干熄焦提升机和焦罐车的联锁控制
干熄焦提升机自动控制浅析
综述与专论2018·1026Chenmical Intermediate当代化工研究干熄焦提升机自动控制浅析＊黄 超（河钢集团唐钢美锦（唐山）煤化工有限公司 河北 063700）摘要：干熄焦技术的不断发展，干熄焦提升机自动控制系统也在不断的完善。
本文首先对干熄焦技术进行介绍，然后对干熄焦提升机系统进行介绍，最后对干熄焦提升机系统中自动控制系统进行分析。
关键词：干熄焦；提升机；自动控制中图分类号：T 文献标识码：AAnalysis on Automatic Control of Coke Dry Quenching ElevatorHuang Chao(Tangshan Steel Meijin (Tangshan) Coal Chemical CO., LTD. of Hebei Iron and Steel Group, Hebei, 063700)Abstract ：With the continuous development of coke dry quenching technology, the automatic control system of coke dry quenching elevator isalso being continuously improved. This article introduces the coke dry quenching technology firstly, then introduces the coke dry quenching elevator system, and finally analyzes the automatic control system in the coke dry quenching elevator system.Key words ：coke dry quenching ；elevator ；automatic control1.前言随着干熄焦技术的发展和国家环保方面的要求，干熄焦在整个焦化行业的应用越来越广泛。
干熄焦重要设备联锁条件
一．循环风机（GAIM1）启动条件 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 条件名 循环风机给油装置重故障 循环风机允许启动 循环风机油箱液位低 循环风机变频系统低压电源合闸信号 循环风机变频器故障 循环风机变频器报警 循环风机变频系统低压电源断路器故障信号 若循环风机变频器未运行，则循环风机流量挡板电机关极限需为1 若循环风机变频器未运行，则循环风机变频器就绪 循环风机自动控制为1或循环风机现场控制为1 循环风机1#油泵运行或循环风机2#油泵运行 循环风机前轴承温度未HH 循环风机后轴承温度未HH 循环风机电机前轴承温度未HH 循环风机电机后轴承温度未HH 循环风机电机定子温度U1未HH 循环风机电机定子温度V1未HH 循环风机电机定子温度W1未HH 气体循环风机负荷端垂直振动未HH 气体循环风机非负荷端垂直振动未HH 气体循环风机负荷端水平振动未HH 气体循环风机非负荷端水平振动未HH 气体循环风机电机非负荷端振动未HH 气体循环风机电机负荷端振动未HH 二次过热器出口主蒸汽温度1、2未HH 汽包液位1、2未HH 汽包液位1、2未LL 除氧器液位未LL 1#锅炉给水泵或2#锅炉给水泵运行（无地址） 条件 为0 为0 为1 为0 为0 为0 为1 为1 为1 为1 小于80℃ 小于80℃ 小于80℃ 小于80℃ 小于105℃ 小于105℃ 小于105℃ 小于80μm 小于80μm 小于80μm 小于80μm 小于55μm 小于55μm 小于553℃ 小于150mm 大于－ 250mm 大于－ 400mm 为1 备注 开关量 开关量 开关量 开关量 开关量 开关量 开关量 开关量 开关量 开关量 开关量 PT100 PT100 PT100 PT100 PT100 PT100 PT100 4～20mA 4～20mA 4～20mA 4～20mA 4～20mA 4～20mA K型TC 4～20mA 4～20mA 4～20mA 开关量
