化头、事故粒化头、反吹，并在程序中实现阀门自动控制，定期吹扫取压管液位计、渣水泵、高压变频电机、高压变频器、溢流罐、路。粒化塔液位计设立备用系统，在常用系统故障时，可PLC等装置，它是一套集高压变频调速、电气自动化控及时切换使用

6、。粒化塔内渣水混合物一旦堵塞常用液位计制、机械传动等于一体的复杂系统。粒化塔工作时间贯穿取压管路，PID控制参数中的液位反馈值便无法获得，此铁口从开到关的整个过程，工作时间长，稳定性要求极时将在用液位计切换至备用液位计即可维持PID控制，避高。#3铁口粒化塔使用原#1、#2铁口的冲渣系统，包免粒化塔停用、高炉被迫堵铁口事故的发生。括脱水器、运输皮带等设备。这个过程中，由一台400kW高压变频电机为渣水泵提供动力，该电机根据粒化塔内液2控制内容位调整转速，进而改变渣水泵泵水速度，从而保持粒化塔内液位恒定。电机转速

7、的调整根据高压变频器频率给定，粒化塔自动控制系统使用施耐德昆腾系列PLC完成变频器频率给定范围设定为25～50Hz。变频器控制由(下转第48页)收稿日期：2014-11-24作者简介：娄海波(1987一)，从事电气自动化工作。46lWWW．chinaet．netl中国电工网以太网与现场总线技术的系统，使用OPC通信及UDP数据协议通过s7—300PLC诊断页面，方便直观观察设备状态。控制器接收数据。由于电系统的控制有其自身的行业规3．4UDP数据通信约，远程操作有一定危险性，因此本系统只监测不控制。在Step7

8、编程中，利用系统功能FC6：AGRECV接收3技术实现UDP协议的数据包后进行数据转换。设置正确网络地址，即可实现以太网间服务器的通信。3．1s7．200PLC编程3．5oPC数据通信S7—200PLC主要用于开关量的采集与控制、模拟量的监控软件具有标准OPC接口时，将其设置为OPC采集。S7—200PLC编程中，对象参数模块化定义便于调Server；WinCC作为OPCClient。