炼铁高炉控制系统技术方案

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1、 高炉控制系统技术方案 1 高炉控制系统技术方案 1 设计概述 3设计概述 3 1.1 前言. 3 1.2 方案概述. 3 1.3 设计说明. 4 1.4 执行一览. 4 2 2 工厂概况 4工厂概况 4 2.1 设计任务. 4 2.2 设计原则. 4 2.3 一般技术条件. 5 2.3.1 气象条件 5 2.3.2 供货标准 5 2.3.3 机组主要设备组成 5 3 3 供电 5供电 5 3.1 高压配电系统. 6 3.2 低压配电系统. 6 3.2.1 高炉净环水泵房低压配电系统 8 3.2.2 高炉主控楼低压配电系统 11 3.2.3 高炉各电气室受电分电系统 12 3.3 不间断电源

2、UPS 13 3.4 供电系统设备供货清单. 13 4 4 主传动系统 . 13主传动系统 . 13 4.1 低压调速电机. 14 4.2 高压电机. 14 4.3 传动控制系统. 14 4.3.1 上料卷扬小车调速控制 14 4.3.2 东西探尺调速控制 16 4.3.3 布料器(溜槽)调速控制 . 17 4.3.4 高压电机传动控制 17 4.4 传动系统配置清单. 17 5 5 辅助传动及低压控制系统 . 17辅助传动及低压控制系统 . 17 5.1 交流电机. 17 5.2 其它低压配电设备. 18 5.2.1 低压配电和控制设备 18 5.2.2 低压配电设备 18 5.3 马达控制

3、中心（MCC） 19 5.3.1 设备描述 19 5.3.2 MCC 与基础自动化的接口 19 5.4 MCC 系统配置清单 . 20 6 6 基础自动化系统 . 20基础自动化系统 . 20 6.1 基础自动化系统控制操作方式. 20 6.2 基础自动化控制系统组成. 20 6.3 基础自动化系统控制功能. 21 6.3.1 控制功能概述 21 6.3.2 控制功能详细描述 22 6.4 基础自动化配置测点要求. 29 6.5 基础自动化系统配置方案. 30 7 7 测量装置、传感器和仪表系统 . 30测量装置、传感器和仪表系统 . 30 7.1 高炉本体主要检测和控制项目. 30 7.2

4、热风炉主要检测和控制项目. 30 7.3 布袋除尘主要检测和控制项目. 30 7.4 槽下称量主要检测和控制项目. 30 7.5 综合水泵房、冲渣泵房、铸铁机水泵房主要检测和控制项目. 31 7.6 鼓风机站主要检测和控制项目. 31 8 8 监控系统 . 31监控系统 . 31 8.1 系统概述. 31 8.2 HMI 设计规范 31 8.3 操作员站功能. 32 8.3.1 风机系统 HMI 主要功能 32 8.3.2 上料系统 HMI 主要功能 32 8.3.3 高炉本体系统 HMI 主要功能 33 8.3.4 热风炉系统 HMI 主要功能 33 8.3.5 布袋除尘系统 HMI 主要功

5、能 33 8.4 硬件和软件技术规格. 33 8.4.1 硬件技术规格 33 8.4.2 软件技术规格 34 9 9 操作台与操作箱 . 34操作台与操作箱 . 34 9.1 设备概述. 34 1010 辅助系统 . 35辅助系统 . 35 10.1 对讲系统. 35 10.2 通风和空调. 35 1 设计概述设计概述 1.1 前言前言 本技术规格书所述功能和设备是我方根据类似应用的工厂机组， 在我公司技 术人员十几年经验和供货基础上的工作结果。我们的目标是提供最适合本项目、 符合招标供货范围的方案。 根据我们的理解，我们应满足以下要求： ? 合理的、尽可能节约的投资成本 ? 高生产率和灵活性

6、 ? 生产可靠稳定 ? 产品有较好的质量保证 在本技术方案中， 贵方能了解我公司对本工程的基本思想以及我们的技术经 验。 1.2 方案概述方案概述 本套高炉控制系统的总体技术方案是以高性能工业微机、 可编程序控制器为 核心系统而构成的全分布式网络结构；根据同类钢铁企业所应用的成功经验，为 减少企业因产品性能质量问题而造成重复投资，加重职工维护维修的工作量，直 接影响到炉况稳定，从而对生产造成直接经济损失，因此在仪表选型上本着常规 仪表以国内高质量产品为主，特殊检测采用进口仪表的原则，对系统的关键设备 调节阀选用鞍山自控仪表集团股份有限公司电子式电动调节蝶阀； 称重传感器 及二次仪表选用余姚衡高

