高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書樣本

摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)重要闡述了高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制系統(tǒng)，不涉及制粉過程控制，控制范疇是從煤粉倉、中間罐、噴吹罐、噴吹總管、由爐前煤粉分派器到噴吹支管自動(dòng)控制過程。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只考慮了一種噴煤噴吹序列作為控制對(duì)象。本次設(shè)計(jì)包括：課題自身背景、由來、意義、重要工藝類型、國內(nèi)外高爐噴煤噴吹技術(shù)發(fā)呈現(xiàn)狀以及對(duì)將來發(fā)展展望；闡述了所需傳感器、閥、開關(guān)等硬件設(shè)備，重要進(jìn)行了煤粉從煤粉倉到中間罐倒罐控制，煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐控制，煤粉從噴吹罐噴到高爐風(fēng)口中控制，停噴控制，中間罐和噴吹罐壓力控制，煤粉倉、中間罐及噴吹罐溫度、壓力安全連鎖控制，噴吹風(fēng)壓力自動(dòng)測量等控制項(xiàng)目；本設(shè)計(jì)重要選用PLC控制系統(tǒng)選型、硬件配備選取、I/O表編寫、硬件接線圖繪制工作。核心詞：PLC；高爐噴煤；傳感器AbstractThegraduationprojectfocusedontheautomaticcontrolofblastfurnacecoalinjectionsystem，doesnotincludecoalgrindingprocesscontrol.Cntroltheprocessofautomationandcontrol，includingocoalpowderstoragewarehouse，themiddletank,theinjectiontank，injectionExplorer，front-endfromtheblastfurnacecoalinjectionpowderdistributiondevicetothebranchpipe.Thegraduationproject，aPCIonlyconsiderasacontrolledinjectionsequence.Thedesignincludes：Thattheissueofbackground，origin，meaning，themaintypeoftechnology，athomeandabroadPCIjettechnologydevelopmentprospectsandthefuturedevelopmentof.Ontheneedforthesensors，valves，switchesandotherhardwareequipment.Mainlycarriedoutcoalpowderfromthecoalpowderpositiontocontrolthemiddleofthetank,pulverizedcoalinjectioninthemiddletanktotankcanbackcontrolfromthepulverizedcoalinjectionintoblastfurnacetuyerespraycansofcontrol，stoptheinjectioncontrol，themiddletankandtheinjectionpressurecontroltank，coalstores，intermediateandspraycansblowtanktemperatureandpressurecontrolofthesecuritychain，hairspray，suchasautomaticmeasurementofthepressurecontrolprojects；thedesignofthemainselectionofthePLCcontrolsystemselection，hardwareconfigurationoptions，I/Otablepreparedmappinghardwarewiringwork.KeyWords：PLC；blastfurnacepulverizedcoalinjection；sensor詳細(xì)摘要高爐噴煤技術(shù)始于1840年S．M．Banks關(guān)于噴吹焦炭和無煙煤設(shè)想；世界最早工業(yè)應(yīng)用即是依照這一設(shè)想于1840～1845年間在法國博洛涅附近馬恩省煉鐵廠實(shí)現(xiàn)。由此背景引出本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目高爐噴煤噴吹技術(shù)自動(dòng)化控制。課題重要闡述了高爐噴煤系統(tǒng)噴吹工藝控制，不涉及制粉工藝。在此項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生一百近年間，發(fā)展卻相對(duì)緩慢，基本無進(jìn)展；直至20世紀(jì)60年代初，歐洲、中華人民共和國、美國某些工廠才陸續(xù)開始在高爐上實(shí)驗(yàn)噴煤。7O年代末，第二次石油危機(jī)浮現(xiàn)，加快了高爐噴煤技術(shù)研究和發(fā)展，特別是歐洲和日本更是在實(shí)際應(yīng)用上獲得了重大突破。第一某些前言中闡述了高爐噴煤定義，就是指從高爐風(fēng)口向爐內(nèi)直接噴吹磨細(xì)了煤粉（無煙煤、煙煤或兩者混合煤粉以及褐煤），以代替焦炭向高爐提供熱量和還原劑。然后由定義引出了采用此項(xiàng)技術(shù)意義，它以低價(jià)煤代替了日趨貧乏且價(jià)格昂貴冶金焦，減少了焦化，使高爐煉鐵成本大幅下降。它是一種調(diào)劑爐況手段，也改進(jìn)爐缸工作狀態(tài)，是高爐穩(wěn)定順行。然后，又簡介了此工藝慣用基本流程，依照制粉裝置到高爐距離遠(yuǎn)近、煤粉倉，噴吹罐安放位置差別、噴吹管路粗細(xì)、噴吹壓力高低、輸送濃度大小以及噴槍形式不同，可以有直接噴吹、間接噴吹；串罐噴吹、并罐噴吹；總管噴吹、多支管噴吹；高壓噴吹、常壓噴吹；濃相噴吹、稀相噴吹和氧煤槍噴吹、常規(guī)槍噴吹等各種形式噴吹。簡介描述了幾種較成熟工業(yè)性生產(chǎn)流程：1、德國KvTTNER流程；2、美國阿姆科(ARMCO)流程；3、日本住友流程；4、日本川崎流程；5、盧森堡PaulWurth流程；6、混合型流程；7英鋼聯(lián)粒煤噴吹流程。再后簡要簡介了幾種新噴煤工藝，涉及：1、富氧大噴煤量技術(shù)；2、運(yùn)用等離子大量噴吹煤粉；3、復(fù)合噴吹技術(shù)；4、粒煤噴吹技術(shù)。在第一某些最后簡介了國內(nèi)噴煤噴吹技術(shù)現(xiàn)狀，進(jìn)十幾年這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)進(jìn)步和存在問題，還涉及對(duì)國內(nèi)高爐發(fā)展前景展望。第二大某些重要闡述了高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制整體方案。一方面對(duì)噴吹工藝及檢測點(diǎn)布置進(jìn)行理解說，其中涉及了所選用三罐串罐噴吹所需放散閥、流化閥、充壓閥、均壓閥、滅火氮?dú)忾y、下錐形閥、上錐形閥、給料器和下煤球閥分派進(jìn)行了比較細(xì)致論述并附圖對(duì)安裝位置進(jìn)行闡明，又對(duì)各種所需測量設(shè)備（如壓力、溫度、重量、氣體含量等）、所需數(shù)量、安裝位置進(jìn)行了描述。然后在附圖基本上進(jìn)行噴吹控制過程描述。先簡介了基本操作方式：全自動(dòng)操作、手動(dòng)操作和檢修操作，然后是重要進(jìn)行操作過程總述（涉及煤粉從煤粉倉到中間罐倒罐控制，煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐控制，煤粉從噴吹罐噴到高爐風(fēng)口中控制，停止向高爐噴吹煤粉控制，安全連鎖控制程序），最后詳細(xì)闡明了詳細(xì)操作過程。中間罐加料：中間罐加料前條件為中間罐必要為“空信號(hào)”，壓力必要不大于0.02MPa，放散閥處在“打開”狀態(tài)，充壓閥、流化閥、上錐閥和下錐閥處在“關(guān)閉”狀態(tài)、中間罐與噴吹罐之間均壓閥處在“關(guān)閉”狀態(tài)；滿足上述條件后在進(jìn)行倒罐操作開煤粉倉下錐形閥，開中間罐上錐形閥，關(guān)煤粉倉放散閥，開煤粉倉流化閥，中間罐“料滿”信號(hào)發(fā)出時(shí)再進(jìn)行如下操作，關(guān)煤粉倉流化閥，開煤粉倉放散閥，關(guān)煤粉倉下錐形閥，關(guān)中間罐上錐形閥，煤粉從煤粉倉到中間罐倒罐順序結(jié)束，中間罐處在“料滿”位置。噴吹罐加料：噴吹罐內(nèi)煤量顯示下限，自動(dòng)發(fā)出容許加料信號(hào)，噴吹罐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值，中間罐“料滿”；倒罐，關(guān)中間罐放散閥，開中間罐充壓閥，中間罐與噴吹罐壓差不大于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉充壓閥，打開兩罐間均壓閥，開中間罐下錐形閥，開噴吹罐上錐形閥，開中間罐流化閥，中間罐“料空”信號(hào)來后，進(jìn)行下列操作，關(guān)中間罐流化閥，關(guān)中間罐下錐形閥，關(guān)噴吹罐上錐形閥，關(guān)中間罐充壓閥，關(guān)中間罐與噴吹罐間均壓閥，開中間罐放散閥，煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐順序完畢。噴吹控制：前提條件得到高爐“容許噴吹”信號(hào)，噴吹罐內(nèi)料位不低于下限，滿足安全連鎖規(guī)定，檢查噴煤管路上手動(dòng)閥門狀態(tài)，人工輸入正常；噴吹控制，開噴吹風(fēng)閥，開安全閥，開噴吹罐下煤球閥，開噴吹罐流化閥，啟動(dòng)給料器。最后是停噴控制（發(fā)出停噴指令終結(jié)各“倒罐”操作，關(guān)噴吹罐下煤球閥，停給料器，關(guān)安全閥，關(guān)噴吹風(fēng)閥）和對(duì)三罐及噴吹管道壓力、溫度安全連鎖控制。第三某些重要闡述了所用各種測量設(shè)備（涉及料位、壓力、溫度、氧含量、一氧化碳含量和重量測量設(shè)備）選型和其技術(shù)指標(biāo)闡明，所選用控制設(shè)備采用SIEMENS公司SIMATICS7系列SIMATICS7-300通用型PLCCPU（6ES7315-2AG10-0AB0），模仿量I/O模塊（6ES7331-7KF02-0AB0），數(shù)字量輸入I/O模塊（6ES7321-1EH01-0AA0），數(shù)字量輸出I/O模塊(6ES7322-1HH00-0AA0)選型和詳細(xì)數(shù)據(jù)闡明。核心詞：PLC；高爐噴煤；傳感器DetailedSummaryBlastfurnacepulverizedcoalinjectiontechnologyin1840atS.M.Banksontheinjectionofcokeandanthraciteidea；theworld'sfirstindustrialapplicationsarebasedontheideathatin1840~1845intheFrenchprovinceofBolognaneartheironworkstoachievetheIsleofMan.ThisbackgroundleadstothetopicofgraduationPCIdesignautomationcontrolinjectiontechnology.Themaintopicsoftheblastfurnacepulverizedcoalinjectionsystemtocontroltheinjectionprocess，doesnotincludethemillingprocess.

