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1、高炉热风炉的控制1. 概述钢铁行业的激烈竞争，也是技术进步的竞争。高炉炼铁是钢铁 生产的重要工序,高炉炼铁自动化水平的高低是钢铁生产技术进步的 关键环节之一。炉生产过程是,炉料（铁矿石，燃料，熔剂）从高炉顶部加入， 向下运动。热风从高炉下部鼓入，燃烧燃料，产生高温还原气体 ,向 上运动。炉料经过一系列物理化学过程:加热、还原、熔化、造渣、 渗碳、脱硫,最后生成液态生铁。高炉系统组成：1）高炉本体系统2）上料系统3）装料系统4）送风系统5）煤气回收及净化系统6）循环水系统7）除尘系统8 ）动力系统9）自动化系统高炉三电一体化自动控制系统架构:组成：控制站和操作站二级系统 控制内容:仪表、电气传动
2、、计算机控制自动化包括数据采集及显示和记录、顺序控制、连续控制、监控操作、人机对话和数据通信2. 热风炉系统(1) 热风炉系统温度检测(2) 热风炉煤气、空气流量、压力检测(3) 热风炉燃烧控制(4) 热风炉燃烧送风换炉控制(5) 煤气稳压控制(6) 换热器入口烟气量控制(7) 空气主管压力控制热风炉燃烧用燃料为高炉煤气，采用过剩空气法进行燃烧控制，在规 定的燃烧时间内,保持最佳燃烧状态燃烧；在保证热风炉蓄热量的同 时,尽量提高热效率并保护热风炉设备。热风炉燃烧分三个阶段：加热初期、拱顶温度管理期和废气温度管理期。加热初期： 设定高炉煤气流量和空燃比,燃烧至拱顶温度达到拱顶管理温度后， 转入拱
3、顶温度管理期。在加热初期内，高炉煤气流量和助燃空气流量 均为定值进行燃烧。拱顶温度管理期: 保持高炉煤气流量不变 ,以拱顶温度控制空燃比,增大助燃空气流量, 将拱顶温度保持在拱顶目标温度附近,燃烧至废气温度达到废气管理 温度后，转入废气温度管理期。在拱顶温度管理期内，高炉煤气流量 为定值进行燃烧，助燃空气流量进行变化以控制拱顶温度。废气温度管理期: 依据废气温度逐渐减小煤气流量,同时以拱顶温度调节控制助燃空气 流量,将拱顶温度保持在拱顶目标温度附近，至废气温度达到废气目 标温度后,如果热风炉燃烧制选择为“废气温度到”，则燃烧过程结束； 如果选择为“燃烧时间到”，则调节煤气流量减小到仅供热风炉保
4、持 热状态的需要，直到燃烧时间到时燃烧过程结束。热风炉是烧炉、送风交替进行的,其循环周期根据高炉生产和送风制 度确定。例如,配备三台热风炉时可选择二烧一送模式,或半并联交叉 送风的模式。二烧一送的模式，其循环周期表如下:燃烧期送风期换炉燃烧和送风顺序可在控制系统中任意设定。此外，也可以通过“手现行装料制度，设定重量,第三班结束时,打印全天各种物料消耗量。热风炉控制：(1 )热风炉系统由三座热风炉组成，采用陶瓷燃烧器。助燃空气采用集 中供风的方式，设有二台助燃风机，其中一台工作 ,另一台备用，备 用的助燃风机与风管道用切断阀隔开。(2) 正常情况下三座热风炉投入工作，采用“二烧一送”的工作制度
5、热风炉转换顺序由现场设定。(3) 特殊情况下，可以采用二座热风炉工作,即一座热风炉“燃烧”， 另一座热风炉工作，采用“一烧一送”工作制度。热风炉换炉操作：(1)热风炉换炉操作通过热风炉阀门开关的顺序转换，实现热风炉的换炉操作。即完成热 风炉由“燃烧”转“送风”和“送风”转“燃烧”的转换。其换炉操 作方式有全自动、半自动和手动操作三种方式。(2) 全自动操作热风炉按换炉设定条件(例如以时间为设定)，自动完成换炉过程中各 阀门的顺序动作,各阀门动作严格按顺序进行，保持一定的连锁关系。(3) 半自动操作当需要进行换炉时,人工发出一个换炉指令，此后热风炉将自动完成换炉过程中各阀门的顺序动作,各阀门的动