干熄焦提升控制系统焦罐偏载联锁信号的优化
由于前 述原 因客观存 在 ，只能 尽 可能调 整 到
技术规范水平 ，但终究难 以有效消除。经济可行
的办法 是对 Ｐ Ｌ Ｃ参 数进行 优 化 ： （ １ ） 根 据 干熄 焦 偏 载 曲线 分 析提 升 机 出现 偏 载 的最大值 及其 延 时时 间 ，各 干熄 焦需 设定 不 同的保 护值 。
（ ２ ） 同一 千 熄 焦 ，可 从 大 量 的单 炉 运 行 跟
多次 因焦罐偏 载信号 误报影响提升机 的 自动运
行 ，如监测 到 一干熄 着 床 、提 升横 移过 程 中存 在 偏差 、持续 时 长 分别 ７ ｔ 、４ Ｓ 和６ ｔ 、１ ０ Ｓ ，严 重
超过 ３ ｔ 、２ ｓ的设计 水 平 。 为维 持 生产 ，焦罐 偏
偏 载联 锁 信 号 优 化 后 ，运 行 ２年 多 系统 运 行 稳 定 ，既避 免 了偏 载误 报 引起 的提 升机 联锁 停机 现 象 ，又保 证 了干熄 焦提 升 系统 的安全 稳 定 。
中变速）时， 较短侧钢丝绳先受力而引起偏载。
（ ２ ） 在横 向行 走 过程 中 ，提 升机 两 侧 导 轨 水平标 高存 在误 差且 同轨平 直度较 差 ，导 致焦 罐
载联 锁信 号长 期解 锁状 态下 运行 ，对 干熄 焦提 升
作业 存 在重 大安 全隐患 。
踪 偏载 曲线 ，找 出其偏 载 规律 ，在 不 同的运 行 时 段 采用 不 同 的偏 载保 护值 。如 一干 熄焦 提升 机 可 将重罐 行 走过程 偏 载保 护值选 择 ＜６ ｔ ，但 在其 它
时 间可选 择 ＜３ ｔ 。
２ 分析 与改进
２ ． １ 原 因分 析
（ ３ ） 必 须选 择 适 当的延 时 时 问 ，以屏 蔽 一
刍议焦化厂干熄焦提升机控制系统探讨 王俊皓
刍议焦化厂干熄焦提升机控制系统探讨王俊皓摘要：干熄焦提升机是干熄焦系统的核心，是将红焦运送到干熄槽的专用设备。
由于干熄焦提升机运行环境具有高温、重载特点，运行中机械、电气故障频发，严重制约了干熄焦系统长期高效的运行，因此有必要对提高干熄焦提升机运行的稳定性进行分析和探讨。
本文就焦化厂干熄焦提升机控制系统进行了简要探讨。
关键词：干熄焦提升机；焦化厂；控制系统提升机运行于提升井架及干熄炉构架上，是把需要干熄的红焦运送到干熄炉顶的专用设备。
它将运送至提升井架下装满红焦的焦罐提升到干熄炉顶，并沿轨道横移走行至干熄炉装入料斗上方，然后下降并与装入装置相配合，将红焦装入干熄炉内，装焦完成后，再将空焦罐送回到运载车上。
提升机的特点是运行速度快、自动控制水平高。
提升机本身设单独的PLC控制系统，正常生产时与其他设备联动，在主控室操作，特殊情况下可以机旁手动操作。
1干熄焦工艺干熄焦工艺是利用惰性气体（氮气），在干熄炉内与炽热红焦进行换热，从而冷却焦炭。
吸收了红焦热量的惰性气体，将热量传递给干熄焦锅炉产生高温高压蒸汽，蒸汽送至汽轮机进行发电（蒸汽冷凝成水后，打入除盐水箱循环使用）。
冷却后的循环气体再由风机加压，鼓入干熄炉内循环使用。
干熄焦系统主要由焦炭物流系统（提升机、干熄炉、装入装置、排焦装置、电机车及焦罐台车、焦罐）、气体循环系统（循环风机、干熄炉、一次除尘器、二次除尘器、锅炉）、干熄炉系统、除尘地面站、自动控制系统、发电系统等部分组成。
2干熄焦提升机的电气传动控制系统由于干熄焦提升机需要多次地起动、制动和上升下降，因此其电气传动系统主要采用了具有回馈功能的变频调速控制方法，这种方法可以确保传动系统的可靠性、安全性和有效性，从而实现能源的节约，并且确保了干熄焦提升机的顺利开展。
干熄焦提升机的电气传动系统主要包括了电源控制装置、整流回馈装置、逆变装置、变频装置以及其他相关的辅助设备等等。
