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1、xx 钢铁公司制煤喷煤自动检测控制系统技术方案 自动检测控制系统技术方案 1目 录1前言2工艺流程3系统自动检测控制功能规格31 温度检测控制部分32 压力检测控制部分33 流量检测控制部分34 称重检测控制部分35 氧气含量检测控制部分36 料位检测控制部分4制煤仪控系统控制功能规格5制煤电气系统控制功能规格6喷煤仪控系统控制功能规格7喷煤电气系统控制功能规格8PLC 软件功能规格9 监控功能规格10操作室设备布置 自动检测控制系统技术方案 21前言 高炉喷煤项目的实施将带来提高高炉煤比和高炉利用系数、节焦降耗、改善环保等方面显著的经济效益和社会效益。其中自动控制系统是保证设备安全稳定运行、
2、技术指标达标，提高自动化操作水平的关键环节。高炉制煤、喷煤自动检测控制系统的设计遵循先进性与实用性相结合的原则，充分考虑到满足设备控制要求，完善测量功能，在检测元件选型方面适应制煤、喷煤工艺气粉混合测量和煤粉易燃爆的特点，具有测量准确、维护量小、防爆、使用寿命长等优点。控制系统采用性价比适中的西门子 S7-300 PLC 控制器，完成工艺过程的数据采集和自动控制，监控部分选择国内应用广泛的研华工控机以及 WINCC 图形软件做上位操作站，它具有适于工业环境，抗干扰性好，可靠性高，价格较低等特点，通过操作站实现工艺过程人-机对话，各类数据处理和管理，集中监控功能，提高自动化操作水平。2工艺流程：
3、本项目采用制粉与喷吹一体化直接喷吹短流程。21 制煤系统制煤系统将烟煤和无烟煤的混合配料后由原煤皮带上料至原煤仓，通过可调给煤机将原煤装入中速磨。原煤在中速磨内经过干燥气烘干和中速磨的研磨后，合格的煤粉在引风机产生的负压风的吸引下，经过粗粉分离器筛分后进入布袋收粉器，布袋反吹后落入煤粉仓，至此制煤过程完毕。22 喷煤系统喷吹系统采用两列并罐系统，喷吹总管加分配器方式。设置两列完全一样的喷吹系统，两套系统交互使用，保证喷煤连续进行。两列并罐系统的投资与一列串罐系统相当，优点是可实现准确计量，在故障情况下还可实现单列间断喷煤。并罐喷煤工艺如图 1。并罐喷煤系统原理图 自动检测控制系统技术方案 3各
4、阀功能为：上钟阀、下钟阀：用于为喷吹罐加煤，因为需要在喷吹罐安装电子秤，所以安装了两个钟阀，在两个钟阀之间安装软连接。充压阀、罐松料阀：充压阀位于喷吹罐顶端，用于为喷吹罐充压；罐松料阀位于底端，同时具有充压和松料作用。两个阀可根据现场情况结合使用。下放散阀：用于泄放罐内压力。上放散阀：用于泄放上下钟阀之间的软连接处的压力。下钟阀不可能绝对关严，喷吹罐内充 压时，上下钟阀之间的软连接处就会存在一定的压力，对称量造成很大的干扰。假设软连接直径为 500，软连接处压力为0.1MPa(喷吹罐正常压力为 0.40.6MPa)，喷吹罐将承受 1.96t 的压力，即罐称重显示增加 1.96t。由于上下放散阀
5、共用一根放散管，在放散罐内压力时需关闭上放散阀，防止放散管内气体通过上放散阀进入软连接处。给煤阀：煤粉经此阀送往混合器，与压缩空气混合后送往高炉。切换阀：切换两个喷吹罐交替喷煤。仓松料阀：如果加煤时下煤不畅，则通入压缩空气松动仓内煤粉。喷煤自动控制系统主要是控制电磁阀的开关，在理想状况下系统的动作为一个循环过程。初始状态为下放散阀开，其它阀全关，喷煤的全过程如下：开下钟阀开上钟阀加煤关上钟阀关下钟阀关下放散阀开上放散阀开充压阀、罐松料阀压力达到设定值后关充压阀、罐松料阀开切换阀开给煤阀正常喷煤(开关充压阀、罐松料阀稳定罐压)罐空后关给煤阀关切换阀关充压阀、罐松料阀开上放散阀开下放散阀压力泄放完
