7.63米焦?fàn)t上升管技術(shù)分析

7.63米焦?fàn)t上升管技術(shù)分析1概述炭化室作為煉焦最主要的設(shè)備，其壓力調(diào)節(jié)擔(dān)負(fù)著十分重要的作用。在煉焦過(guò)程中，使炭化室壓力維持在一定范圍內(nèi)，可以有效抑制由煉焦過(guò)程中生成的荒煤氣而引起的爐壓變化對(duì)爐體的損害；在煉焦結(jié)束進(jìn)行推焦過(guò)程時(shí)，為避免空氣進(jìn)入集氣管產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)，必須將炭化室與集氣管隔離；在裝煤時(shí)，為防止煙塵外溢對(duì)環(huán)境造成污染，要實(shí)現(xiàn)負(fù)壓裝煤，即使炭化室壓力小于大氣壓力。京唐鋼鐵公司焦化作業(yè)部的焦?fàn)t采用的德國(guó)Uhde公司的爐壓調(diào)節(jié)技術(shù)（PressureRegulationOven，簡(jiǎn)稱PROven），正是針對(duì)焦?fàn)t各階段對(duì)炭化室壓力的不同要求提出的一套完整的解決方案。2爐壓調(diào)節(jié)的工藝原理2．1主要設(shè)備在焦?fàn)t的每個(gè)炭化室頂部都有上升管，上升管通過(guò)鵝型管與集氣管相連，集氣管則最終連接到鼓風(fēng)機(jī)，由鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生吸力將煉焦時(shí)產(chǎn)生的荒煤氣吸到煤氣凈化區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)處理。壓力表集氣管固定杯活塞上升管炭化室壓力表集氣管固定杯活塞上升管炭化室圖1設(shè)備圖在鵝型管上裝有壓力表，實(shí)時(shí)檢測(cè)爐內(nèi)壓力，并將信號(hào)傳給控制系統(tǒng)以作為壓力控制的反饋值。在鵝型管根部裝有固定杯，在固定杯中插有一個(gè)活塞，該活塞由連接桿與氣壓缸相連，可以通過(guò)該氣壓缸調(diào)整其位置，同時(shí)，有供水管道持續(xù)向鵝型管里噴灑氨水，由這兩者配合可控制固定杯的液位，從而間接控制了由上升管放散到集氣管的荒煤氣的流量，并最終實(shí)現(xiàn)對(duì)炭化室壓力的控制。氣壓缸通過(guò)ECKARDT公司的智能定位器控制，該定位器可以檢測(cè)活塞的位置，同時(shí)還能通過(guò)控制系統(tǒng)給定的信號(hào)與反饋位置的差值，控制氣壓缸進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，以使氣壓缸準(zhǔn)確定位到設(shè)定位置。圖2定位器2．2工藝流程2．2．1煉焦過(guò)程在煉焦時(shí)，炭化室壓力根據(jù)工藝，需要隨著結(jié)焦不斷進(jìn)行，由20Pa開(kāi)始逐級(jí)增加到120Pa，因此需要根據(jù)實(shí)際測(cè)量壓力與當(dāng)前設(shè)定壓力的差異，自動(dòng)調(diào)節(jié)活塞，控制荒煤氣流量，以滿足工藝要求。壓力表定位器壓力表定位器圖3煉焦控制2．2．2推焦過(guò)程在煉焦即將結(jié)束時(shí)，由煉焦控制系統(tǒng)給出信號(hào)，PROven進(jìn)入推焦過(guò)程，為使炭化室與集氣管斷開(kāi)，需用活塞將固定杯完全關(guān)閉，同時(shí)打開(kāi)快速填充閥，快速噴灑氨水以填滿固定杯，使荒煤氣無(wú)法進(jìn)入集氣管，此時(shí)炭化室完全封閉，同時(shí)由于荒煤氣還在不斷產(chǎn)生，故壓力會(huì)逐漸增高，在壓力達(dá)到一定值后，打開(kāi)上升管蓋，使荒煤氣點(diǎn)燃后排出大氣。此時(shí)，由PROven系統(tǒng)給推焦車允許推焦信號(hào)，推焦車開(kāi)始推焦作業(yè)?？焖偬畛溟y上升管蓋打開(kāi)快速填充閥上升管蓋打開(kāi)圖4推焦控制2．2．3裝煤過(guò)程在推焦過(guò)程結(jié)束后，推焦車給出推焦完畢信號(hào)，PROven系統(tǒng)關(guān)上上升管蓋，進(jìn)入裝煤階段，為了不產(chǎn)生煙塵放散，要將炭化室和集氣管完全連通，這需要將活塞打到全開(kāi)模式，并借助鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的吸力，使炭化室產(chǎn)生負(fù)壓，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)煙裝煤。