高炉制粉区域仪控系统故障分析及改进

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1、冶金之家网站高炉制粉区域仪控系统故障分析及改进苏海东（山西太钢不锈钢股份有限公司，山西太原030003）摘要：以降低制粉区域仪控系统故障率为主线，通过故障描述和故障原因分析，最终确定磨机出口温度、气动阀轴与到位信号不同步等为关键影响因子，分别制定改进方案并进行DOE试验后找到最优值。改进后，故障率明显下降，表明采取的措施有效可行。关键词：制粉区域；仪控系统；故障率；DOE；试验；改进高炉新制粉系统最初设计主要是为新4350m3高炉所使用，但是由于新高炉的建设，将原喷煤系统拆除，因此现在主要是为1650m3和1800m3高炉提供煤粉（即试运行阶段—过渡阶段）。此系统在运行过程中，

2、仪表故障率极高，严重影响高炉的正常生产。由于新制粉系统自动化程度更高，增加了防错设计和联锁停车，因此为了给新4350m3高炉的投产做好必要的准备，高炉制粉区域仪控系统的改进项目显得尤为重要。1问题陈述统计表明：2011年7月—12月，新制粉的月平均仪控系统故障率为6.268%，且波动较大，最大的故障率达到8.468%，最小的故障率仅为3.248%。如果以故障率不超过3.8%为标准，那么就有83.3%的时间超过了这个标准。图1显示了这6个月的故障率统计情况。1）Y的定义：Y为仪控系统故障率。故障率=每月故障时间/每月总工作时间。缺陷为仪控系统故障率大于3.8%，测量方法：运行维护

3、中完成的原始记录（每月故障时间）。2）项目基线及目标的设定：项目的基线为每月6.268%，根据炼铁厂的要求将目标定为每月3.8%，以历史最好水平每月3.248%为潜在最佳值，提高81.7%，符合黑带项目目标70%~90%的提高原则［1］。2故障原因分析通过头脑风暴法对新制粉区域仪控系统进行原因查找，绘制树图来分析原因。通过树图共分3个层次进行原因分析，共得到9个末端因素，并且对这9个末端因素进行逐条确认，找出造成新制粉区域仪控系统故障率高的关键影响因素。关键原因有：取样探头煤粉多；取样探头易磨；加热器功能不完善；气动阀轴受力不均匀；气动阀轴与到位信号不同步；抽样气泵轴易断；除尘

4、设备质量差；除水设备质量差；现场设备振动幅度大。对以上9个末端因素进行一一分析确认之后，最终得出取样探头易磨、加热器功能不完善、气动阀轴与到位信号不同步、除尘设备质量差、除水设备质量差、现场设备振动幅度大这6条是根本原因。3实施改进3.1对分析仪取样探头磨穿的改进分析仪样气取样探头一直插入在磨煤机内，对磨机内样气进行取样，长时间经煤粉冲刷，导致探头外部不锈钢管磨穿，样气取样管内被煤粉堵塞，导致取样管内w（O）一直保持在冶金之家网站0.2%~0.3%，无法完成正常的检测，如果氧含量长时间超标，会导致爆炸事故。对取样探头更换其内部完整的不锈钢管，作为第一层保护；在不锈钢管表面进行处

5、理，增加抗压力强、热敏性好的耐磨材料，作为第二层保护；外部法兰按原法兰固定位置开孔，保证不漏气，使得样气取样正常进行，增加了取样管寿命，并且极大地降低了故障率。3.2对所有气动阀阀轴与转换开关脱离的改进制粉区域所用的卸灰阀、快充阀、冲压阀、放散阀都是气动阀，在运行过程中，如果气压一旦增大，就会造成阀轴与卡套之间的张力冲过极限，阀轴与卡套分离，导致经常出现开关到位信号不能正常回位，使得运行工不能正常操作控制生产。由于气动阀位置转换开关是塑料卡套，而它的连轴是金属，因此在气压大时出现滑脱现象，造成连轴与转换开关脱离。为此，将卡套与连轴之间0.5mm厚的铝塑板两端用AB胶粘为一体，保

6、证冲压阀轴与信号转动部位同时动作。3.3对抽样气泵轴频繁断裂的改进由于煤粉进入抽样气泵内，导致连泵轴附近经常有大量煤粉，使得泵在转动过程中负荷太大，使泵轴频繁断裂。为防止泵轴断裂，在泵前加装过滤装置，样气在除去煤粉和水分之后，再进入泵内，使得泵内保持干净的环境，从而有效解决了泵轴断裂现象。3.4对密封圈频繁老化的改进原来加热器一直加热，温度不断升高，使得密封塞内3层密封圈经常老化，导致煤粉进入样气取样管内，造成w（O）只能是0.2%~0.3%，不能进行正常分析。加热器增加温度控制器后，使温度保持140℃恒温，避免加热器持续加热，有效减少了密封塞内密封圈更换的次数。4对关键因子磨

7、煤机出口温度进行DOE试验通过分析得出：磨煤机出口温度值对新制粉仪控系统运行的影响是显著的；而下煤粉量、原煤湿度这两个参数对磨煤机的出口温度值影响比较大。我们要判断哪个因子的主效应显著？哪个因子的交互效应显著？什么条件下可以获得最佳的运行稳定性？需要通过DOE试验来得出结论。取2因子、2水平做DOE试验，见表1。准备做22全因子试验设计，试验重复4次，中心点选取4个（即4*22+4=20）试验。设计好20次试验后，分别试验得到20个磨煤机出口温度值。4.1参数试验设计分析首先从方差分析表中看