7、有限公司产品，要求同一规格的传感器的灵敏系数相 同；变送器选用 EJA 产品；布袋除尘检漏仪、粉尘浓度计选用青岛科联有限公 司产品；自立式调节阀选用鞍山自控仪表集团公司产品；拱顶红外测温仪选用天 津多泽公司产品； 传动系统以法国施耐德公司 ATV71 变频器和德国西门子 70 变 频器为核心，低压电气设备采用 GGD 型控制柜，内部元器件全部选用施耐德产 品符合 IEC947 标准，继电器选用欧姆龙产品并带指示灯，端子排选用菲尼克斯 产品，主母线选用铜排并涮锡。 。 电气部分的设计、生产原则上安全、实用、可靠为准，要满足工艺要求，达 到同期的先进水平。要严防因设计、生产商等原因造成的停产和设备

8、、人身事故 的发生。各馈线柜要考虑检修及临时变更电源，四路以上备用。总进线要求布置 合理，符合国标，并考虑检修电源容量，变频器柜要考虑散热。要把主卷扬的溜 车，减速点不减速和到位不停车，拉过位作为重点设计对象。如发生以上现象， 设报警和保护方式，严防拉过位现象发生。为更好的监控上料小车，采用主令控 制器信号为主控制，旋转编码器为位置跟踪及各种连锁检测保护。探尺要注意浮 尺和快速提尺的可靠性以及塌料时探尺快速提升保护。料车卷扬、探尺卷扬、布 料倾动上料系统、热风、布袋除满足基本工艺要求外还要满足设计院提出的工艺 要求。 1.3 设计说明设计说明 由于在准备报价书期间，某些数据和情况是假设的。因此

9、，若这些数据和情 况出现变化，我公司保留修正报价书的权利，必要时，可进行价格调整和技术调 整。 若在合同执行期间，出现系统或设备得到改进或开发的情况，我公司有权与 买方商洽后进行变更，对于我方集成采购的产品，我公司有权在与买方商洽后， 最终选择制造厂家、材料和种类，目的是使机组运行提高效能和产品质量，达到 更佳的运行效果和控制指标。 1.4 执行一览执行一览 我公司在本项目中，将提供以下领域的设备和功能： ? 高压电源配电系统 ? 传动系统 ? 辅助传动和 MCC 系统 ? 基础自动化系统 ? 仪器仪表系统 ? 监控系统 ? 操作箱与操作台 系统采用高性能的德国西门子公司 S7-300 系列产

10、品， 通过 HMI 人机接口和 控制柜、操作台、箱等设备实现自动化顺序控制和工艺控制。 系统主控 CPU 通过 ProfiBus 现场总线的方式与远程 IO 进行通讯， 目的在于 加快系统运行速度、减少布线量、便于现场就近接线、减少故障点、便于现场维 护。 本方案配置灵活，具有非常好的使用性，整体性能，完全体现了自动化领域 的国际先进水平。 2 工厂概况工厂概况 2.1 设计任务设计任务 设计本高炉项目的”三电”控制系统。 2.2 设计原则设计原则 (1) 总图布置做到工艺布置合理，紧凑，占地少，原料输入和产品输出流程顺 畅。 (2) 本工程要在总结同级高炉设计的基础上，有提高、有改进、有创新

11、。要求 关键工艺装备及工艺控制水平达到或超过目前国内同类型高炉的先进水平。 附属 设施经济实用、可靠、减少不必要的投资、以获得良好的经济效益。 (3) 设计中考虑充分利用地方资源，工艺流程及装备水平符合国家的行业政 策。 (4) 根据国家有关法律、 法规及有关行业标准做好环保、 防火和安全卫生工作， “三废”治理项目与主体工程三同时，符合国家环保要求的排放标准。 2.3 一般技术条件一般技术条件 2.3.1 气象条件气象条件 海拔高度 1000 米以下 厂外气温 -2045 厂内气温 050 电气传动室温度 1530 电气室和计算机室温度 1530 厂内湿度 6090%无凝 2.3.2 供货标