Inthetechnologiesusedtoproducemorethanonehundredyears，thedevelopmentisrelativelyslow，thebasiclackofprogress；the20thcenturyuntiltheearly60's，Europe，China，theUnitedStatesbeforesomeofthefactorystartedintheblastfurnacepulverizedcoalinjectiononthetest.7Oattheendofthesecondoilcrisisintheemergenceoftheblastfurnacepulverizedcoalinjectiontechnologytospeedupresearchanddevelopment，especiallyinEuropeandJapanisinthepracticalapplicationhasbeenmadeamajorbreakthrough.Forewordtothefirstpartofthedefinitionofablastfurnacepulverizedcoalinjectionisfromtheblastfurnacetuyeredirectinjectiontothegroundofthecoal(anthracite，bituminouscoal，orboth，aswellasamixtureofpulverizedlignite)，toreplacethecoketotheblastfurnacetoprovideheatandreducingagent.Ledbythedefinitionofthemeaningoftheuseofthistechnology，itreplacesthelow-costcoalandincreasinglyscarceexpensivemetallurgicalcoke，cokingreducedsothatthecostofblastfurnacesubstantiallyreduced.Itisameansofregulatingthestatusoffurnace，butalsoworktoimprovethehearth，andisstableantegradeblast.Andthenintroducedthebasicprocesstechnologyused，underthemillingdevicetothedistancefromtheblastfurnace，coalstores，injectiontankplacementdifferencesinthethicknesspipelineinjection，injectionpressureishighorlowconcentrationsofthesizeoftransmissionaswellasdifferentformsofspray，youcanhaveadirectinjection，indirectinjection；stringinjectioncansandcansofinjection；Explorerinjection，multi-branchinjection；high-pressureinjection，pressureinjection；densephaseinjection，dilutecoalinjectionandoxygeninjectionmachine，injectionmachineandotherconventionalformsofinjection.Profiledescribessomeofthemorematureindustrialproductionprocesses：1，GermanyKvTTNERprocess；2，theUnitedStatesarmco(ARMCO)process；3，Japan'sSumitomoprocesses；4，flowKawasaki，Japan；5，LuxembourgPaulWurthprocess；6，mixed-typeprocess；7BritishSteelUnionCoalparticleinjectionprocess.Againafterabriefintroductionofseveralnewcoaltechnology，including：1，thevolumeofoxygen-richlargecoaltechnology；2，theuseofalargenumberofplasmapulverizedcoalinjection；3，compoundinjectiontechniques；4，tabletscoalinjectiontechnology.Finally，inthefirstpartofthestatusquoofChina'scoalinjectiontechnology，morethantenyearsintothetechnologyprogressinChinaandproblems，butalsothedevelopmentprospectsofChina'soutlookforblastfurnace.

Thesecondmostofthemajorcoalinjectiononblastfurnaceautomationcontrolpackage.Firstpointofinjectionanddetectionprocesscarriedoutonthelayout，includingthechoiceofthreecansofstringemissionrequirementscaninjectionvalve，fluidvalve，chargepressurevalvearepressurevalves，firenitrogenvalve，conicalvalveunder，theconevalve，underthecoalfeederandthedistributionoftheballvalvewerecomparedanddescribedindetailontheinstallationdrawingsindicatethelocation，butalsoallthenecessarymeasuringequipment(suchaspressure，temperature，weight，gascontent，etc.)，therequirednumber，adescriptionoftheinstallationlocation.Andtheninthegraphonthebasisofthecontrolprocessdescribedinjection.Firstintroducedthebasicmodeofoperation：fullyautomaticoperation，manualoperation，andmaintenanceoperations，andthenisamajoroperationcarriedoutbyOverview(includingcoalfromthecoalinvertedpositiontotheintermediatetankcancontrol，tothepulverizedcoalinjectioninthemiddletankcanscansbackcontrolfromtheinjectionofpulverizedcoaltoblastfurnacetuyerespraycansofcontrol，stoptheblastfurnacepulverizedcoalinjectioncontrol，securitycontrolproceduresforthechain)，andfinallyadetaileddescriptionofthespecificoperation.Tankfeedingthemiddle：themiddleofthepre-conditionscanfeedtankforthemiddlemustbean"emptysignal"，thepressuremustbelessthan0.02MPa，emissionvalvesinthe"open"status，fillingpressurevalve，fluidvalve，conevalveandthevalveundertheconeinthe"off"state，intermediatebetweenthecansandthecansareinjectionvalveinthe"off"state；tomeettheaboveconditionscanoperateinopencoalwasundertheconevalveposition，openthemiddleofthecone-shapedtankvalve，Bleedingvalveclearancewarehousecoal，thecoalflowpositionofvalve，themiddletank"fullfeed"signalwhenthefollowingclosingofcoalflowvalveposition，thevalveemissioncoalwarehouse，customswarehouseundertheconeofpulverizedcoalvalveoffthemiddleofthecone-shapedtankvalve，coalfromthecoalwarehousecansdowntothemiddleoftheorderoftheendcans，cansinthemiddleof"fullfeed"position.Feedtankinjection：injectionvolumeofthetankshowedthatthelowerlimitofcoal，toallowautomaticfeedingsignalinjectiontankpressuresettingstoreachthemiddletank"fullfeed"；invertedcans，BleedingTundishvalveclearance，thetankfillingthemiddlepressurevalve，intermediatepressuretankandtheinjectiontankislessthansetvalue，thefillingvalveshutdown，openthetwocanswerepressurebetweenthevalveandopenthenextamongthetankvalvecone，thecone-jetonthetankvalve，openthemiddlefluidtankvalve，themiddletank"feedair"signals，thefollowingoperations，clearanceofmiddle-tankflowvalve，clearanceunderthemiddleoftankvalvecone，thecone-shapedtankclearanceinjectionvalve，fillingtankclearanceintermediatepressurevalve，intermediateclearancebetweentankandtank-pressureinjectionvalve，thevalveemissionTundish，pulverizedcoalinjectioninthemiddletanktotankdowntheordercanbecompleted.Injectioncontrol：aprerequisiteforblastfurnacetobe"allowinjection"signalinjectiontankofnotlessthantheminimumleveltomeetthesecurityrequirementsofthechain，checkthePCImanualcontrolvalvesontheroad，andenteredintothenormal；injectioncontrol，theinjectionvalve，thesafetyvalve，theinjectionofcoalunderthetankballvalve，openvalveinjectionfluidcanstarttofeed.Finally，thereiscessationofinjectioncontrol(injectioninstructionsissuedtostoptheterminationofthe"anti-tank"tooperate，clearanceunderthecoalinjectiontankballvalve，stopfeederoffsafetyvalve，injectionvalveclearance)andthethreecansandtheinjectionpipepressure，temperaturecontrolofthesecuritychain.

Thethirdpartmainlyusedonavarietyofmeasuringequipment(includinglevel，pressure，temperature，oxygencontent，carbonmonoxidecontentandweightmeasuringequipment)selectionanddescriptionofitstechnicalindicators，theuseofcontrolequipmentselectedbySIEMENScompany'sSIMATICS7seriesofSIMATICS7-300-size-fits-PLC-CPU(6ES7315-2AG10-0AB0)，analogI/Omodule(6ES7331-7KF02-0AB0)，DigitalInputI/Omodule(6ES7321-1EH01-0AA0)，digitaloutputI/Omodule(6ES7322-1HH00-0AA0)theselectionanddetaileddata.

