高爐熱風(fēng)爐的控制

1、 高爐熱風(fēng)爐的控制1. 概述 鋼鐵行業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，也是技術(shù)進(jìn)步的競(jìng)爭(zhēng)。高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)的重要工序，高爐煉鐵自動(dòng)化水平的高低是鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。 爐生產(chǎn)過(guò)程是，爐料（鐵礦石，燃料，熔劑）從高爐頂部加入，向下運(yùn)動(dòng)。熱風(fēng)從高爐下部鼓入，燃燒燃料，產(chǎn)生高溫還原氣體，向上運(yùn)動(dòng)。爐料經(jīng)過(guò)一系列物理化學(xué)過(guò)程：加熱、還原、熔化、造渣、滲碳、脫硫，最后生成液態(tài)生鐵。高爐系統(tǒng)組成：1)高爐本體系統(tǒng)2)上料系統(tǒng)3)裝料系統(tǒng)4)送風(fēng)系統(tǒng)5)煤氣回收及凈化系統(tǒng)6)循環(huán)水系統(tǒng)7)除塵系統(tǒng)8)動(dòng)力系統(tǒng)9)自動(dòng)化系統(tǒng)高爐三電一體化自動(dòng)控制系統(tǒng)架構(gòu)：組成：控制站和操作站二級(jí)系統(tǒng)控制內(nèi)容：儀表、電氣傳動(dòng)、計(jì)算機(jī)控

2、制自動(dòng)化包括數(shù)據(jù)采集及顯示和記錄、順序控制、連續(xù)控制、監(jiān)控操作、人機(jī)對(duì)話和數(shù)據(jù)通信2熱風(fēng)爐系統(tǒng)(1) 熱風(fēng)爐系統(tǒng)溫度檢測(cè)(2) 熱風(fēng)爐煤氣、空氣流量、壓力檢測(cè)(3) 熱風(fēng)爐燃燒控制(4) 熱風(fēng)爐燃燒送風(fēng)換爐控制(5) 煤氣穩(wěn)壓控制(6) 換熱器入口煙氣量控制(7) 空氣主管壓力控制熱風(fēng)爐燃燒用燃料為高爐煤氣，采用過(guò)?？諝夥ㄟM(jìn)行燃燒控制，在規(guī)定的燃燒時(shí)間內(nèi)，保持最佳燃燒狀態(tài)燃燒；在保證熱風(fēng)爐蓄熱量的同時(shí)，盡量提高熱效率并保護(hù)熱風(fēng)爐設(shè)備。熱風(fēng)爐燃燒分三個(gè)階段：加熱初期、拱頂溫度管理期和廢氣溫度管理期。加熱初期：設(shè)定高爐煤氣流量和空燃比，燃燒至拱頂溫度達(dá)到拱頂管理溫度后，轉(zhuǎn)入拱頂溫度管理期。在加熱初

3、期內(nèi)，高爐煤氣流量和助燃空氣流量均為定值進(jìn)行燃燒。拱頂溫度管理期：保持高爐煤氣流量不變，以拱頂溫度控制空燃比，增大助燃空氣流量，將拱頂溫度保持在拱頂目標(biāo)溫度附近，燃燒至廢氣溫度達(dá)到廢氣管理溫度后，轉(zhuǎn)入廢氣溫度管理期。在拱頂溫度管理期內(nèi)，高爐煤氣流量為定值進(jìn)行燃燒，助燃空氣流量進(jìn)行變化以控制拱頂溫度。 廢氣溫度管理期：依據(jù)廢氣溫度逐漸減小煤氣流量，同時(shí)以拱頂溫度調(diào)節(jié)控制助燃空氣流量，將拱頂溫度保持在拱頂目標(biāo)溫度附近，至廢氣溫度達(dá)到廢氣目標(biāo)溫度后，如果熱風(fēng)爐燃燒制選擇為“廢氣溫度到”，則燃燒過(guò)程結(jié)束；如果選擇為“燃燒時(shí)間到”，則調(diào)節(jié)煤氣流量減小到僅供熱風(fēng)爐保持熱狀態(tài)的需要，直到燃燒時(shí)間到時(shí)燃燒過(guò)程