12、准供货标准 我方供货和服务项目符合各自的相关规程或与相当的安全规则，包括： ISO 国际标准化组织 IEC 国际电气技术委员会 其它 国家其它相关技术标准和货物厂家标准 2.3.3 机组主要设备组成机组主要设备组成 ? 原、燃料供应系统 ? 高炉本体及矿(焦)槽系统 ? 高炉上料及炉顶工艺设备系统 ? 荒煤气系统 ? 煤气布袋净化系统 ? 风口平台及出铁场系统 ? 热风炉系统 ? 水冲渣及冲渣泵房 ? 鼓风机站 ? 铸铁机系统 ? 高炉综合循环水泵房 ? 通风除尘设施 3 供电供电 ? 受电电压： AC10kV ? 配电电压： AC10kV ? 低压动力电压：AC380/220V ? 照明电压

13、：AC380/220V ? 控制电压：AC220V、DC220V、DC24V 要项目装机总容量（含高压负荷）为 6506KW，工作容量为 3867KW，计算 负荷为： ? 有功功率 Pjs =3210 kW ? 无功功率 Qjs=1368KVAR ? 视在功率 Sjs=3490KVA ? 功率因数 Cos=0.90 3.1 高压配电系统高压配电系统 根据工程用电负荷及供配电的合理要求，在高炉鼓风机站设一个 10kV 中压 配电室；在高炉区设一高炉中心变电所。10kV 供配电系统的 2 路电源分别引自 甲方上一级变电所两段不同的 10kV 母线，每一回路可满足 100%用电负荷。 高炉鼓风机站高

14、压配电系统单线图和高压配电室布置图如下： 3.2 低压配电系统低压配电系统 在高炉净环水泵房区域设置两台 500KVA 10KV/0.4KV 变压器和一个低压配 电室，供给高炉水处理系统和鼓风机站低压设备电源。 在高炉主控楼电气室设置 2 台 2000KVA 10KV/0.4KV 变压器和一个低压配 电室，供给高炉区域低压设备电源。 3.2.1 高炉净环水泵房低压配电系统高炉净环水泵房低压配电系统 3.2.2 高炉主控楼低压配电系统高炉主控楼低压配电系统 3.2.3 高炉各电气室受电分电系统高炉各电气室受电分电系统 高炉各主要设备的电气室，采用双路受电方式，两路电源均来自高炉主控楼 低压配电室

15、两段不同母线。从综合成本考虑，受电电源和分电断路器均采用施耐 德公司的产品。 序号 设备 型号和参数 数量 备注 序号 设备 型号和参数 数量 备注 一、高炉主控楼电气室 1 主控楼受电柜 380V 500KW 双路受电 1台 施耐德 2 主控楼分电柜 380V 500KW 1台 施耐德 二、高炉热风炉电气室 1 热风炉受电柜 380V 250KW 双路受电 1台 施耐德 2 热风炉分电柜 380V 250KW 1台 施耐德 三、高炉干式煤气除尘电气室 1 煤气除尘受电柜 380V 150KW 双路受电 1台 施耐德 2 煤气除尘分电柜 380V 150KW 1台 施耐德 四、高炉浊环水电气室

16、 1 浊环水受电柜 380V 500KW 双路受电 1台 施耐德 浊环水分电柜 380V 500KW 1台 施耐德 五、高炉铸铁机气室 1 铸铁机受电柜 380V 200KW 双路受电 1台 施耐德 铸铁机分电柜 380V 200KW 1台 施耐德 3.3 不间断电源不间断电源 UPS UPS 系统主要用于短期停电时对 PLC 系统和工程师站的数据保护。 ? UPS 系统可为下列设备供电： ? PLC 基础自动化系统 ? 直流传动系统的控制部分 ? 触摸屏 ? 操作员站 ? 工程师站 ? 部分 24V 直流电源 ? UPS 系统技术参数： ? 输入电压： 220V ? 频率： 50HZ ? 输出电压： 220V ? 额定功率： 3KVA ? 后备时间： 30min 3.4 供电系统设备供货清单供电系统设备供货清单 详见 15.1 高低压配电及电源设备清单。 4 主传动系统主传动系统 本项目将采用交、直流调速电机实现机组运行。 我公司在此项目中做出的交、直流传动方案，是采用施耐德、西门子的变频 器产品。 4.1