目錄TOC\o"1-6"\h\z摘要 IAbstract II詳細(xì)摘要 IIIDetailedSummary V1前言 11.1高爐噴煤技術(shù)背景 11.2高爐噴煤意義 11.3高爐噴煤基本流程 21.4噴吹技術(shù)發(fā)展 31.4.1富氧大噴煤量技術(shù) 41.4.2運(yùn)用等離子大量噴吹煤粉 41.4.3復(fù)合噴吹技術(shù) 41.4.4粒煤噴吹技術(shù) 41.5國內(nèi)噴煤噴吹技術(shù) 51.5.1國內(nèi)噴煤噴吹技術(shù)現(xiàn)狀 51.5.2國內(nèi)高爐噴煤技術(shù)進(jìn)步 61.5.3國內(nèi)高爐噴煤存在問題 61.5.4國內(nèi)高爐發(fā)展前景 72高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制整體方案 92.1噴吹工藝及檢測點(diǎn)布置 92.2工藝流程示意圖 92.3噴吹控制過程描述 102.3.1噴吹系統(tǒng)操作方式 102.3.2噴吹過程描述 113設(shè)備選型 143.1所用測量設(shè)備選型 143.1.1料位測量設(shè)備選型 143.1.2溫度測量設(shè)備選型 163.1.3壓力測量設(shè)備選型 163.1.4氧含量測量設(shè)備選型 173.1.5一氧化碳測量設(shè)備選型 183.1.6重量測量設(shè)備選型 193.2系統(tǒng)硬件配備方案 203.2.1總體配備方案 203.2.2SIMATICS7-300通用型PLC簡介 203.2.3CPU 213.2.4PS307電源模塊5A6ES7307-1EA00-0AA0 253.2.5模仿量輸入模板SM331AI8×12位(6ES7331-7KF02-0AB0) 263.2.6數(shù)字量輸入模板SM321;DI16×120VAC（6ES7321-1EH01-0AA0） 293.2.7繼電器輸出模板SM322DO16×繼電器120VAC（6ES7322-1HH00-0AA0） 303.2.8PLC接線圖（見附錄D） 33結(jié)論 34參照文獻(xiàn) 35致謝 36附錄A 模仿量I/O表 37附錄B 數(shù)字輸入量I/O表 39附錄C 數(shù)字輸出量I/O表 41附錄D PLC接線圖 431前言1.1高爐噴煤技術(shù)背景高爐噴煤技術(shù)始于1840年S．M．Banks關(guān)于噴吹焦炭和無煙煤設(shè)想；世界最早工業(yè)應(yīng)用即是依照這一設(shè)想于1840～1845年間在法國博洛涅附近馬恩省煉鐵廠實(shí)現(xiàn)。但此后一百近年，發(fā)展卻相對(duì)緩慢，基本無進(jìn)展；直至20世紀(jì)60年代初，歐洲、中華人民共和國、美國某些工廠才陸續(xù)開始在高爐上實(shí)驗(yàn)噴煤。7O年代末，第二次石油危機(jī)浮現(xiàn)，加快了高爐噴煤技術(shù)研究和發(fā)展，特別是歐洲和日本更是在實(shí)際應(yīng)用上獲得了重大突破。到90年代初，歐洲和日本已有小某些高爐月均噸鐵噴煤超過了200kg大關(guān)，如：1991年l0月英國鋼鐵公司斯肯索普工廠維多利亞女王號(hào)高爐201kg(粒煤)，1992年11月德國蒂森公司施韋爾根1號(hào)高爐200．6kg，1992年11月荷蘭霍戈文公司艾莫依登廠6號(hào)高爐205kg，1993年11月日本新日鐵君津廠3號(hào)高爐200kg、1994年l0月NKK公司福山廠4號(hào)高爐218kg等指標(biāo)均已是當(dāng)時(shí)世界一流水平。1.2高爐噴煤意義高爐噴煤對(duì)當(dāng)前高爐煉鐵技術(shù)來說是一項(xiàng)重要技術(shù)革命。所謂高爐噴煤，就是指從高爐風(fēng)口向爐內(nèi)直接噴吹磨細(xì)了煤粉（無煙煤、煙煤或兩者混合煤粉以及褐煤），以代替焦炭向高爐提供熱量和還原劑。它意義在于：1.以低價(jià)煤代替了日趨貧乏且價(jià)格昂貴冶金焦，減少了焦化，使高爐煉鐵成本大幅下降。2.高爐噴煤可以作為一種調(diào)劑爐況手段。3.高爐噴煤可以改進(jìn)爐缸工作狀態(tài)，是高爐穩(wěn)定順行。4.為高爐提高風(fēng)溫和富氧鼓風(fēng)創(chuàng)造條件。由于噴吹煤粉會(huì)使風(fēng)口前理論燃燒溫度減少，導(dǎo)致理論燃燒溫度減少重要因素有：高爐噴吹煤粉后煤氣量增長，加熱煤氣需要消耗熱量；噴吹煤粉帶入熱量少，而焦炭進(jìn)入風(fēng)口區(qū)時(shí)已被充分加熱，溫度高達(dá)1450~1500℃，而噴吹煤粉溫度不超過100煤粉中碳?xì)浠衔锓纸庑枰獰崃俊?.噴吹煤粉中氫含量比焦炭帶入多，氫氣提高了煤氣還原能力和穿透擴(kuò)散能力，有助于礦石還原和高爐操作指標(biāo)改進(jìn)。6.噴吹煤粉代替了某些焦炭，不但緩和了焦煤供需緊張狀況，也減少了對(duì)煉焦設(shè)施投資和建設(shè)，更減少了煉焦生產(chǎn)對(duì)環(huán)境污染。1.3高爐噴煤基本流程依照制粉裝置到高爐距離遠(yuǎn)近、煤粉倉，噴吹罐安放位置差別、噴吹管路粗細(xì)、噴吹壓力高低、輸送濃度大小以及噴槍形式不同，可以有直接噴吹、間接噴吹；串罐噴吹、并罐噴吹；總管噴吹、多支管噴吹；高壓噴吹、常壓噴吹；濃相噴吹、稀相噴吹和氧煤槍噴吹、常規(guī)槍噴吹等各種形式噴吹。不同設(shè)備構(gòu)造和組合可以產(chǎn)生如下幾種較成熟工業(yè)性生產(chǎn)流程。1．德國KvTTNER流程煤粉罐、中間罐、噴吹罐三罐串接→流化小罐→噴吹支管→噴槍；支管上裝有流量計(jì)和二次風(fēng)入口，安裝位置前者接近噴吹罐出口，后者接近高爐。近十近年來，KvTTNER公司又推出了一種新流程：煤粉倉→并列噴吹罐→流化小罐→總管一分派器一支管一氧煤噴槍，并得到了更多推廣。新流程為雙罐、雙總管和雙分派器形式，依然使用氮?dú)饧訅?、流化，采用濃相輸送。上鋼一廠2500m3高爐噴煤選用即是KvTTNER新流程，但是未用氧煤噴槍。此外，重鋼高爐噴煤也選用了KvTTNER新流程(常規(guī)噴槍)，所不同是該廠3、4、5號(hào)三座高爐共用一套噴吹裝置，這套裝置已于11月投產(chǎn)，運(yùn)營正常。2.美國阿姆科(ARMCO)流程煤粉倉→并列噴吹罐→總管→分派器→支管→常規(guī)噴槍。與新KuTrNER流程不同是ARMCO流程使用3個(gè)噴吹罐，一根總管、一種分派器；總管既變徑，局部還要變形，為保證足夠分派精度，分派器必要置于高爐爐頂，所有支管也必要等徑、等長、等形狀。加壓、流化使用氮?dú)猓捎谑窍∠噍斔?，因此還需添加壓縮空氣。寶鋼1高爐噴煤即屬阿姆科流程。3．日本住友流程煤粉倉→并列噴吹罐→旋轉(zhuǎn)給料器→噴吹小罐→總管→第一分派器→第二分派器→支管→噴槍。住友流程總管上裝有壓差式流量計(jì)與旋轉(zhuǎn)給料器共同調(diào)節(jié)噴煤總量，控制和設(shè)備構(gòu)成均較復(fù)雜，和歌山4、5高爐噴煤即為這種流程。4．日本川崎流程煤粉罐、中間罐、噴吹罐三罐串接→多支管→噴槍；噴吹罐上出料，底部設(shè)有攪拌器并在支管出口處接人二次風(fēng)(壓縮空氣)稀釋。寶鋼2高爐噴煤即屬川崎流程。5．盧森堡PaulWurth流程歷史上PW公司與KvTTNER公司曾有過一段較長時(shí)間合伙，因而無論新流程還是老流程，兩家差別都不大，基本上大同小異，僅在個(gè)別設(shè)備選用上有出入。如老流程中PW用旋轉(zhuǎn)給料器代替了KvTTNER流化小罐；新流程中用聲納管代替了阻損管、用流化噴嘴代替了流化罐、增設(shè)泄壓氣回收裝置等。武鋼4、5號(hào)高爐噴煤選用即是PW流程，已于投產(chǎn)。6．混合型流程煤粉罐、中間罐、噴吹罐三罐串接→總管→分派器→支管→噴槍；這是在上述多支管流程基本之上一種改良流程。也可以稱作混合流程。寶鋼3號(hào)高爐噴煤用即是該種流程。7．英鋼聯(lián)粒煤噴吹流程煤粉倉、中間罐、噴煤泵三罐串接→總管→分派器→支管→噴槍；重要特點(diǎn)是用噴煤泵代替了老式噴吹罐，中間罐與噴煤泵之間使用圓頂閥聯(lián)接，同樣條件下，噴煤泵工作壓力普通不大于老式噴吹罐工作壓力，噴煤泵出口設(shè)有由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)給料閥。