圖5裝煤控制在完成上述過(guò)程后，將自動(dòng)對(duì)固定杯進(jìn)行沖洗，以避免由于荒煤氣中焦油的附著，引起設(shè)備動(dòng)作失靈。之后，重新開(kāi)始又一次控制的循環(huán)。3程序分析3．1程序架構(gòu)分析上升管系統(tǒng)的程序采用西門子PCS7進(jìn)行編寫，其工廠視圖的程序結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖6工廠視圖在1號(hào)焦?fàn)t的上升管（Proven）程序中，包含了所有70個(gè)上升管程序，每個(gè)程序的構(gòu)架完全相同，下面以1號(hào)上升管為例進(jìn)行分析。如上圖的右視圖所示為該上升管的CFC程序，其中包括了定位器控制程序212CG001，用于讀取并判斷閥門定位器的位置；壓力控制程序212CP001，用于讀取上升管的壓力，并根據(jù)工藝設(shè)定壓力和實(shí)際壓力進(jìn)行PID控制，通過(guò)調(diào)節(jié)上升管活塞；啟動(dòng)電磁閥控制程序212CU101與212CU301，控制氣動(dòng)閥，包括上升管蓋和快速氨水噴灑。此外，還有控制整個(gè)上升管工作流程的SFC001程序，在該程序中調(diào)用SFC-PROVENXX專用SFC程序。如下圖所示3．2程序解讀SFC-PROVENXX程序包括了全部上升管的動(dòng)作過(guò)程，下面對(duì)該程序進(jìn)行詳細(xì)分析。該程序的起始部分如下圖所示在程序啟動(dòng)（START）后，設(shè)備進(jìn)行初始化動(dòng)作，包括將活塞移動(dòng)到最低，各電磁閥關(guān)閉等，如果沒(méi)有操作人員按維護(hù)模式啟動(dòng)，則進(jìn)入等待控制（waitforcontrol），如果有維護(hù)啟動(dòng)命令，則進(jìn)入維護(hù)模式。維護(hù)模式判斷條件如圖所示若MAINTENANCEMODESTART_QO為1，則條件滿足，該信號(hào)為操作人員通過(guò)上位畫(huà)面對(duì)應(yīng)的操作按鈕給出命令，對(duì)應(yīng)程序如下圖所示。程序塊OP_D即實(shí)現(xiàn)通過(guò)上位按鈕給出命令控制下位程序，LINK_I對(duì)應(yīng)上位按鈕給出命令，LINK_ON為該信號(hào)的使能命令，若為1則該按鈕可以使用，若為0，則該按鈕被屏蔽，無(wú)法給出命令。BTRACK為無(wú)擾切換信號(hào)。當(dāng)活塞下降到低位，且固定杯中已注水時(shí)間超過(guò)2分鐘，則進(jìn)入控制過(guò)程（CONTROL），該過(guò)程即對(duì)應(yīng)煉焦過(guò)程，在過(guò)程中針對(duì)工藝中對(duì)炭化室壓力的要求進(jìn)行壓力的PID條件，將命令作用到活塞上，以實(shí)現(xiàn)該功能。在控制過(guò)程中進(jìn)行的動(dòng)作如下圖所示。其中，第一個(gè)命令PC_AUT_ON_OP為PID控制程序的自動(dòng)命令，如下圖所示。在此程序塊中，該點(diǎn)可以切換PID調(diào)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)控制，即該程序可根據(jù)目標(biāo)壓力和實(shí)際壓力進(jìn)行PID計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果作用到閥門定位器（輸出LMN）。在煉焦過(guò)程即將結(jié)束時(shí)，通過(guò)COKEMASTER系統(tǒng)給出準(zhǔn)備推焦命令，則進(jìn)入推焦的處理過(guò)程，首先是進(jìn)行斷開(kāi)命令，如下圖所示。如果滿足reqdiconnup的條件，則進(jìn)入Disconnecting過(guò)程。其中，reqdiconnup的判斷如下圖所示。在該圖中X200FCOPLC108為從四大機(jī)車的協(xié)調(diào)PLC給出的炭化室與集氣觀斷