6、毕后回到初始状态在当前喷吹罐空时，先将另一罐投入喷吹状态，共同喷吹 30 秒，再将空罐泄压加煤。3系统自动检测控制功能规格31 温度检测控制部分(共计 23 点)燃烧炉温度检测 1 点，K 型热电偶，测量范围 0-1200,CRT 显示燃烧炉出口温度检测 1 点，K 型热电偶，测量范围 0-800,CRT 显示磨煤机入口温度检测 1 点，K 型热电偶，测量范围 0-500,CRT 显示热风炉废气燃烧炉入口温度检测 1 点，K 型热电偶，测量范围 0-300, CRT 显示磨煤机原煤入口温度检测 1 点，PT100，测量范围 0-100,CRT 显示磨煤机润滑油温度检测 1 点，PT100, 测
7、量范围 0-100，CRT 显示除尘器入口温度检测 1 点，PT100，测量范围 0-200，CRT 显示除尘器出口温度检测 1 点，PT100，测量范围 0-200，CRT 显示煤粉仓上部温度检测 2 点，PT100，测量范围 0-200,CRT 显示煤粉仓下部温度检测 4 点，PT100，测量范围 0-200,CRT 显示4 个喷吹罐温度检测 4 个，PT100，测量范围 0-200,CRT 显示 自动检测控制系统技术方案 4减速机推力轴承温度检测 4 点，PT100，测量范围 0-100，CRT 显示减速机输入端轴承温度检测 1 点，PT100，测量范围 0-100，CRT 显示32 压
8、力检测控制部分（共计 15 点）燃烧室压力检测 1 点，CRT 显示，测量范围-25002500Pa，CRT 显示磨机入口压力检测 1 点，CRT 显示，测量范围-2500500Pa ，CRT 显示。燃烧炉入口废气压力检测 1 点，测量范围-40004000Pa，CRT 显示。磨机压力检测 1 点，测量范围 01MPa，CRT 显示。磨机出口压力检测 1 点，测量范围-10KPa-0Pa，CRT 显示除尘器出口压力检测 1 点，测量范围-10KPa-0Pa，CRT 显示压缩空气罐压力检测 2 点，测量范围 01.6Mpa， CRT 显示，就地显示仪表4 个喷吹罐压力检测 4 个，测量范围 01
9、MPa，CRT 显示，就地显示仪表喷吹管道压力检测 3 个，测量范围 01MPa，CRT 显示33 流量检测控制部分（共计 7 点）2 个皮带秤给煤流量检测 2 个，CRT 显示给煤机给煤流量检测 1 个，CRT 显示高炉空气流量检测 4 个，测量范围 0400m3/h， CRT 显示34 称量检测控制部分（共计 5 点）煤粉仓重量检测 1 点，测量范围 0200t,CRT 显示4 个喷吹罐重量检测 4 个，测量范围 030t，CRT 显示35 氧气含量检测控制部分（共计 2 点）磨机入口氧气检测 1 点，CRT 显示 除尘器出口氧气检测 1 点，CRT 显示36 料位检测控制部分（共计 1
10、点）原煤仓料位检测 1 点，测量范围 07m, CRT 显示4制煤仪控系统控制功能规格41 制煤仪控系统制煤仪控系统包括 2 套调节系统，主风机入口风量调节系统、热风炉废气风量调节系统。每套调节系统在上位机进行阀位设定，程序自动进行调节阀阀位控制。 自动检测控制系统技术方案 542 烟煤和无烟煤自动配比控制重 量 设 定 智 能 PID变 频 控 制 器 皮 带 电 机皮 带 称重 量 反 馈重 量 设 定 智 能 变 频 控 制 器 皮 带 电 机皮 带 称重 量 反 馈自动配比控制原理图从图 2 中可以看出，烟煤和无烟煤自动配比控制为单回路闭环调节系统。皮带称采集现场的重量信号并传送到智能