斯肯索普安娜女王號(hào)高爐及克里夫蘭4號(hào)高爐采用即是典型粒煤噴吹流程；其中，克里夫蘭4號(hào)高爐設(shè)計(jì)噴煤比競高達(dá)匪夷所思400kg／t，是迄今為止煤比最高設(shè)計(jì)。以上各流程均有噸鐵噴吹200kg能力和生產(chǎn)實(shí)績，但無論是濃相或稀相，無論使用氧煤噴槍與否，抑或噴吹粉煤粒煤，近十年來新建噴煤裝置采用較多流程當(dāng)屬并罐、總管加分派器流程。1.4噴吹技術(shù)發(fā)展本世紀(jì)60年代高爐噴煤技術(shù)開始發(fā)展和應(yīng)用，至8O年代得到廣泛應(yīng)用。近來，世界高爐噴煤技術(shù)發(fā)展不久，普及率、噴吹量、計(jì)量及自動(dòng)控制水平在不斷提高，噴吹技術(shù)也有創(chuàng)新，重要體當(dāng)前如下幾種方面。1.4.1富氧大噴煤量技術(shù)高爐鼓風(fēng)中含氧每增長1％，可增產(chǎn)3％，可多噴煤8～lOkg／t。原蘇聯(lián)是世界上富氧率最高國家，鼓風(fēng)中含氧普通在3O％左右。西歐、日本由于鋼鐵限產(chǎn)，鼓風(fēng)含氧普通只有22％～23％（有高爐不富氧鼓風(fēng))。國內(nèi)鞍鋼2號(hào)高爐在“七五”期間進(jìn)行富氧大噴煤量實(shí)驗(yàn)，鼓風(fēng)含氧由21％增至28.59％，噴煤量由73kg／t提高到170kg／t，獲得了運(yùn)用系數(shù)2.4t／m3·d、焦比428kg／高爐富氧大噴煤量操作與常規(guī)富氧鼓風(fēng)不同，是用煤氧噴槍提高煤粉燃燒區(qū)局部氧氣濃度，以增進(jìn)煤粉在風(fēng)口區(qū)燃燒和氣化。國內(nèi)外理論和實(shí)踐都證明在相似富氧量條件下，采用高爐直吹管及風(fēng)口區(qū)局部富氧方式出提高整個(gè)鼓風(fēng)含氧量更合理。富氧大噴畋是投資少、增鐵節(jié)焦有效且簡樸易行辦法，已成為當(dāng)今世界煉鐵技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。1.4.2運(yùn)用等離子大量噴吹煤粉比利時(shí)和法國等國煉鐵工作者正在研究和開發(fā)等離子加熱器增進(jìn)煤粉燃燒技術(shù)，以提高噴煤數(shù)量。1.4.3復(fù)合噴吹技術(shù)運(yùn)用高爐噴煤設(shè)施開發(fā)復(fù)合噴吹技術(shù)，除噴吹煤粉外，可依照高爐冶煉需要同步噴吹鐵礦粉或熔劑。如日本住友金屬工業(yè)公司運(yùn)用停爐和歌山3號(hào)高爐，在一種風(fēng)口進(jìn)行了超復(fù)合鼓風(fēng)法實(shí)驗(yàn)。從風(fēng)口同步大量噴吹煤粉(200kg／t)和礦粉(200kg／t)，在煤粉燃燒性、礦粉熔融還原性方面得到了有益經(jīng)驗(yàn)。日本川崎鋼鐵公司開發(fā)了多功能噴煤裝置。除噴吹煤粉外，還可噴吹礦粉和石灰粉。該裝置已應(yīng)用于千葉廠5號(hào)、水島廠4號(hào)高爐上，效果良好。1.4.4粒煤噴吹技術(shù)英國鋼鐵公司斯肯索普廠、雷文斯克雷格廠一方面采用粒煤噴吹技術(shù)并獲成功。斯肯索普廠噴吹粒煤粒度95％雖不大于2mm，但只有10％～3O％不大于74μm，其三座高爐普通噴煤量為150kg／t。在1991年1O月到1992年2月進(jìn)行l(wèi)8周實(shí)驗(yàn)期間，維多利亞女王號(hào)高爐平均噴煤量為196kg／t，最后4周平均噴煤量達(dá)207kg／t，焦比降至289kg／t，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。原西德克勒克納鋼鐵公司，瑞典律勒歐鋼鐵廠、德國洛爾豐特鋼鐵廠高爐也相繼采用了粒煤噴吹技術(shù)，美國伯利恒鋼鐵公司也正在伯恩斯港廠C、D兩座高爐上安裝粒煤制備和噴吹系統(tǒng)。1.5國內(nèi)噴煤噴吹技術(shù)1.5.1國內(nèi)噴煤噴吹技術(shù)現(xiàn)狀高爐應(yīng)用噴煤技術(shù)始于6O年代，進(jìn)入9O年代后，西歐、美國和日本一批焦?fàn)t開始老化，由于焦煤資源日益短缺，加上環(huán)保及投資等因素，很難新建和改造焦?fàn)t，必要大幅度減少焦炭消耗。因而，噴煤成為彌補(bǔ)焦炭缺口有效辦法，并成為高爐技術(shù)發(fā)展必然趨勢(shì)。當(dāng)前，這些國家高爐噴煤已較普遍，噴煤量和用氧量不斷提高，噴煤工藝與配套技術(shù)日臻完善。日本、西歐國家約2/3高爐噴煤，某些高爐平均噴煤量已達(dá)140～l8O公斤／噸鐵，日本鋼管公司福山廠4號(hào)高爐自l994年10月創(chuàng)造和保持了218公斤／噸鐵噴煤記錄。英國、意大利、荷蘭在聯(lián)營公司支持下，準(zhǔn)備投資600萬英鎊，在一座爐缸直徑為6米高爐上進(jìn)行富氧噴煤煉鐵實(shí)驗(yàn)，其目的噴煤量為300～400公斤／噸鐵，國外大噴煤量高爐用氧量達(dá)到40～70m3／噸鐵國內(nèi)由于優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源和運(yùn)送供應(yīng)日益緊張，冶金公司近1/3焦?fàn)t接近老化，優(yōu)質(zhì)焦炭生產(chǎn)供應(yīng)已成為鋼鐵工業(yè)發(fā)展限制限制之一。但國內(nèi)非煉焦煤資源豐富，并且分布較廣，用這些煤某些代替焦炭已成為保證鋼鐵工業(yè)發(fā)展必要辦法和煉鐵系統(tǒng)構(gòu)造優(yōu)化中心環(huán)節(jié)。高爐大量噴煤粉可以大幅度減少成本和消耗，利于提高鋼鐵產(chǎn)品競爭力。國內(nèi)當(dāng)前1000m3以上高爐有38座，若噴煤量增長到100公斤／噸鐵，就可節(jié)約焦炭130萬噸，生鐵成本減少約4元／噸，年經(jīng)濟(jì)效益為1.24億元，噴煤時(shí)富氧量增長1％，可增產(chǎn)鐵3～5％。發(fā)展煤氧強(qiáng)化煉鐵工藝可以改造既有高爐，從而少建新高爐、新焦?fàn)t，節(jié)約大量投資，尚有助于環(huán)保。因而，1.5.2國內(nèi)高爐噴煤技術(shù)進(jìn)步國內(nèi)是世界上高爐采用噴煤技術(shù)較早國家之一，近年來冶金部大力推動(dòng)噴煤技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，獲得了重大效果。全國噴煤量從l990年218萬噸，到1995年將近翻一番，1996年籌劃達(dá)到450萬噸。噴煤比也持續(xù)上升，重點(diǎn)公司平均噴煤比不不大于60公斤／噸鐵。當(dāng)前，重點(diǎn)公司有噴煤裝置高爐已占所有高爐90％。從l990年到l993年，噴煤代替焦炭可多生產(chǎn)鐵160萬噸，少建焦?fàn)t節(jié)約投資約l0億多元，國內(nèi)噴煤工藝技術(shù)也有很大提高。1995年在鞍鋼3號(hào)高爐所進(jìn)行工業(yè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)個(gè)月噴煤量達(dá)到203公斤／噸鐵，成為世界上高噴煤量持續(xù)操作時(shí)間最長高爐。焦比降到367公斤／噸鐵，運(yùn)用系數(shù)達(dá)到2.185噸／天·立方米，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。這標(biāo)志著國內(nèi)已掌握了高爐富氧噴煤時(shí)高爐操作調(diào)劑、噴吹設(shè)備和有關(guān)條件等全套技術(shù)，使國內(nèi)氧煤煉鐵技術(shù)總體水平有很大提高。開發(fā)新工藝如煙煤噴吹工藝、噴吹系統(tǒng)新流程、制粉系統(tǒng)新流程、高濃度輸送、分派、檢測和控制新技術(shù)都達(dá)到很高水平，高爐氧槍及安全技術(shù)、高爐某些特殊檢測設(shè)備、氧煤燃燒等某些應(yīng)用理論研究已躍居世界領(lǐng)先水平。噴煤技術(shù)還給包鋼復(fù)合礦強(qiáng)化冶煉提供了新途徑，高爐運(yùn)用系數(shù)由本來1.472提高到近1.7，“八五”高爐氧煤強(qiáng)化煉鐵新工藝推廣應(yīng)用不但給鋼鐵公司帶來很大經(jīng)濟(jì)效益，還增進(jìn)了鋼鐵工業(yè)構(gòu)造優(yōu)化，較好地引導(dǎo)了基建和技術(shù)改造投資。