4、結(jié)束。 熱風(fēng)爐是燒爐、送風(fēng)交替進(jìn)行的，其循環(huán)周期根據(jù)高爐生產(chǎn)和送風(fēng)制度確定。例如，配備三臺(tái)熱風(fēng)爐時(shí)可選擇二燒一送模式，或半并聯(lián)交叉送風(fēng)的模式。二燒一送的模式，其循環(huán)周期表如下：1234561#爐2#爐3#爐 燃燒期 送風(fēng)期 換爐燃燒和送風(fēng)順序可在控制系統(tǒng)中任意設(shè)定。此外，也可以通過(guò)“手現(xiàn)行裝料制度，設(shè)定重量，第三班結(jié)束時(shí)，打印全天各種物料消耗量。熱風(fēng)爐控制：（1）熱風(fēng)爐系統(tǒng)由三座熱風(fēng)爐組成，采用陶瓷燃燒器。助燃空氣采用集中供風(fēng)的方式，設(shè)有二臺(tái)助燃風(fēng)機(jī)，其中一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用，備用的助燃風(fēng)機(jī)與風(fēng)管道用切斷閥隔開(kāi)。（2）正常情況下三座熱風(fēng)爐投入工作，采用“二燒一送”的工作制度。熱風(fēng)爐轉(zhuǎn)換順序由現(xiàn)

5、場(chǎng)設(shè)定。（3）特殊情況下，可以采用二座熱風(fēng)爐工作，即一座熱風(fēng)爐“燃燒”，另一座熱風(fēng)爐工作，采用“一燒一送”工作制度。 熱風(fēng)爐換爐操作：（1）熱風(fēng)爐換爐操作通過(guò)熱風(fēng)爐閥門(mén)開(kāi)關(guān)的順序轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)爐的換爐操作。即完成熱風(fēng)爐由“燃燒”轉(zhuǎn)“送風(fēng)”和“送風(fēng)”轉(zhuǎn)“燃燒”的轉(zhuǎn)換。其換爐操作方式有全自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)操作三種方式。(2)全自動(dòng)操作熱風(fēng)爐按換爐設(shè)定條件（例如以時(shí)間為設(shè)定），自動(dòng)完成換爐過(guò)程中各閥門(mén)的順序動(dòng)作，各閥門(mén)動(dòng)作嚴(yán)格按順序進(jìn)行，保持一定的連鎖關(guān)系。(3)半自動(dòng)操作當(dāng)需要進(jìn)行換爐時(shí)，人工發(fā)出一個(gè)換爐指令，此后熱風(fēng)爐將自動(dòng)完成換爐過(guò)程中各閥門(mén)的順序動(dòng)作，各閥門(mén)的動(dòng)作保持一定的連鎖關(guān)系。手動(dòng)操作

6、，設(shè)下面二種方式：手動(dòng)集中操作：在操作室內(nèi)人工手動(dòng)操作各閥門(mén)的動(dòng)作，以完成換爐，各閥門(mén)的動(dòng)作保持一定的連鎖關(guān)系。機(jī)旁手動(dòng)操作人工在機(jī)旁操作各閥門(mén)的動(dòng)作，各閥門(mén)之間解除連鎖關(guān)系。此方式只有在檢修和單體試車時(shí)使用。熱風(fēng)爐操作顯示:熱風(fēng)爐操作室內(nèi)設(shè)有熱風(fēng)爐系統(tǒng)的彩色顯示器畫(huà)面顯示,其主要內(nèi)容應(yīng)有:（1）操作方式選擇畫(huà)面；（2）熱風(fēng)爐系統(tǒng)畫(huà)面；（3）1號(hào)熱風(fēng)爐畫(huà)面；（4）2號(hào)熱風(fēng)爐畫(huà)面；（5）3號(hào)熱風(fēng)爐畫(huà)面；（6）熱風(fēng)爐事故監(jiān)控畫(huà)面。在熱風(fēng)爐畫(huà)面中應(yīng)顯示各閥門(mén)的開(kāi)/并狀態(tài)，和熱風(fēng)爐所處的狀態(tài)（送風(fēng)、燃燒、悶爐等）。熱風(fēng)爐的熱工參數(shù)。助燃風(fēng)機(jī)的開(kāi)/停等等。熱風(fēng)爐換爐過(guò)程中各閥門(mén)的開(kāi)關(guān)程序：（1）熱風(fēng)爐由