干熄焦提升机在正常运行时会使用电气传动系统，当变频装置或者是某个提升装置发生问题时，可以直接使用单个整流装置、逆变装置或者是单电机来控制干熄焦提升机的正常工作，从而完成干熄焦完整的工作循环流程。
干熄焦提升机电气控制系统故障排除与优化改进
干熄焦提升机电气控制系统故障排除与优化改进摘要：干熄焦提升机是运送红焦进入干熄槽的专用设备，先将装满红焦的焦罐运送到提升机卷塔下，然后提升到塔顶，沿着干熄槽上方轨道运行，最后运送到干熄槽装入料斗上方，然后缓慢卷下红焦罐，坐在料斗上，焦罐底部的闸门会自动打开，红焦随之进入干熄槽，完成装焦之后，将已经放空的焦罐再次卷起，走行到提升机卷塔，然后卷下送回运载车，进行下一次接送运输。
在干熄焦提升机运行的过程中，电气控制系统会影响整体运行的稳定性，所以要做好系统故障排除工作，并且根据故障问题采取有效的优化措施，本文就此进行分析和阐述。
关键词：干熄焦；提升机；电气系统；故障排除引言从目前的发展情况来看，各个行业和领域都在想自动化的方向前进，PLC技术的应用愈加广泛。
以电气行业来说，该技术的应用可以提升电气工程自动化水平，为工程技术的发展提供了更多支持。
目前，电气控制水平日益提升，生产效率随之改善，使现代化工业有了更加明确的发展方向，带动了社会整体的发展和进步。
在干熄焦提升机电气控制系统中，为了提升系统的控制效果和稳定性，可以采用PLC技术，实现系统的自动监控和运作，强化故障诊断与排除能力，充分满足干熄焦提升机的运行需求，保障设备运行的效率与安全。
1干熄焦提升机的设备与结构特点干熄焦提升机属于桥式其中运输设备，设备特点比较明显，主要在焦罐的升降、平移中应用。
干熄焦的组成部分有很多，包括夹紧装置、起重导轨、吊具、走行装置等等。
设备的输送机构主要由提升和走行两个装置构成，采用提升机、走行机提供动力，运用双电机配置，主提升电机采用的是交流变频电机，备用电机为鼠笼式电机。
如果主提升发生故障，则备用电机可以应急使用[1]。
平移装置采用一部交流变频电机，用于提供驱动力，不论是提升还是平移，电机的制动方式都为抱闸制动。
提升机控制系统的核心为PLC，属于矢量型变频调速系统。
系统构成比较复杂，包括电气传动系统、检测系统、照明、PLC控制系统等等。
干熄焦电机车及焦罐车出现故障时如何操作？
干熄焦电机车及焦罐车出现故障时如何操
作？
答：干熄焦电机车及焦罐车出现故障应做如下操作。
（1）走行系统故障。
如果电机车的走行系统出现故障，应迅速通知检修人员进行处理。
如果短时间内无法恢复，而焦罐内有红焦，应松开走行闸，用备用车将电机车拖至提升机井架下对准位置，采用手动方式将焦罐内红焦装入干熄炉。
如果在短时间内无法恢复，而电机车又无法拖至提升机井架位置，则应洒水将焦罐内的红焦熄灭，待红焦完全熄灭后将焦罐内的焦炭扒出。
有几点要注意：一是焦罐内用水熄灭的焦炭千万不能装入干熄炉，因为水熄的焦炭含有大量的水分，若装入干熄炉会造成干熄炉内及气体循环系统中H2、CO等可燃成分浓度急剧增加而发生爆炸现象；二是在扒出焦罐内焦炭时要注意防止烫伤，因为焦罐内焦炭表面上熄灭了，但焦炭温度仍然较高，甚至少量焦块中心还可能没有完全熄灭；三是扒出焦炭时要防止中毒，因为用水熄灭焦炭时发生的水煤气反应会生成CO，而焦罐内部通风条件又较差，因此要采取必要的安全措施并有专人监护。
（2）旋转系统故障。
因设备本身的缺陷或操作上的失误，都有可能导致焦罐旋转不到位。
发现焦罐旋转不到位后，应停止电机车走行，将焦罐再旋转1～3次，直到焦罐旋转到位。
若焦罐仍不能旋转到位，则应松开旋转电机的闸，用管
钳转动旋转减速机的轴，将焦罐旋转到正确位置，再按正常操作程序将焦罐内的红焦装入干熄炉。
对于旋转不能正确定位的焦罐，在检查处理好之前，不允许再次装入红焦。
三车联锁技术的工作原理及应用
三车联锁技术的工作原理及应用三车联锁是焦炉生产的重要安全设施，对焦化厂的安全生产有着十分重要的意义，实现稳定的三车定位，将是三车联锁技术的关键。