1.5.3國內(nèi)高爐噴煤存在問題盡管國內(nèi)高爐噴煤技術(shù)有了長足進(jìn)步和發(fā)展，但還存在下列問題：1）噴煤量增長速度不能滿足規(guī)定登記表白，從l990年到l994年問平均年增噴煤量28萬噸，年增噴煤總量最多1995年達(dá)到55萬噸。據(jù)預(yù)測，“九五”末期國內(nèi)高爐噴煤量將努力求取達(dá)到l000萬噸，需要年均增長100萬噸以上，顯然，當(dāng)前增長速度不能滿足規(guī)定，需要大力普及，加快發(fā)展。2）噴煤整體水平較低由于國內(nèi)絕大某些高爐噴煤設(shè)備是在70～80年代建設(shè)，工藝流程已經(jīng)落后，設(shè)備陳舊，僅鞍鋼等少數(shù)公司對(duì)噴煤系統(tǒng)進(jìn)行了當(dāng)代化改造。雖然近年某些新建當(dāng)代化高爐新建了噴煤設(shè)備，但大多數(shù)卻依然采用老流程這些老流程存在下列共性問題：制粉設(shè)備陳舊、不配套，制約了制粉能力，限制了噴煤量增長；熱風(fēng)爐風(fēng)溫普遍呈下降趨勢(shì)，在這種條件下要擴(kuò)大噴煤量是困難，甚至是不也許。改造熱風(fēng)爐提高風(fēng)溫迫在眉捷；噴煤量要提高到120公斤／噸鐵上，富氧是必不可少工藝條件。但國內(nèi)高爐尚無專用氧氣機(jī)，使用煉鋼親氧經(jīng)常得不到保證，致使噴煤量不也許達(dá)到150～200公斤／噸鐵；原燃精條件差，不利于改進(jìn)料往透氣性，從而阻礙噴煤量增長登記表白，生鐵產(chǎn)量約占5％重點(diǎn)鋼鐵公司噴煤量占全國噴煤總量80％，別的為生鐵產(chǎn)量約占27％地方骨干公司噴煤量；從噴煤設(shè)施建設(shè)來看，18家重點(diǎn)公司中尚有1家沒有噴煤設(shè)備，36家地方骨干公司中有15家沒有噴煤設(shè)備，地縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)公司高爐，全無噴煤設(shè)備?？梢?，高爐噴煤普及不夠。1.5.4國內(nèi)高爐發(fā)展前景1．噴煤目的綜合考慮焦炭平衡能力、原燃料質(zhì)量、高怕設(shè)備狀況以及其他條件，國內(nèi)高爐噴煤技術(shù)將形成分層次發(fā)展格局。在“九五”末期，國內(nèi)重點(diǎn)公司和地方骨干公司基本上都要噴煤，多數(shù)高爐在不富氧條件下噴煤80～100公斤／噸鐵，在富氧2～4％時(shí)噴謀量達(dá)到150公斤／噸鐵，有條件公司，可進(jìn)一步提高富氧率，噴煤量達(dá)到150～200公斤／噸鐵，少數(shù)大型高爐噸鐵噴煤量將超過202．超高噴煤量噸鐵250公斤工業(yè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)前，西歐、日本某些高爐實(shí)現(xiàn)了200公斤／噸鐵目的后，正在向350公斤／噸鐵目的努力；國內(nèi)天津鐵廠也將于1996年進(jìn)行250公斤／噸鐵超高噴煤量工業(yè)實(shí)驗(yàn)。3．噴煤設(shè)備當(dāng)代化改造當(dāng)前，鞍鋼完畢了全國10座高爐l3套噴煤設(shè)備當(dāng)代化改造，形成了150萬噸／年噴吹能力，并在制粉能力80萬噸基本上，籌劃新擴(kuò)建80萬噸制粉能力車間，現(xiàn)已進(jìn)人施工設(shè)計(jì)、設(shè)備訂貸階段，1996年終可望投產(chǎn)。寶鋼、首鋼、武鋼等公司亦已著手改造噴煤設(shè)備和擴(kuò)大噴煤能力，這些公司高爐噴煤量將有太幅度提高.4．建設(shè)一批新高爐噴煤設(shè)施當(dāng)前，重點(diǎn)公司中重慶鋼鐵公司高爐噴煤工程已完畢初步設(shè)計(jì)，宣化鋼鐵公司1260m3高爐噴謀已完畢可行性研究；地方骨干公司中成都鋼鐵廠等一批新高爐噴煤設(shè)施將著手建設(shè)?？梢灶A(yù)見，隨著焦炭價(jià)格進(jìn)一步上漲和供應(yīng)短缺加劇，噴煤經(jīng)濟(jì)效益將越來越好，有一大批地方骨干公司中尚未建設(shè)噴煤設(shè)施高爐和地方煉鐵廠100m3級(jí)小高爐將在“九五5．高爐噴煤技術(shù)完善和進(jìn)一步發(fā)展為了滿足高爐大幅度提高噴謀量，如下技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展和完善：高爐氧煤槍富噴煤技術(shù)；高爐噴煤計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；高爐噴吹粒煤技術(shù)；高爐大噴煤量冶煉操作技術(shù)等。此外，還要著手實(shí)驗(yàn)煤、礦粉復(fù)合噴吹技術(shù)等。2高爐噴煤噴吹自動(dòng)化控制整體方案2.1噴吹工藝及檢測點(diǎn)布置按煤粉噴吹過程流向分，噴吹設(shè)備最上方是煤粉倉。在煤粉倉上是布袋收粉裝置。煤粉倉是常壓罐體，在設(shè)計(jì)方案中需設(shè)立3點(diǎn)熱電阻測量煤粉倉溫度；設(shè)立1臺(tái)料位測量雷達(dá)來測量料位；設(shè)立1個(gè)壓力測量裝置；設(shè)立2個(gè)氧含量測量裝置和1個(gè)一氧化碳測量裝置。在煤粉倉中設(shè)立1個(gè)煤粉倉放散閥；設(shè)立1個(gè)煤粉倉流化閥；設(shè)立1個(gè)煤粉倉下錐形閥。煤粉倉下接中間罐，煤粉倉與中間罐之間采用軟連接，設(shè)立1中間罐上錐形閥。中間罐設(shè)立2點(diǎn)熱電阻測量中間罐溫度；設(shè)立1臺(tái)電子稱重傳感器測量中間罐煤粉重量；設(shè)立1個(gè)壓力傳感器測量中間罐壓力；設(shè)立1中間罐料空信號(hào)測量點(diǎn)。罐中設(shè)立1個(gè)中間罐充壓閥，1個(gè)中間罐流化閥，1個(gè)放散閥。中間罐下方設(shè)立噴吹罐，中間罐與噴吹罐之間采用由氣動(dòng)錐形閥構(gòu)成軟連接。噴吹罐設(shè)立兩點(diǎn)溫度傳感器測量罐中溫度；設(shè)立1個(gè)壓力傳感器測量噴吹罐壓力；設(shè)立1臺(tái)電子稱重傳感器測量噴吹罐煤粉重量；設(shè)立1噴吹罐料滿信號(hào)測量點(diǎn)。設(shè)立1個(gè)噴吹罐流化閥；1個(gè)中間罐與噴吹罐均壓閥；設(shè)立1個(gè)噴吹罐放散閥；設(shè)立1個(gè)噴吹罐壓力調(diào)節(jié)閥。噴吹罐下方設(shè)立1下煤球閥，并設(shè)立可以持續(xù)調(diào)節(jié)給煤器用于調(diào)節(jié)噴煤量。煤粉倉、中間罐、噴吹罐放散閥均接入不袋式除塵器。各管沖壓、流化用氮?dú)鈴牡獨(dú)獍?，噴吹用壓縮空氣從空氣包引出。為防止冷氣直接接觸煤粉時(shí)，導(dǎo)致罐壁和管道粘連，氮?dú)夂兔撍?、脫油壓縮空氣經(jīng)蒸氣加熱到60℃~~70噴吹用壓縮空氣總管上設(shè)立噴吹閥，設(shè)立有壓力、流量檢測，并有流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)噴吹風(fēng)流量，給煤器后設(shè)立安全閥用于安全切斷。噴吹總管上設(shè)立2個(gè)噴吹總管壓力測試點(diǎn)。噴吹總管延伸到爐前噴吹總管分派器。從分派器上分派出16根噴吹支管。每根噴吹支管上安裝一臺(tái)噴吹支管壓力變送器。2.2工藝流程示意圖圖1工藝流程示意圖1.煤粉倉2.中間罐3.噴吹罐4.氮?dú)赓A罐5.滅火氮?dú)忾y6.煤粉倉放散閥7.煤粉倉流化閥8.煤粉倉下錐形閥9.中間罐上錐形閥10.中間罐放散閥11.中間罐充壓閥12.中間罐流化閥13.中間罐下錐形閥14.噴吹罐上錐形閥15.兩罐均壓閥16.噴吹罐充壓閥17.噴吹罐放散閥18.噴吹罐流化閥19.噴吹罐卸粉閥20.噴吹罐補(bǔ)氣閥21.空氣儲(chǔ)罐22.給料器23.噴吹罐下煤球閥24.噴槍25.電子秤2.3噴吹控制過程描述2.3.1噴吹系統(tǒng)操作方式基本操作方式分為：全自動(dòng)操作、手動(dòng)操作和檢修操作1．全自動(dòng)操作：是在控制室人員通過鍵盤或鼠標(biāo)發(fā)出“啟動(dòng)”命令后，按規(guī)定程序自動(dòng)完畢自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)倒罐等。2．