11、调节器（PID）中，智能调节器将重量信号作为反馈信号与烟煤和无烟煤给定值进行比较运算后将调节量输出到变频器，变频器将调节量作为变频调速系统的输入。当使用重量增大时，此时通过智能PID 调节，调节量减少，变频器输出频率将减少，使电机转速也随之减少，重量减少，反之亦然，从而保证烟煤和无烟煤配比稳定。重量设定值可采取三种方式：1、烟煤和无烟煤重量各自设定 2、烟煤和无烟煤重量只设定一个，同时设定配比值，自动计算另一个的重量 3、设定烟煤和无烟煤的总料批以及配比值。5制煤电气系统控制功能规格51 除尘器脉动反吹控制部分除尘器带有 14 个反吹电磁阀，上位机人工进行每个阀的启动时间和间隔时间的设定,根据
12、 PLC 顺控程序，定时吹扫布袋。52 制煤机组电机控制521电机设备包括： 1#、2#混煤仓激振电机 2 台，1#、2#混煤仓壁振动器电机 2 台，原煤仓壁振动器电机 1 台，原煤主皮带电机 1 台，空气助燃风机电机1 台，除铁器电机 1 台，布袋反吹风机电机 1 台，布袋脉动风机电机 1 台，钢性叶轮给料机电机 1 台，煤粉仓壁振动器电机 1 台，主排粉高压电机 1 台，中速磨高压电机 1 台，热风炉废气引风机电机 1 台。制煤机组电机启/停控制进计算机，选择“自动”方式时，电机的启动停止由控制室 PLC 发出的指令控制，操作员可在计算机操作站画面上用键盘或鼠标选择各设备的运行方式，电机启
13、停状态也同时在计算机操作站画面显示。522电气联锁:1. 中速磨机液压油压力控制2. 中速磨机停车联锁给煤机停车.3. 主风机停车联锁中速磨机停车,进而联锁给煤机停车.4. 反吹风机或脉动器停车延时后联锁中速磨机停车,进而联锁给煤机停车.5. 煤粉仓下料电机停车联锁叶轮给料机停车,延时后联锁中速磨机停车,进而联锁给煤机停车.6原煤主皮带停车联锁皮带配料称停车，进而联锁混煤仓壁激振电机停车.523 设备启动顺序: 自动检测控制系统技术方案 6通过按动每个电机的启动按钮启动制煤机组电机，顺序为：开煤粉仓壁振动器电机-开钢性叶轮给料机电机-（主风机入口风量调节阀关闭）开主排粉高压电机-开关热风阀-调
14、节主风机入口风量调节阀-开关冷风阀-开布袋脉动风机电机-开布袋反吹风机电机-开中速磨高压电机-开给煤机。通过按动每个电机的停止按钮停止制煤机组电机，顺序为：停给煤机-停开中速磨高压电机-开关冷风阀-开关热风阀-关主排粉高压电机-停布袋反吹风机电机-停布袋脉动风机电机-调节主风机入口风量调节阀-停钢性叶轮给料机-停煤粉仓壁振动器电机。53 磨机风温控制通过开关热风阀、冷风阀、放散阀控制磨机入口风温54 称重系统控制设备包括：皮带配料称 2 台，称重给煤机 1 台上位机显示称重信号、电机启停信号，设定配比自动控制电机启停和转速，清扫电机定时控制。6喷煤仪控系统控制功能规格 61 喷吹流量调节上位机控制 4 个喷吹罐空气调节阀开度，调节喷吹流量。7喷煤电气系统控制功能规格 71 前言系统中供高炉的喷煤系统具有 2 个独立的系列，每个系列可分别手动或自动。手动时用鼠标可对每个电磁阀进行开关，自动时操作人员选择加煤（由煤粉仓向喷吹罐装煤） 、停止、就绪（已充压） 、喷吹四种状态，程序自动完成状态间的切换，并具有联锁保护和故障处理。系统中供高炉的喷煤系统 2