7、“燃燒”轉(zhuǎn)為“送風(fēng)”狀態(tài)當(dāng)換爐指令到達(dá)后：?jiǎn)?dòng)液壓系統(tǒng)，使液壓系統(tǒng)工作正常。各閥門(mén)的動(dòng)作順序?yàn)椋宏P(guān)煤氣調(diào)節(jié)閥關(guān)煤氣切斷閥（同時(shí)停止著火檢測(cè)的工作）關(guān)空氣調(diào)節(jié)伐關(guān)空氣切斷閥關(guān)煤氣燃燒伐（同時(shí)打開(kāi)煤氣放散閥關(guān)煙道閥，此時(shí)熱風(fēng)爐處于“悶爐”狀態(tài)。）開(kāi)冷風(fēng)充壓閥進(jìn)行均壓冷風(fēng)閥前后壓差達(dá)到規(guī)定值后，開(kāi)熱風(fēng)伐全開(kāi)冷風(fēng)閥。熱風(fēng)爐進(jìn)入“送風(fēng)”狀態(tài)。（2）熱風(fēng)爐由“送風(fēng)”轉(zhuǎn)為“燃燒”狀態(tài)（三座熱風(fēng)爐工作時(shí)）接到換爐指令后，本熱風(fēng)爐各閥門(mén)的動(dòng)作順序?yàn)椋宏P(guān)冷風(fēng)閥（同時(shí)關(guān)充風(fēng)閥）關(guān)熱風(fēng)閥（此時(shí)熱風(fēng)爐處于“悶爐”狀態(tài)）開(kāi)廢氣伐 （熱風(fēng)爐均壓）煙道伐前后壓差到達(dá)規(guī)定值后，開(kāi)煙道伐關(guān)廢氣閥 開(kāi)煤氣燃燒閥（同時(shí)關(guān)閉煤氣放散閥

8、）開(kāi)空氣切斷閥 開(kāi)煤氣切斷閥小開(kāi)空氣調(diào)節(jié)閥小開(kāi)煤氣調(diào)節(jié)閥已著火開(kāi)空氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)煤氣調(diào)節(jié)閥，熱風(fēng)爐由“送風(fēng)”轉(zhuǎn)為“燃燒”狀態(tài)。上述過(guò)程中在煤氣調(diào)節(jié)伐打開(kāi)延時(shí)后（此值可調(diào)），如無(wú)著火信號(hào)，即關(guān)閉煤氣切伐閥和煤氣調(diào)節(jié)閥，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。著火信號(hào)可由燃燒室爐墻溫度來(lái)判斷。例如判斷煤氣著火可設(shè)定燃燒室爐墻溫度大于700800左右（此時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整）。特殊情況下，只有兩座熱風(fēng)爐工作時(shí)，采用“一燒”，“一送”的工作制度，換爐時(shí)，首先將“燃燒”狀態(tài)的熱風(fēng)爐轉(zhuǎn)換成“送風(fēng)”狀態(tài)，其閥門(mén)動(dòng)作程序?yàn)椋寒?dāng)換爐指令到達(dá)后啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，使液壓系統(tǒng)工作正常。關(guān)煤氣調(diào)節(jié)閥關(guān)煤氣切斷閥關(guān)空氣切斷閥關(guān)空氣切斷閥同時(shí)打開(kāi)助燃空氣放散閥關(guān)