手動(dòng)操作：出必要安全操作外，還可以人工對(duì)個(gè)單體設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)操作。3．檢修操作：檢修操作是在手動(dòng)操作之下一種操作，是進(jìn)行完全人工手動(dòng)操作個(gè)單體設(shè)備。在噴吹控制中，重要進(jìn)行一下操作過程：1．中間罐加料，既將煤粉從煤粉倉到中間罐倒罐控制。2．噴吹罐加料，既將煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐控制。3．噴吹控制，既煤粉從噴吹罐噴到高爐風(fēng)口中控制。4．停噴控制，既停止向高爐噴吹煤粉控制。5．安全連鎖控制程序。2.3.2噴吹過程描述1．中間罐加料（既將煤粉從煤粉倉到中間罐倒罐順序）：中間罐加料前條件：中間罐必要為“空信號(hào)”。中間罐壓力必要不大于0.02MPa。中間罐放散閥處在“打開”狀態(tài)。中間罐充壓閥和流化閥處在“關(guān)閉”狀態(tài)。中間罐上錐閥和下錐閥處在“關(guān)閉”狀態(tài)。中間罐與噴吹罐之間均壓閥處在“關(guān)閉”狀態(tài)。煤粉從煤粉倉到中間罐倒罐順序：若上述條件沒有所有滿足，則先調(diào)節(jié)滿足上述條件后在進(jìn)行如下操作開煤粉倉下錐形閥開中間罐上錐形閥關(guān)煤粉倉放散閥開煤粉倉流化閥中間罐“料滿”信號(hào)發(fā)出時(shí)再進(jìn)行如下操作關(guān)煤粉倉流化閥開煤粉倉放散閥關(guān)煤粉倉下錐形閥關(guān)中間罐上錐形閥煤粉從煤粉倉到中間罐倒罐順序結(jié)束，中間罐處在“料滿”位置備注：中間罐加料同步受時(shí)間控制，倒罐開始計(jì)時(shí)，若在規(guī)定期間（如5分鐘）內(nèi)，沒有達(dá)到“料滿”，則闡明浮現(xiàn)“故障”，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示操作工人手動(dòng)控制或檢修。持續(xù)生產(chǎn)時(shí)，中間罐每次加料，均來自“料空”信號(hào)，且滿足上述條件時(shí)，即自動(dòng)倒罐。2．噴吹罐加料（既將煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐程序）：噴吹罐加料前條件：1）噴吹罐內(nèi)煤量顯示下限，自動(dòng)發(fā)出容許加料信號(hào)。2）噴吹罐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值。若未達(dá)到，則一方面開充壓閥和自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，使其達(dá)到設(shè)定值。3）中間罐“料滿”。煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐順序：關(guān)中間罐放散閥開中間罐充壓閥中間罐與噴吹罐壓差不大于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉充壓閥，打開兩罐間均壓閥。開中間罐下錐形閥開噴吹罐上錐形閥開中間罐流化閥中間罐“料空”信號(hào)來后，進(jìn)行下列操作關(guān)中間罐流化閥關(guān)中間罐下錐形閥關(guān)噴吹罐上錐形閥關(guān)中間罐充壓閥關(guān)中間罐與噴吹罐間均壓閥開中間罐放散閥煤粉從中間罐到噴吹罐倒罐順序完畢3．噴吹控制向高爐噴吹前提條件：得到高爐“容許噴吹”信號(hào)噴吹罐內(nèi)料位不低于下限滿足安全連鎖規(guī)定檢查噴煤管路上手動(dòng)閥門狀態(tài)，人工輸入正常煤粉從噴吹罐噴到高爐風(fēng)口中順序：1）開噴吹風(fēng)閥2）開安全閥3）開噴吹罐下煤球閥4）開噴吹罐流化閥5）啟動(dòng)給料器4．停噴控制1）發(fā)出停噴指令2）終結(jié)各“倒罐”操作3）關(guān)噴吹罐下煤球閥4）停給料器5）關(guān)安全閥6）關(guān)噴吹風(fēng)閥5．安全連鎖控制高爐休風(fēng)時(shí)，噴吹系統(tǒng)不能啟動(dòng)。當(dāng)給料器出口壓力與熱風(fēng)壓力壓差低于0.12MPa時(shí)，報(bào)警。低于0.1MPa時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉安全閥、下煤球閥，停給料器。當(dāng)噴吹罐壓力與熱風(fēng)壓力壓差值低于0.12MPa時(shí)，報(bào)警。低于0.1MPa時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉安全閥、下煤球閥，停給料器。當(dāng)壓縮空氣壓力低于0.5MPa或氮?dú)鈮毫Φ陀?.42MPa時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉安全閥、下煤球閥，停給料器。當(dāng)各罐溫度超過100℃I/O表見附錄A：模仿量I/O表見附錄B：數(shù)字輸入量I/O表見附錄C：數(shù)字輸出量I/O表3設(shè)備選型3.1所用測量設(shè)備選型3.1.1料位測量設(shè)備選型本設(shè)計(jì)所選用料位測量設(shè)備為GD智能雷達(dá)物位GDPULS系列GDPULS61：應(yīng)用范疇：過程條件簡樸，腐蝕性液體、漿料、固體（例如：水液儲(chǔ)罐，酸堿儲(chǔ)罐，漿料儲(chǔ)罐，固體顆粒，小型儲(chǔ)油罐等）；測量范疇：0~20過程連接：螺紋、法蘭過程溫度：-40...160℃精度：±3mm特性與優(yōu)勢(shì)：無盲區(qū)，高精度兩線制技術(shù)，是差壓儀表、磁致伸縮、射頻導(dǎo)納、磁翻板儀表優(yōu)良代替產(chǎn)品。不受壓力變化、真空、溫度變化、惰性氣體、煙塵、蒸汽等環(huán)境影響安裝簡便，牢固耐用，免維護(hù)HART或PROFIBUS-PA通信合同及基金會(huì)現(xiàn)場總線合同，標(biāo)定簡便、通過數(shù)字液晶顯示輕松實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場標(biāo)定操作，通過軟件GDPF實(shí)現(xiàn)簡樸組態(tài)設(shè)定和編程測量敏捷，刷新速度快。合用于高溫工況，高達(dá)200℃過程溫度，當(dāng)采用高溫延長天線時(shí)可達(dá)350℃測量原理：雷達(dá)物位計(jì)天線發(fā)出微波脈沖，在被測物料表面產(chǎn)生反射，并被雷達(dá)系統(tǒng)所接受。圖2料位測量示意圖輸入：天線接受反射微波脈沖并將其傳播給電子線路，微解決器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行解決，辨認(rèn)出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生回波。對(duì)的回波信號(hào)辨認(rèn)由智能軟件完畢，精度可達(dá)到毫米級(jí)。距離物料表面距離D與脈沖時(shí)間行程T成正比：D=C×T/2其中C為光速因空罐距離E已知，則物位L為：L=E-D輸出：通過輸入空罐高度E（=零點(diǎn)），滿罐高度F（=滿量程）及某些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測量環(huán)境。相應(yīng)于4－20mA輸出。測量盲區(qū)：盲區(qū)（BD）是從測量參照點(diǎn)到最高物位時(shí)介質(zhì)表面最小距離。測量條件：測量范疇從波束觸及罐低那一點(diǎn)開始計(jì)算，但在特殊狀況下，若罐低為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行測量。若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處在低液位時(shí)，罐低可見，此時(shí)為保證測量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度位置。理論上測量達(dá)到天線尖端位置是也許，但是考慮到腐蝕及粘附影響，測量范疇終值應(yīng)距離天線尖端至少50mm。