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1、汽化冷却系统自动化,天津市连铸自控技术有限公司编制,概述：,汽化冷却和烟气净化系统是与转炉吹炼过程结合最为紧密的两个辅助系统，其工艺目的是降低转炉烟气的温度并利用汽化回收热量。控制的目标是高效和安全，而且高效要服从于安全。 汽化冷却系统的主要工艺设备有活动烟罩、固定烟罩、汽包、除氧器、给水泵、蓄热器和外送蒸汽系统。 本系统采用西门子S7-300型PLC对转炉汽化冷却的自动化控制，并使用WINCC监控软件实现重要的设备状态监控和操作记录以及重要数据的历史存档，为整个生产中出现的故障进行及时预警。,汽化冷却系统工艺图,标号说明,PV：调节阀； 例PV5111#汽包压力调节阀 XV：电动截止阀；例X
2、V5111#汽包放散阀 PT：压力变送器；例PT5111#汽包压力 FE：蒸汽流量； 例FE5111#汽包蒸汽流量 FET：水流量； 例FET5212#汽包补水流量 LT：液位检测； 例LT5111#汽包1#液位传感器 TE：温度传感器；例TE631复挡脱水器后温度 PdT：差压变送器；例PdT631一文前压力,第一部分：汽化冷却,汽化冷却系统流程 汽包水位的确定 汽包压力调节 蒸汽流量的计算 三冲量调节在转炉汽包给水系统中的应用 汽包水位的确定 补水泵与补水阀,PLC配置介绍,程序结构介绍,汽包水位的确定,每个汽包有4个液位变送器LT5X1、LT5X2、 LT5X3、LT5X4同时监测汽包液
3、位。,吹炼前汽包水位: -150mm -100mm 吹炼期间水位: 100mm 150mm,在系统中怎样选定水位信号？,在系统中怎样选定水位信号？,PLC程序中关于汽包水位的计算,汽包水位等于所有选定信号的平均值。 选定信号之间偏差大于一定值时，系统将发出液位传感器故障报警信号。 具体程序见FC21、FC22、FC33的第一段、第二段和FC4液位处理功能块。,FC4流程图,怎样计算液位？（fc4）,LT511、LT512、LT513、LT514任何两个参数之间的差值不小于50mm,液位正常,报警,怎样计算液位？（fc4）,1#汽包通过调用fc4处理液位,怎样判断液位传感器选择错误？,选择LT5
4、11,正 常,查看液位检测信号？,查看液位检测信号？,汽包水位调节,转炉处于兑铁、出钢等非炼钢阶段时，汽包水位波动很小，因此，只需根据水位设定值补水就可以了；而转炉处于炼钢阶段时，烟罩传给汽包的热量增加，致使汽包内的液体大量汽化将液位抬起，使水位虚假增高；另一方面，由于汽包出口蒸汽流量的突然增加也会造成汽包内压力的下降，使得汽包汽化量突然增多，水位也会上升造成假水位。 在炼钢生产中,保持汽包产汽量与汽包给水量的平衡,使汽包水位保持在相对稳定位置,保证汽包的安全使用是一个关键问题。,三冲量调节控制流程图,蒸汽流量,PID调节,加法器,汽包水位,给水流量,补水泵,由图可见，当系统稳定时，蒸汽流量和
5、给水流量相平衡，水位不变；当负荷变化时，蒸汽流量信号和给水流量信号经过加法器立即作用于补水泵。而由于负荷变化引起的虚假水位的变化，要经过调节器有滞后，给水量的增加正好克服了虚假水位的现象。,数学模型SP给水流量 = Q蒸汽流量 - K *H水位,不吹炼时，设定液位为-150mm,蒸汽流量为零。,FC11,FC11,吹炼时，设定液位为100mm,蒸汽流量突然增加时，补水量也随之变化；蒸汽流量稳定后，补水量随液位变化。,关于蒸汽流量的计算,根据质量流量与差压的关系得出Q=(Qmax*/0)*(p/pmax) 其中：Q：蒸汽流量；Qmax：孔板刻度流量，pmax：差压变送器量程；0工作温度下饱和蒸汽
6、密度；：当前密度；p：蒸汽流量压差。,计算蒸汽流量程序解读,从公式中可以看出，我们已知Qmax，pmax和工作温度下饱和蒸汽密度0；因此只需找出当前密度就可以了。我们知道饱和蒸汽的密度与压力是一一对应的，所以我们利用当前汽包工作压力，通过查表法可以得到当前密度。,fc2和db100：“蒸汽压力密度赋值表” fc1：查表程序，通过查表法计算当前密度 fc3：流量计算，根据数学模型计算蒸汽流量的具体程序,每隔10对应的蒸汽压力,每隔10对应的蒸汽密度,DB100,关于密度计算fc1,读取P和Pi,设当前汽包压力为P，从DB100中查到的x温度下的压力为Pi，对应的蒸汽密度为i；前次查到的x-10温