9、煤氣燃燒閥（同時(shí)打開(kāi)煤氣放散閥）關(guān)煙道閥開(kāi)冷風(fēng)充壓閥進(jìn)行均壓開(kāi)熱風(fēng)閥全開(kāi)冷風(fēng)閥。熱風(fēng)爐進(jìn)入“送風(fēng)”狀態(tài)。此后將原來(lái)“送風(fēng)”狀態(tài)的熱風(fēng)爐轉(zhuǎn)換成“燃燒”狀態(tài)。熱風(fēng)爐由“送風(fēng)”狀態(tài)的熱風(fēng)爐轉(zhuǎn)換成“燃燒”狀態(tài)。熱風(fēng)爐由“送風(fēng)”轉(zhuǎn)“燃燒”的閥門(mén)動(dòng)作程序?yàn)椋?關(guān)冷風(fēng)閥和冷風(fēng)充壓閥關(guān)熱風(fēng)閥開(kāi)廢氣閥煙道閥前后壓差到達(dá)規(guī)定值后，開(kāi)煙道閥關(guān)廢氣閥開(kāi)煤氣燃燒閥，同時(shí)關(guān)閉煤氣放散閥開(kāi)空氣切斷閥開(kāi)煤氣切斷閥關(guān)助燃空氣放散閥同時(shí)小開(kāi)空氣調(diào)節(jié)閥小開(kāi)煤氣調(diào)節(jié)閥已著火，開(kāi)空氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)煤氣調(diào)節(jié)閥，熱風(fēng)爐由“送風(fēng)”轉(zhuǎn)為“燃燒”狀態(tài)。熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)滿足煉鐵工藝的要求熱風(fēng)爐的換爐操作必須按照“閥門(mén)動(dòng)作順序”進(jìn)行，前一閥門(mén)動(dòng)作未完成之前

10、，后一閥門(mén)不能提前動(dòng)作。前一閥門(mén)動(dòng)作到位后，才進(jìn)行下一閥門(mén)的動(dòng)作。換爐信號(hào)到來(lái)時(shí)，首先要將“燃燒”到期的熱風(fēng)爐由“燃燒”轉(zhuǎn)換成“送風(fēng)”狀態(tài)，然后再將“送風(fēng)”的熱風(fēng)爐轉(zhuǎn)換成“燃燒”狀態(tài)?！叭紵鞭D(zhuǎn)“送風(fēng)”的熱風(fēng)爐的冷風(fēng)閥和熱風(fēng)閥未打開(kāi)前不允許關(guān)閉原先“送風(fēng)”熱風(fēng)爐的冷風(fēng)閥和熱風(fēng)閥?！八惋L(fēng)”轉(zhuǎn)“燃燒”的熱風(fēng)爐，當(dāng)燃燒室爐墻溫度低于規(guī)定值時(shí)，不允許打開(kāi)該爐的煤氣調(diào)節(jié)伐和煤氣切斷閥。在“送風(fēng)”轉(zhuǎn)“燃燒”的過(guò)程中，如果煤氣調(diào)節(jié)伐小開(kāi)以后延時(shí)后，若無(wú)著火信號(hào)，則立即關(guān)閉煤氣切斷和煤氣調(diào)節(jié)伐，并發(fā)報(bào)警信號(hào)。在下列情況之一時(shí)，處于“燃燒”狀態(tài)的熱風(fēng)爐應(yīng)關(guān)閉煤氣切斷閥和煤氣調(diào)節(jié)閥，并發(fā)報(bào)警信號(hào)：燃燒期燃燒室爐墻