對(duì)于過溢保護(hù)，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。最小測量范疇與天線關(guān)于。隨濃度不同，泡沫既可以吸取微波，又可以將其反射，但在一定條件下是可以進(jìn)行測量。3.1.2溫度測量設(shè)備選型本設(shè)計(jì)所選用溫度測量設(shè)備為MST系列溫度變送器：用途及特點(diǎn)：MSTS溫度傳感器在WZ系列熱電阻、WR系列熱電偶基本上,嚴(yán)格參照國標(biāo),依照各行業(yè)使用及現(xiàn)場環(huán)境,以及國外同類產(chǎn)品,又進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。使產(chǎn)品使用更以便,更可靠。MSTS溫度傳感器技術(shù)指標(biāo)：熱電阻產(chǎn)品型號(hào)：WZC測溫范疇：-50～+150℃分度號(hào)：Cu50Y允差△t：±(0.30+0.006|t|)安裝方式：固定法蘭接線方式：引接線傳感器保護(hù)管直徑：熱電阻φ12mm3.1.3壓力測量設(shè)備選型本設(shè)計(jì)所選用壓力測量設(shè)備為FMP300系列壓力變送器：特點(diǎn)：進(jìn)口高精度藍(lán)寶石傳感器精度：線性化解決優(yōu)于0.1％FS抗沖擊、耐振動(dòng)高穩(wěn)定性工作溫度-60～200℃范疇全不銹鋼構(gòu)造防潮防水實(shí)用性廣安裝以便具備競爭力價(jià)格用途：工業(yè)現(xiàn)場過程過程控制儀器醫(yī)療食品等行業(yè)航空航天領(lǐng)域航海及造船行業(yè)石油化工行業(yè)水利、水電、發(fā)電廠行業(yè)0~1.5Mpa3.1.4氧含量測量設(shè)備選型本設(shè)計(jì)所選用氧含量測量設(shè)備為NN3DW-01型氧濃度傳感器：重要用途：NN3DW-01型氧濃度傳感器是一種化學(xué)式氣體擴(kuò)散型燃料電池。它是我廠生產(chǎn)NN3DH-9000系列燃燒效率。測定儀心臟部件，用于測量各種鍋爐、窯爐、加熱爐燃燒效率。該氧濃度傳感器應(yīng)用范疇廣，可應(yīng)用在環(huán)保節(jié)能、航天等領(lǐng)域。如航天領(lǐng)域上,我公司NN3DW-01氧濃度傳感器就成功地應(yīng)用在國內(nèi)自行研制“神舟一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)”宇宙飛船上，用以監(jiān)測載人返回艙內(nèi)氧濃度變化。民用上也可用在高壓氧艙、礦井及汽車尾氣等小環(huán)境氧濃度監(jiān)測。特點(diǎn)：該傳感器具備體積小、響應(yīng)快、線性好、溫漂小等特點(diǎn)，穩(wěn)定可靠，用途廣泛。重要技術(shù)指標(biāo):1）響應(yīng)時(shí)間:≤30秒(滿量程90%)2）測量范疇:0～50%O23）溫度系數(shù):＞0.003%O2/℃4）使用壽命:＜6個(gè)月(持續(xù))5）線性誤差:+0.2%～-0.1%O26）輸出電流:1.1MA+15%7）體積:23mm×45mm(直徑×高度)3.1.5一氧化碳測量設(shè)備選型本設(shè)計(jì)所選用一氧化碳測量設(shè)備為美國Interscan4000系列4140-0型一氧化碳分析儀：特點(diǎn)：采用專利電化學(xué)傳感器；內(nèi)置取樣泵，可充電電池，可持續(xù)工作10小時(shí)；LCD數(shù)字顯示，實(shí)時(shí)顯示濃度值；模仿輸出0-100mV；聲音和可視報(bào)警；尺寸178×102×225(mm)，重量2kg。重要技術(shù)指標(biāo)：分辨率：1ppm(0-1999ppm)精度：模仿單位±2.0%滿刻度重復(fù)性：±0.5%滿刻度線性度：±1.0%滿刻度零點(diǎn)漂移：±1.0%滿刻度(24h)量程漂移：＜±2.0%滿刻度(24h)延遲時(shí)間：＜1s3.1.6重量測量設(shè)備選型本設(shè)計(jì)所選用重量測量設(shè)備為GY-2型輪輻式稱重傳感器：產(chǎn)品簡介：GY-2型輪輻式傳感器，其彈性體采用短而高剪切梁，剛性特好，抗側(cè)向力強(qiáng)，在構(gòu)造上具備過載自鎖。防護(hù)上采用膠封和焊封，分別達(dá)到了IP67和IP68，因而廣泛應(yīng)用于汽車衡、扎道衡、測力機(jī)和吊秤等設(shè)備上。技術(shù)指標(biāo)：靈敏度：2±0.025mV/V非線性：±0.02%FS滯后：±0.02%FS重復(fù)性：0.01%FS蠕變：±0.02%FS/30min零點(diǎn)輸出：±1%FS零點(diǎn)溫度系數(shù)：±0.02%FS/10額定輸出溫度系數(shù)：±0.02%FS/10輸入電阻：385±10Ω輸出電阻：350±3Ω絕緣電阻：≥5000MΩ溫度補(bǔ)償范疇：－10～＋50容許溫度范疇：－20～＋60容許過負(fù)荷：120%FS連接電纜：Ф53.2系統(tǒng)硬件配備方案3.2.1總體配備方案本系統(tǒng)采用SIEMENS公司SIMATICS7系列SIMATICS7-300通用型PLC，CPU型號(hào)選用6ES7315-2AG10-0AB0，模仿量I/O模塊選用6ES7331-7KF02-0AB0，數(shù)字量輸入I/O模塊選用6ES7321-1EH01-0AA0，數(shù)字量輸出I/O模塊選用6ES7322-1HH00-0AA0。3.2.2SIMATICS7-300通用型PLC簡介S7-300是SIMATIC控制器中銷售量最多產(chǎn)品，它已成功地用于范疇廣泛自動(dòng)化領(lǐng)域。S7-300重點(diǎn)在于為生產(chǎn)制造工程中系統(tǒng)解決方案提供一種通用自動(dòng)化平臺(tái)。這就是說，S7-300是用于集中式或分布式構(gòu)造優(yōu)化解決方案。堅(jiān)持不懈創(chuàng)新和改革使S7-300這個(gè)廣泛應(yīng)用自動(dòng)化平臺(tái)能持續(xù)不斷升值。1.應(yīng)用：SIAMTIC－300能在如下工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)各種各樣自動(dòng)化控制任務(wù)：?生產(chǎn)制造工程?汽車工業(yè)?通用機(jī)械制造?專用機(jī)械制造?各種類型專用機(jī)床，OEM?塑料加工?包裝工業(yè)?食品和煙草工業(yè)?過程控制工程(例如供水，樓宇工程等)2.特殊應(yīng)用：對(duì)于特殊應(yīng)用場合，提供基于S7-300附加產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能：?對(duì)故障安全應(yīng)用，現(xiàn)能提供一種新產(chǎn)品，即故障安全型S7-300F以及相應(yīng)I/O模塊。?專用于戶外部件，能忍受極端惡劣環(huán)境條件，例如，通過擴(kuò)展溫度范疇。?同步，提供基于S7-300CPU集成HMI，SIAMTICC7控制器，適合于空間嚴(yán)格受限制機(jī)械控制場合。?采用ET200S構(gòu)造形式CPU使這個(gè)系列產(chǎn)品更趨于完善。這樣，分布，智能預(yù)解決。3.工程技術(shù)和診斷：S7-300特點(diǎn)是高效率組態(tài)和編程，從而大幅度地減少工程成本?，F(xiàn)能提供符合IEC61131-3國際原則SIMATIC工程工具。此外，集成高性能系統(tǒng)診斷功能可保證控制器更高可用性，明顯提高生產(chǎn)率。為了減少停機(jī)時(shí)間，增長產(chǎn)量，提供可組態(tài)過程診斷，以用于分析和排除過程故障。4.設(shè)計(jì)：S7-300為節(jié)約空間模塊化構(gòu)造設(shè)計(jì)，它可以適配您既有各種機(jī)械控制任務(wù)，不需要考慮槽位規(guī)則。在運(yùn)營時(shí)，無需電扇。除模塊外，只需要DIN原則導(dǎo)軌，就可將模塊旋轉(zhuǎn)到位，安裝在導(dǎo)軌上并由螺釘緊固。這種構(gòu)造形式非常牢固并且有高電磁兼容性。背板總線集成在模板上，通過將模板插入到總線連接器進(jìn)行裝配。S7-300模塊品種繁多，應(yīng)用范疇十分廣泛，可用于集中形式擴(kuò)展，亦可用于帶ET200M分布式構(gòu)造配備；其成果是明顯減少成本和維護(hù)用備件。