6、作保持一定的连锁关系。 手动操作，设下面二种方式： 手动集中操作：在操作室内人工手动操作各阀门的动作,以完成 换炉,各阀门的动作保持一定的连锁关系。机旁手动操作人工在机旁操作各阀门的动作，各阀门之间解除连 锁关系。此方式只有在检修和单体试车时使用。热风炉操作显示:热风炉操作室内设有热风炉系统的彩色显示器画面显示，其主要内容应有:（1）操作方式选择画面;（2）热风炉系统画面;（3）1 号热风炉画面；（4）2号热风炉画面；（5）3 号热风炉画面；（6）热风炉事故监控画面。 在热风炉画面中应显示各阀门的开并状态，和热风炉所处的状态 （送风、燃烧、闷炉等）。热风炉的热工参数。助燃风机的开停等等。 热风
7、炉换炉过程中各阀门的开关程序：（1）热风炉由“燃烧”转为“送风”状态 当换炉指令到达后： 启动液压系统，使液压系统工作正常。 各阀门的动作顺序为:关煤气调节阀f关煤气切断阀（同时停止着火检测的工作）f关空气 调节伐f关空气切断阀f关煤气燃烧伐（同时打开煤气放散阀f关烟 道阀，此时热风炉处于“闷炉”状态。）-开冷风充压阀进行均压f冷 风阀前后压差达到规定值后，开热风伐f全开冷风阀。热风炉进入送 风”状态。（2）热风炉由“送风”转为“燃烧”状态（三座热风炉工作时）接到换炉指令后,本热风炉各阀门的动作顺序为:关冷风阀（同时关充风阀）f关热风阀（此时热风炉处于“闷炉”状态） f开废气伐f （热风炉均压
8、）f烟道伐前后压差到达规定值后幵烟道 伐f关废气阀 f开煤气燃烧阀（同时关闭煤气放散阀）-开空气切断 阀f开煤气切断阀f小开空气调节阀f小开煤气调节阀f已着火f 开空气调节阀f开煤气调节阀，热风炉由送风转为燃烧”状态。 上述过程中在煤气调节伐打开延时后（此值可调）,如无着火信号,即关 闭煤气切伐阀和煤气调节阀，并发出报警信号。着火信号可由燃烧室炉墙温度来判断。例如判断煤气着火可设定燃烧 室炉墙温度大于7008 00弋左右（此时由现场调整）。特殊情况下,只有两座热风炉工作时，采用“一烧” ，“一送”的工作 制度,换炉时,首先将“燃烧”状态的热风炉转换成“送风”状态,其阀 门动作程序为:当换炉指令
9、到达后 启动液压系统,使液压系统工作正常。关煤气调节阀f关煤气切断阀f关空气切断阀f关空气切断阀f同 时打开助燃空气放散阀f关煤气燃烧阀（同时打开煤气放散阀）f关 烟道阀f开冷风充压阀进行均压f开热风阀f全开冷风阀。 热风炉进入“送风”状态。此后将原来“送风”状态的热风炉转换成“燃烧”状态。热风炉由“送风”状态的热风炉转换成“燃烧”状态。 热风炉由“送风”转“燃烧”的阀门动作程序为:关冷风阀和冷风充压阀f关热风阀f开废气阀f烟道阀前后压差到 达规定值后，开烟道阀f关废气阀f开煤气燃烧阀，同时关闭煤气放 散阀f开空气切断阀f开煤气切断阀f关助燃空气放散阀f同时小 开空气调节阀f小开煤气调节阀f已
