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智能壓力變送器在8#高爐監(jiān)測中體現(xiàn)富氧系統(tǒng)提高其穩(wěn)定系數(shù)

來源:上海自動化儀表三廠   2020年01月09日 10:39  

智能壓力變送器在8#高爐監(jiān)測中體現(xiàn)富氧系統(tǒng)提高其穩(wěn)定系數(shù)

[淺  析] :

      下問主要闡述:鞍山承鋼公司煉鐵四車間8# 爐富氧儀控系統(tǒng)為例進(jìn)行闡述,通過對整體富氧系統(tǒng)控制方式及設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí),非常終實現(xiàn)提高生產(chǎn)率和減少故障率的目的。

    富氧是大型煉鐵高爐冶煉中*的能源介質(zhì),通過不斷穩(wěn)定提高富氧率可以優(yōu)化高爐鐵水質(zhì)量、減少焦比、增加噴煤量,提高冶煉系數(shù)和鐵水產(chǎn)量。因此,研究煉鐵高爐如何穩(wěn)定提高富氧率,成為一項技術(shù)熱點。本文已承鋼公司煉鐵廠 5#爐富氧儀控系統(tǒng)為例進(jìn)行闡述。8#爐富氧儀控系統(tǒng)于 2012年12月投產(chǎn)使用。采用鼓風(fēng)機后富氧方式,由總管進(jìn)入富氧站,經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)和流量調(diào)節(jié)后加入冷風(fēng)管道。也是降低焦比、提高鐵產(chǎn)量的有效措施。

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     圖1中的8# 高爐富氧儀表檢測控制流程圖,其中儀表檢測點包括 :富氧進(jìn)站壓力、富氧出站壓力、富氧流量、富氧溫度。

          儀表檢測設(shè)備具體為 :富氧進(jìn)站、出站壓力使用壓力變送器 :EJA530A-DCS9N。富氧溫度使用鉑熱電阻 :WZPK220Pt100。富氧流量使用差壓使流量計,差壓變送器 :EJA110ADMS5A。另外壓力、流量檢測加裝隔離配電器,保障安全的同時減少干擾提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,隔離配電器 :NPPD-111D。下圖2中:  流量檢測結(jié)構(gòu)圖。

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    式中 :F :未補償流體流量 ;k :流量系數(shù) ;?p :流量差壓值 ;p :差壓變送器量程由于氣體的可壓縮性,富氧流量測量值要統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) (0℃,1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 ) 下的體積流量 QVN, 因此就需要對測量到的富氧流量值進(jìn)行溫度、壓力補償換算 :

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    式中 :f :補償后的流體流量 ;T實 :流體實際溫度 ;P實 :流體實際壓力 ;P設(shè) :流量計設(shè)計壓力 ;T設(shè) :流量計設(shè)計溫度

    2  8#高爐富氧系統(tǒng)控制方式及設(shè)備
    富氧壓力流量調(diào)節(jié)的給定信號增加 NPGL-111D型隔離器,防止因為干擾影響富氧測量的準(zhǔn)確性,提高測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性,確保對富氧系統(tǒng)的控制準(zhǔn)確有效。調(diào)節(jié)執(zhí)行器選用氣動調(diào)節(jié)閥,控制簡單,反應(yīng)快速,且本質(zhì)安全。

    富氧控制系統(tǒng)功能 :實現(xiàn)對富氧出站壓力、流量的測量變送、轉(zhuǎn)換運算、溫壓補償后在監(jiān)控計算機畫面顯示。操作崗位人員通過監(jiān)控計算機設(shè)定工藝需要的出站壓力和流量值,在 PLC控制系統(tǒng)中將測量值與給定值在 PID控制塊中完成 PID運算,然后將給定閥位開度信號通過 AO 模板輸出到現(xiàn)場執(zhí)行器,實現(xiàn)對閥位的控制,非常終完成對壓力流量的控制。富氧壓力、流量控制回路如下圖3 調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖

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    8# 爐壓力調(diào)節(jié) :氣動調(diào)節(jié)閥 ;產(chǎn)品型號 :HCP-V ;執(zhí)行機 構(gòu) :HA3R ;公 稱 通 徑 :100mm ;公 稱 壓 力 :4.0Mpa ;額定 行 程 :38mm ;額 定 流 量 系 數(shù) :CV220 ;彈 簧 壓 力 范 圍 :80Kpa~240Kpa ;閥體材料 :SCS13A ;閥內(nèi)組件材料 :SUS304 ;流量特性 :對數(shù) ;設(shè)計位號 :FV-101。

    8# 爐 流 量 調(diào) 節(jié) :氣 動 調(diào) 節(jié) 閥 ;產(chǎn) 品 型 號 :HCB ;執(zhí) 行機 構(gòu) :HA3R ;公 稱 通 徑 :150mm ;公 稱 壓 力 :4.0Mpa ;額定 行 程 :50mm ;額 定 流 量 系 數(shù) :CV420 ;彈 簧 壓 力 范 圍 :80Kpa~240Kpa ;閥體材料 :SCS13A ;閥內(nèi)組件材料 :SUS316 ;流量特性 :對數(shù) ;設(shè)計位號 :FV-101。