7、度下的压力为Pi-1，对应的蒸汽密度为i-1,PPi ？,读取Pi和Pi-1,地址+32读取下一温度段压力,N,Y,汽包压力调节,汽包压力调节,PT511,PT512,压力设定：,安全放散阀在汽包压力PT511大于设定安全压力时自动开启，也可通过按放散阀图标调出XV511画面手动操作。,汽包压力调节程序解读,fc21,补水泵与补水阀,补水泵与补水阀在系统中的分配,1#补水泵,1#汽包,XV561,3#补水泵,2#汽包,XV562,4#补水泵,3#汽包,XV565,XV563,XV564,XV566,补水泵变频器控制原理图,补水泵运行方式选择,机旁操作：机旁操作指在现场机旁操作箱操作启停，固定频
8、率运行，主要用于维修。机旁/集中操作选择开关在机旁操作箱上。 集中操作手动运行：集中操作是在主控室画面上操作，可进行手自动选择，也可设定变频器运行频率。 自动运行：选定自动运行后，将根据系统要求自动运行，并随时调节频率。,补水泵运行方式选择在画面上的操作,补 水 阀,补水阀操作全部在主控室屏幕上，吹炼前应将补水阀调整好。正常情况下，若3个汽包都运行的话，应将XV561、XV562、XV565打开，对应备用补水泵的XV563、XV564、XV566关闭；当需要启动备用泵时，系统自动切换相应的补水阀，也可提前手动切换。,用鼠标点按补水阀图标或标号调出操作画面，补水阀打开后图标显示红色。,补水泵与补
9、水阀部分的程序解读,fc11：1#补水泵； fc13：2#补水泵； fc14：3#补水泵； fc12：备用补水泵； fc15：补水阀；,关于1#补水泵程序,关于1#补水泵程序,关于1#补水泵程序,打开XV563,关于1#补水泵程序,关于补水阀程序fc15,关于补水阀程序fc15,关于补水阀程序fc15,关于补水阀程序fc15,第二部分：蓄热器,当烟道汽化冷却产生的蒸汽大于系统用汽量时，将多的蒸汽储存到蓄热器中；当烟道汽化冷却产生的蒸汽小于系统用汽量时，将由蓄热器输出蒸汽。正常工作时蓄热器水位不应低于总容积的50%，最高水位不能总容积的90%。,炼钢生产中转炉烟道汽化冷却产生蒸汽是间断的，但系统
10、用汽却是连续的；因此，当外网压力低于供热设定压力时，首先打开PV542从管网输送蒸汽，若热量不够再打开PV541从蓄热器中输送蒸汽。蓄热器压力大于设定值时，电动放散阀XV541打开；液位低于50%时XV542打开补水。蓄热器控制程序见fc19。,蓄热器控制原理,手动调节,第三部分：除氧器,软化水经过除氧器去除软水中的氧气和其他气体，再经补水泵供给汽包。我们要做的工作是控制除氧器液位在安全的范围内，并在需要时向除氧器补充蒸汽以使其达到工作压力下的饱和温度，得到最佳除氧效果。,由图可见我们应将水位控制在350mm到550mm之间，当水位低于250mm或高于650mm时要发出水位超限报警信号提醒操作
11、人员注意。,监控与调节,液位低于350mm时，打开调节阀PV552补水，液位高于550mm时停止补水。温度低于104时，且PT552PT551时打开调节阀PV551，向除氧器输入蒸汽。（fc17、fc18）,手动调节时，用鼠标点PV551或PV552，调出相应控制画面，选择手动方式，用拉杆调节。,第四部分：一次除尘系统,一次除尘系统所有监控数据均显示在汽化主控室监控画面上（1#除尘、2#除尘、3#除尘）。喉口调节可操作画面上的拉杆控制二文喉口开度，同时分别显示给定开度和实际开度反馈；每个转炉的平台加压泵的集中操作也可在此控制。,平台加压泵,平台加压泵为两地控制，操作点选择权在机旁操作箱。操作权
12、选择在就地时，操作机旁箱上的启停按钮运行；选择集中时在主控室一次除尘画面上操作。,平台加压泵程序解读,平台加压泵为两地控制，操作点选择权在机旁操作箱。操作权选择在就地时，操作机旁箱上的启停按钮运行；选择集中时在主控室一次除尘画面上操作。,第五部分：趋势记录曲线的使用,系统所有运行数据均在系统参数画面中显示，并且重要数据均有曲线记录。记录曲线全部在同一窗口内，通过不同的按钮，切换到相应得曲线上，曲线下部标明标明曲线的名称及颜色，曲线左侧标明曲线量程。,第四部分：信号隔离器,信号隔离器具有以下特点： 小型插装式构造的数字式信号隔离处理器 “输入-输出-电源”三者隔离 为现场变送器配电 将直流输入信号转换成隔离的标准过程信号 带电源显示灯 带输出信号零点和满度调整 可高密度安装,系统中用到几种信号隔离器,系统中用到几种信号隔离器,结 束,