10、着火，开空气调节阀f开煤气调 节阀,热风炉由“送风”转为“燃烧”状态。热风炉控制系统满足炼铁工艺的要求 热风炉的换炉操作必须按照“阀门动作顺序”进行，前一阀门动作未 完成之前，后一阀门不能提前动作。前一阀门动作到位后，才进行下 一阀门的动作。换炉信号到来时，首先要将“燃烧”到期的热风炉由“燃烧”转换成 “送风”状态，然后再将“送风”的热风炉转换成“燃烧”状态。“燃烧”转“送风”的热风炉的冷风阀和热风阀未打开前不允许关闭 原先“送风”热风炉的冷风阀和热风阀。“送风”转“燃烧”的热风炉,当燃烧室炉墙温度低于规定值时,不允 许打开该炉的煤气调节伐和煤气切断阀。在“送风”转“燃烧”的过程中,如果煤气调
11、节伐小开以后延时后， 若无着火信号,则立即关闭煤气切断和煤气调节伐，并发报警信号。在下列情况之一时，处于“燃烧”状态的热风炉应关闭煤气切断阀和 煤气调节阀，并发报警信号: 燃烧期燃烧室炉墙温度低于设定值； 煤气主管压力小于0.0 025MPa （此值可调） 助燃空气主管压力小于0.0 0 2 5MPa（此值可调）若冷风主管压力下降，当压力 0.1 MPa（此值现场可调自动关闭混 风切断阀;当冷风主管压力回升到0.1 MPa以上时，自动打开混风切 断阀。（倒流休风时除外） 各热风阀和混风切断伐未关时，不允许打开倒流休风伐。倒流体风伐未全关时，不能打开热风阀和混风切断伐。 热风炉由“燃烧”转“送风
12、”时，冷风伐开启前应先开充风阀一定时 间，待伐前后压力为 0.001 MPa（此值可调），冷风伐才全开。烟道阀打开前,其伐前后的压差应达到低于设定值。 当阀门故障时，应发出报警信号。当高炉需要“休风”时,其倒流休风程序如下: 启动液压系统的油泵并使液压系统进入正常工作状态。关混风切断阀。 关送热风炉的冷风伐。 关送热风炉的热风伐、开废气伐。 开倒流休风伐,显示“倒流休风中” 停止油泵当高炉需要复风时，其操作程序：启动油泵至工作正常; 关倒流休风伐; 关原送风炉的废气伐； 开原送风炉的充风阀进行均压;均压到设定值； 均压后全开热风伐，接着全开冷风伐； 开混风切断阀，显示该热风炉“复风”热风炉的换
13、炉指令可由以下二种方式之一发出： 按设定的时间发出换炉指令； 按混风调节阀关闭后发换炉指令。其它:错误!热风炉主要阀门设备为液压传动（调节阀为电动）,设有热风炉液压 站。热风炉控制系统设在热风炉控制室内。阀门状态和所有热工参数 由 CRT 画面显示，。操作通过键盘完成。机旁设手动操作箱供检修和 设备调试时用。错误!混风调节阀,煤气支管调节阀、空气支管调节阀和助燃风机前的进 风压力调节阀,助燃风出口放风阀采用电动执行机构。3助燃风机一用一备,手动启动。一般为连续工作制。需要时手动停机。热风炉加热的自动调节 (1)热风炉控制系统与布袋除尘控制系统设在同一控制室内。(2煤气主管压力自动调节，要求压力
14、在6 000至6500Pa之间调节。(3) 燃烧自动调节，即空气支管空气流量根据煤气支管流量和确定的 空燃比自动调节，煤气支管流量和空燃比由操作员设定。(4) 空气主管压力自动调节在助燃风机吸风管上设压力调节伐 使空气主管压力稳定在 5000 至 7500Pa 的范围内的设定值上。设 定值由操作员设定。(5) 热风炉拱顶温度控制一一当拱顶温度上升到规定值时自动增大 空燃比，使拱顶温度保持在规定值,若温度继续上升则要求声光报警。(6) 热风炉废气温度控制一一当废气温度上升到规定值时自动减少煤 气支管的煤气量。(7) 热风温度控制一一通过调节混入冷风量来保证热风温度稳定。12。高炉生产流程简图高炉生产流程简图