    3  富氧聯(lián)鎖保護系統(tǒng)
    表 1 為富氧安全保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)表 :(8# 高爐富氧站未設(shè)置單好的富氧快切閥,不滿足安全連鎖條件時有壓力調(diào)節(jié)閥配合快排實現(xiàn)氧氣的快速切斷。)同時要對富氧系統(tǒng)在日常點檢時要觀察在線趨勢是否正常,如有異常及時處理。另外還要對現(xiàn)場儀表定期檢查、確認(rèn)導(dǎo)壓管路有無泄漏、定期清掃富氧室衛(wèi)生,檢查儀表線路及接線盒外觀有無損壞,是否完好。檢查盤后現(xiàn)場儀表接線是否牢靠,端子是否松動。富氧用壓力、流量變送器要按照校準(zhǔn)周期進(jìn)行校準(zhǔn),確保儀表準(zhǔn)確可靠。

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    4  富氧系統(tǒng)日常維護
         ①富氧溫度測量故障,因為富氧管道震動較大,測溫電阻常因震動損壞,溫度異常的話,連帶著會影響到富氧流量的溫度壓力補償,甚至因此富氧連鎖系統(tǒng)誤動作。使用熱電阻芯為鎧裝的型號可以適當(dāng)延長使用壽命,減少故障。②富氧壓力測量故障,EJA530A 系列變送器運行穩(wěn)定,正常使用中富氧系統(tǒng)壓力測量故障率極低。壓力變送器故障檢查的方式一般都可以先看表頭顯示,然后用萬用表檢測輸出信號。③富氧流量故障,富氧流量因為溫度壓力補償?shù)脑?,會受到溫度和壓力的影響,所以在檢查流量故障時,不能只檢查差壓變送器,還要同時排查壓力、和溫度測量元件是否正常。以便更快的解決故障,提高作業(yè)效率。④氣動調(diào)節(jié)閥常見故障,如調(diào)節(jié)閥不動作,常見原因主要是沒有信號壓力,可以先確認(rèn)動力氣源閥門是否打開,可以通過觀察減壓閥后氧氣表頭指示確認(rèn)。⑤閥門定位器是控制閥的主要附件 .它將閥桿位移信號作為輸入的反饋測量信號 ,以控制器輸出信號作為設(shè)定信號,進(jìn)行比較,當(dāng)兩者有偏差時,改變其到執(zhí)行機構(gòu)的輸出信號,使執(zhí)行機構(gòu)動作,建立了閥桿位移倍與控制器輸出信號之間的一一對應(yīng)關(guān)系。

    8號高爐富氧調(diào)節(jié)故障應(yīng)急預(yù)案
    事故特征 :因各種原因引起的高爐富氧調(diào)節(jié)不動作,全開、全關(guān)情況。

      應(yīng)急措施 :①檢查富氧連鎖條件,判斷是否因富氧條件不滿足導(dǎo)致富氧切斷。②如確定非安全連鎖條件觸發(fā),詢問煉鐵當(dāng)班工長高爐爐況及需要富氧量。③攜帶對講機并要求崗位人員一同前往富氧閥門室。④現(xiàn)場手動關(guān)閉調(diào)節(jié)閥所在氣路截止閥。在滿足富氧條件下,手動緩慢開啟富氧旁路截止閥使富氧流量達(dá)到工藝要求。⑤保持與值班室通訊,在故障處理期間手動調(diào)節(jié)旁通截止閥調(diào)節(jié)富氧流量。⑥確保安全的情況下,2 人以上處理調(diào)節(jié)閥現(xiàn)場故障。一人監(jiān)護一人操作。⑦故障排除后院秒故障點并通知崗位操作人員對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行測試。⑧確認(rèn)無問題后,需2 人同時操作旁路截止閥及主氣路調(diào)節(jié)閥。保持與值班室聯(lián)系,緩慢關(guān)閉旁路、打開主氣路。⑨完成故障處理完成,調(diào)節(jié)閥投自動后?,F(xiàn)場觀察 10min~15min,待設(shè)平穩(wěn)運行后離開現(xiàn)場。

    6  注意事項
     ①準(zhǔn)備好使用工具和儀表設(shè)備。②及時聯(lián)系需要配合作業(yè)的工種。③確保人身安全及設(shè)備安全的情況下才可作業(yè)。④到達(dá)現(xiàn)場后盡快恢復(fù)高爐富氧。

    7  總結(jié)
    20世紀(jì) 90年代早期,高爐焦比就實現(xiàn)了 300kg/tHM。然而,由于高爐富氧太低,進(jìn)一步降低焦比的步伐至今仍十分緩慢。研究指出,富氧煉鐵將有效降低爐頂煤氣溫度,增大噴煤量,降低焦比和提高高爐生產(chǎn)率。

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