本文针对河钢邯钢焦化厂采用的三车联锁技术，分析了其运行原理及应用。
标签：三车联锁；焦炉；故障处理炼焦生产中，推焦机、拦焦机和熄焦机简称三车，三车的精确定位与锁定是焦炉安全生产的核心问题之一。
由于现场工作环境恶劣，各车之间的距离较远及彼此不可见，容易造成三车对位偏差、协调操作失误及红焦落地等事故。
要实现焦炉三车的炉号自动识别、推焦动作联锁，首先要解决两个基础的技术问题：第一，三车的定位问题，解决了定位问题，就实现了炉号自动识别问题；第二，三车之间、三车与中控室之间的数据交换问题，即通信问题。
因此国内外的三车联锁系统无一例外地采用定位技术和通信技术来实现焦炉的三车联锁。
河钢邯钢焦化厂采用武汉利得的三车联锁技术即实现了这一目标。
1 三车联锁系统的组成原理焦炉三车联锁系统主要由两部分组成，编码电缆定位技术和数据通讯技术。
1.1 编码电缆定位的工作原理编码电缆是定位系统中关键部分，编码电缆是由电缆芯线、模芯和电缆护套构成。
芯线有两种，即基准线（R线）和地址线（G0线—G9线）。
基准线R在整个电缆段中不交叉，地址线是按格雷码的编码规律来编制的，G0每隔20CM 交叉一次，G1每隔40CM交叉一次，G2每隔80CM交叉一次，……G9在整个电缆段中只交叉一次。
编码电缆位置检测原理：移动机车上安装一个天线箱（发射天线），天线箱距离扁平电缆10-30CM，天线箱发射的高频信号通过电磁感应被地面的编码电缆接收，R线为平行敷设的一对线，接收到的信号作为基准信号，G0—G9在不同的位置有不同的交叉点，其接收到的信号在经过偶数个交叉后，相位与基准信号相同，在经过奇数个交叉点后，相位与基准信号的相位相反，若规定同相位时地址为“0”，反相位时地址为“1”，则在编码电缆的某一位置得到唯一10位的地址编码，此对应与机车的一个地址。
浅谈干熄焦提升机控制系统
工 程 技 术1 提升机工作过程干熄焦提升机是于熄焦生产的关键设备之一,主要用于将运送至提升井架下装满红焦(约1050℃)的焦罐提升到干熄炉顶,并沿轨道横移走行至干熄炉装入料斗上方,然后下降并与装入装置相配合,将红焦装入干熄炉内。
装焦完成后,再将空焦罐送回到焦罐台车上。
干熄焦提升机在室外使用,热辐射温度高、潮湿、烟气含尘量大,距离地面约40m,风速<20m/s时能正常作业。
2009年6月份,本钢焦化厂8、9#焦炉配套建设的190t/h干熄焦工程投产,其提升机为1台2层结构的桥式起重机,主要由起重装置、走行装置、安全装置、吊具、焦罐盖、钢结构主框架、起重导轨、机械室及平台及走梯等组成。
供电及信号传输电缆通过设在提升机侧面的电缆小车从车下送至提升机上。
提升机采用正常运行电机加应急运行电机的配置方式,提升机构使用1台交流变频电机作为正常提升电机。
提升机控制系统主要包括配电保护系统、电气传动控制系统和PL C控制系统,还包括照明润滑、通风及检修电动葫芦等辅助设备控制系统。
2 电气传动控制系统干熄焦提升机频繁起动、制动,频繁升降,电气传动系统采用具有能量回馈功能的变频调速控制方式,这样保证传动系统的可靠性、安全性,实现节能降耗。
干熄焦提升机的传动系统主要包括电源控制柜、整流回馈装置、提升逆变装置、走行逆变装置、应急控制柜、提升变频电机、提升鼠笼式电机、走行变频电机、走行鼠笼式电机以及相应的辅助设备。
提升机正常工作时采用变频调速电气传动系统,当变频调速电气传动系统故障时,采用继电器、接触器控制系统控制提升机运行,用于完成干熄焦工艺要求的1个完整工作循环。
该传动控制方式的优点是总装机容量小、耗能少、一次投资少;缺点是正常提升(或走行)电机传动控制装置出现故障时,应急提升(或走行)电机控制装置只用来完成未完成的提升机工艺循环要求,不能维持生产。
3 PLC控制系统及通讯网络由于干熄焦提升机是干熄焦工程的关键设备之一,一旦停机会带来重大经济损失,为保证控制系统的可靠性、稳定性,PLC 控制系统都以具有冗余功能的CP U为核心构成冗余网络化自动控制系统,整个系统主要包括冗余CPU、地面电气室分布I/0、提升机机上分布I/0、整流装置、逆变装置、操作监视工作站(人机界面)、编码器、中继器、星形连接器、通讯介质及配件等。