11、溫度低于設(shè)定值；煤氣主管壓力小于0.0025MPa（此值可調(diào)）助燃空氣主管壓力小于0.0025MPa（此值可調(diào)）若冷風(fēng)主管壓力下降，當(dāng)壓力 0.1 MPa（此值現(xiàn)場(chǎng)可調(diào)自動(dòng)關(guān)閉混風(fēng)切斷閥；當(dāng)冷風(fēng)主管壓力回升到0.1 MPa以上時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)混風(fēng)切斷閥。（倒流休風(fēng)時(shí)除外）各熱風(fēng)閥和混風(fēng)切斷伐未關(guān)時(shí)，不允許打開(kāi)倒流休風(fēng)伐。倒流體風(fēng)伐未全關(guān)時(shí)，不能打開(kāi)熱風(fēng)閥和混風(fēng)切斷伐。熱風(fēng)爐由“燃燒”轉(zhuǎn)“送風(fēng)”時(shí)，冷風(fēng)伐開(kāi)啟前應(yīng)先開(kāi)充風(fēng)閥一定時(shí)間，待伐前后壓力為0.001 MPa（此值可調(diào)），冷風(fēng)伐才全開(kāi)。煙道閥打開(kāi)前，其伐前后的壓差應(yīng)達(dá)到低于設(shè)定值。當(dāng)閥門(mén)故障時(shí)，應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)高爐需要“休風(fēng)”時(shí)，其倒流休風(fēng)程

12、序如下：?jiǎn)?dòng)液壓系統(tǒng)的油泵并使液壓系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。關(guān)混風(fēng)切斷閥。關(guān)送熱風(fēng)爐的冷風(fēng)伐。關(guān)送熱風(fēng)爐的熱風(fēng)伐、開(kāi)廢氣伐。開(kāi)倒流休風(fēng)伐，顯示“倒流休風(fēng)中”停止油泵當(dāng)高爐需要復(fù)風(fēng)時(shí)，其操作程序：?jiǎn)?dòng)油泵至工作正常；關(guān)倒流休風(fēng)伐；關(guān)原送風(fēng)爐的廢氣伐；開(kāi)原送風(fēng)爐的充風(fēng)閥進(jìn)行均壓；均壓到設(shè)定值；均壓后全開(kāi)熱風(fēng)伐，接著全開(kāi)冷風(fēng)伐；開(kāi)混風(fēng)切斷閥，顯示該熱風(fēng)爐“復(fù)風(fēng)”。熱風(fēng)爐的換爐指令可由以下二種方式之一發(fā)出：按設(shè)定的時(shí)間發(fā)出換爐指令；按混風(fēng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后發(fā)換爐指令。其它：熱風(fēng)爐主要閥門(mén)設(shè)備為液壓傳動(dòng)（調(diào)節(jié)閥為電動(dòng)），設(shè)有熱風(fēng)爐液壓站。熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)設(shè)在熱風(fēng)爐控制室內(nèi)。閥門(mén)狀態(tài)和所有熱工參數(shù)由CRT畫(huà)面顯示，。操作通過(guò)鍵盤(pán)完成。機(jī)旁設(shè)手動(dòng)操作箱供檢修和設(shè)備調(diào)試時(shí)用?；祜L(fēng)調(diào)節(jié)閥，煤氣支管調(diào)節(jié)閥、空氣支管調(diào)節(jié)閥和助燃風(fēng)機(jī)前的進(jìn)風(fēng)壓力調(diào)節(jié)閥，助燃風(fēng)出口放風(fēng)閥采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。助燃風(fēng)機(jī)一用一備，手動(dòng)啟動(dòng)。一般為連續(xù)工作制。需要時(shí)手動(dòng)停機(jī)。熱風(fēng)爐加熱的自動(dòng)調(diào)節(jié)（1）熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)與布袋除塵控制系統(tǒng)設(shè)在同一控制室內(nèi)。（2）煤氣主管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，要求壓力在6000至6500Pa之間調(diào)節(jié)。（3）燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)，即空氣支管空氣流量根據(jù)煤氣支管流量和確定的空燃比自動(dòng)調(diào)節(jié)，煤氣支管流量和空燃比由操作員設(shè)定。（4）空氣主