5.CPU種類：有各種不同性能分級(jí)(直到高性能)CPU可供控制器使用。通過高效解決速率，CPU能提供很短機(jī)器時(shí)鐘時(shí)間。取決于您眼前任務(wù)，可提供帶集成I/O以及集成技術(shù)功能和集成通信接口CPU。3.2.3CPU1．CPU-特點(diǎn)：集成接口：直接集成在CPU內(nèi)接口，可使用既有總線技術(shù)來建立一種高性能通信環(huán)境。多點(diǎn)接口MPI：對(duì)于和PG/PC，HMI系統(tǒng)以及其他SIMATICS7/C7/WinAC自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行通信而言，MPI是一種經(jīng)濟(jì)而又實(shí)惠解決方案。最多可連接125個(gè)MPI節(jié)點(diǎn)，通信速率為187.5Kbit/s：?在不同控制器之間傳播過程數(shù)據(jù)；用這種辦法，例如，一種CPU可以存取第三方控制器輸入/輸出。?HMI:HMI服務(wù)程序早已集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，因而，無需任何編程就能將數(shù)據(jù)傳送到所連接SIMATIC操作員面板或操作員站上。MPI還能作為一種PROFIBUSDP接口使用，容許配備2條DP線(只限于CPU318-2DP)。PROFIBUSDP：能將SIMATICS7-300連接到開放式型現(xiàn)場總線PROFIBUSDP(依照EN50170)，因而可建立起較大型分布式構(gòu)造系統(tǒng)。這可擴(kuò)大通訊范疇，從SIMATIC控制器到來自第三方制造商現(xiàn)場設(shè)備均可進(jìn)行通訊。和已有SIMATICS5或SIMATIC505系統(tǒng)通信更是不成問題。使用STEP7軟件對(duì)分布式I/O模塊進(jìn)行組態(tài)和對(duì)集中式I/O模塊進(jìn)行組態(tài)，所用法是相似，因而能節(jié)約工程時(shí)間和費(fèi)用。以這種辦法，S7-300可作為主站或從站。共享功能：HMI功能(人機(jī)接口功能)及PG功能(編程器功能)均可通過這二種接口(MPI，DP)完畢。例如可通過PG/PC進(jìn)行遠(yuǎn)距離編程。此外，一臺(tái)編程器可以操作各種CPU，或幾種編程器能訪問同一種CPU。藉路由功能之助，連接在網(wǎng)絡(luò)中任一種節(jié)點(diǎn)上一臺(tái)編程器都可訪問該網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)。使用通訊模塊還可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜功能。2.CPU-創(chuàng)新在緊湊型CPU中所采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)，當(dāng)前也應(yīng)用到了全新原則型CPU312、314和315-2DP。這些全新原則CPU將取代此前型號(hào)，CPU318-2DP除外。這樣做有如下優(yōu)勢(shì)：縮短機(jī)器時(shí)鐘時(shí)間：命令執(zhí)行時(shí)間減少到原有1/3或1/4，因而減少機(jī)器時(shí)鐘時(shí)間和為更高生產(chǎn)率奠定基本。減少工程成本：由于更大容量構(gòu)架(例如，大容量RAM)。新CPU為面向任務(wù)STEP7工程工具應(yīng)用構(gòu)成一種平臺(tái)，例如SCL高檔語言和使用面向生產(chǎn)工藝運(yùn)營軟件，例如EasyMotionControl(輕松運(yùn)動(dòng)控制)。此外，簡化了模塊化編程及既有程序再運(yùn)用。除了建立程序，工程工具還簡化了程序可讀性、維護(hù)和文檔化。最重要是，明顯地減少工程費(fèi)用。減少運(yùn)營成本：新CPU向顧客展示其增長性能，即減少設(shè)備運(yùn)營成本。如一種作為數(shù)據(jù)和記憶存儲(chǔ)微型存儲(chǔ)器卡(MMC)，亦可取銷后備電池，因而減少維護(hù)費(fèi)用。一種涉及符號(hào)和注釋成套項(xiàng)目存儲(chǔ)在MMC中從而使維修等服務(wù)更為以便。由于服務(wù)不再需要組態(tài)數(shù)據(jù)。此外，MMC使程序更新簡樸易行。減少安裝空間需求：全新CPU其寬度只有40mm，而不是此前80mm。這就意味著控制器以及開關(guān)柜將更為緊湊。減少采購成本：與至今始終在使用存儲(chǔ)器卡相比較，新微存儲(chǔ)卡(MMC)有明顯價(jià)格優(yōu)勢(shì)。增長靈活性：新CPU提供更強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)能力，由于容許更多CPU以及操作員控制和監(jiān)視設(shè)備能連接在一起。作為開放系統(tǒng)，使用由DPV1功能支持PROFIBUS，新CPU可以對(duì)所連接第三方系統(tǒng)進(jìn)行更全面參數(shù)化和診斷。此外，能在運(yùn)營模式讀/寫微存儲(chǔ)器卡(MMC)，因而，例如，能對(duì)測量值進(jìn)行歸檔或進(jìn)行配方解決。3.所選CPU315-2DP-重要技術(shù)指標(biāo)表1所選CPU315-2DP-重要技術(shù)指標(biāo)CPU315-2DP主存儲(chǔ)器(應(yīng)用)128k字節(jié)/42k字句裝載存儲(chǔ)器通過MMC64k字節(jié)到8M字節(jié)后備通過MMC所有所有模塊解決時(shí)間?位操作?字操作?定點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算?浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算<100ns<0.5μs<3.5μs<3μs位存儲(chǔ)器/定期器/計(jì)數(shù)器?位存儲(chǔ)器?S7定期器/S7計(jì)數(shù)器?IEC定期器/IEC計(jì)數(shù)器16K字節(jié)256/256有模塊數(shù)量?可裝載塊數(shù)量(FC+FB+DB總和)?數(shù)量范疇10242048FC，2048FB，1023DB組織塊(OB)自由掃描周期(OB1)實(shí)時(shí)中斷(OB10)延時(shí)報(bào)警(OB20)時(shí)間觸發(fā)(OB35)中斷觸發(fā)(OB40)DPV1再啟動(dòng)(OB54-56)再啟動(dòng)(OB100)異步出錯(cuò)(OB80，82，85-87)同步出錯(cuò)(OB121，122)地址范疇?I/O地址區(qū)?I/O過程映象?數(shù)字量通道?模仿量通道2048/2048字節(jié)128/128字節(jié)1024256擴(kuò)展?機(jī)架?每個(gè)機(jī)架中模塊最大4個(gè)8DP接口?DP線接口數(shù)量/CP342-5?等距離?從站激活和解除激活?傳播速率?每個(gè)站從站數(shù)量?站與站之間通信1/1有有12MBit/s64有外形尺寸，(mm)40x125x1303.2.4PS307電源模塊5A6ES7307-1EA00-0AA01．特性：PS307電源模塊(5A)具備如下明顯特性：?輸出電流5A?輸出電壓24VDC；防短路和開路保護(hù)?連接單相交流系統(tǒng)(輸入電壓120/230VAC50/60Hz)?可靠隔離特性，符合EN60950?可用作負(fù)載電源2．技術(shù)特性：PS3075A(6ES7307-1EA00-0AA0)尺寸80×125×120mm重量約740g輸入電壓?額定值120/230VAC系統(tǒng)頻率?額定值50Hz～60Hz?容許誤差47Hz～63Hz額定輸入電流?230V時(shí)1A?120V時(shí)2A起動(dòng)電流(在25°CI2t(在起動(dòng)電流時(shí))1.2A2s輸出電壓?額定值24VDC?容許誤差24V±5﹪，防開路保護(hù)?上升時(shí)間最大2.5s輸出電流?額定值5A，不能以并聯(lián)方式連接短路保護(hù)電子式，非鎖定，1.1～1.3﹡IN殘存紋波最大150mVss按