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干熄焦提升机和焦罐车的联锁控制
作者：康陶
来源：《中国科技博览》2015年第12期
[摘要]本文简单介绍了西门子PCS7在首钢干熄焦系统的应用。
概述了干熄焦有关工艺流程，系统功能和硬件配置部分，重点介绍了干熄焦提升机系统与焦罐车PLC系统之间的联锁控制。
[关键词]PCS7；干熄焦；焦罐车；提升机
中图分类号：TQ520.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0107-01
0 前言
干熄焦技术起源于瑞士，最早的干熄焦装置是1917年瑞士舒尔查公司应用的。
我国干熄焦技术的应用，始于上海宝钢。
宝钢在1985年一期工程引进日本干熄焦装置并正式投产运行。
2009年5月首钢投产的260t/h的干熄焦装置，引进日本新日铁公司的干熄焦技术，是目前国内最大的干熄焦装置。
1 干熄焦系统
1.1 干熄焦工艺流程
干熄焦工艺是利用冷的惰性气体（氮气），在干熄炉冷却室内与红焦进行换热，从而冷却焦炭，吸收了红焦热量的惰性气体，经过一次除尘后将热量传递给锅炉产生高温高压蒸汽，蒸汽再被送至汽轮机进行发电，冷却后的循环气体经一次除尘和二次除尘后再由循环风机加压，吹入干熄炉内循环使用。
干熄焦系统由排焦运焦系统、干熄炉、装入装置、提升机、一次除尘器、二次除尘器、干熄焦锅炉系统、循环风机、除尘地面站、水处理系统、自动控制系统、发电系统等部分组成。
1.2 硬件系统配置
干熄焦自动化配置系统使用德国西门子PCS7冗余S7400PLC，在冗余控制中，两套PLC 系统互为备用分为主从PLC，即：在冗余PLC系统，主从PLC控制系统每时每刻都在进行通讯，保持一致，随时准备进行切换，一旦主PLC发生故障后会立即切换到从PLC，保证生产能过连续正常运行。
1.3 软件系统配置
通过西门子PCS7系统实现自动控制，根据工艺需要，采用CFC块构成的逻辑控制，PCS7上位监控系统由三台操作员站用于对干熄焦系统的操作以及数据采集、处理、记录及报警，并且将监控画面的指令通过工业以太网传送给下位PLC。
2 干熄焦与焦罐车联锁控制
干熄焦与焦罐车在自动运行过程中联锁控制主要由两部分组成：硬件联锁控制和软件联锁控制。
两者必须都满足条件APS，提升机才能执行动作。
2.1 干熄焦与焦罐车控制工艺
从焦炉推出的红焦由装在电机车上的旋转焦罐接受，旋转焦罐由变频器控制，在接焦的过程中恒速旋转，使红焦均匀地落入焦罐。
再由电机车牵引到提升机井架下，由PLC完成定位、APS夹紧、接空焦罐、APS解锁、移位、APS再夹紧和向提升机发出提升红焦罐指令等一系列动作。
提升机变频装置在PLC的控制下将红焦罐按预定的速度曲线，完成挂钩、焦罐离床和焦罐盖离床等一系列加减速动作，将红焦罐提升到井架的顶部并准确定位。
走行变频装置在PLC的控制下再将红焦罐按预定的速度控制曲线，将红焦罐运送到干熄炉的顶部并再次准确定位。
在红焦罐向干熄炉顶部移动的同时，装入装置将干熄炉盖自动打开，同时，炉顶的除尘阀门自动打开。
除尘风机的变频装置自动将旋转速度提升到满负荷，使干熄炉炉口的压力为负压，防止红焦装入时粉尘外逸。
待干熄炉盖完全打开后，提升机再将红焦罐按预定的速度曲线，落放在干熄炉顶部。
焦罐到位后，其底门自动打开，向干熄炉内装入红焦。
装料完毕后，提升机和走行装置再按预定的速度曲线，将空焦罐回送到正在电机车上等待的台车上，干熄炉炉盖和炉顶除尘阀门关闭，除尘风机将速度减到预定值，从而完成一个装焦过程的循环。
一个装焦过程需要8min。
2.2 硬件联锁控制
焦罐车与干熄焦PLC的硬件信号传输是通过一组对位盘实现，如图所示为干熄焦地面对位盘。
车上对位盘设有4个电磁铁和2个磁性检测开关，地面对位盘有4个磁性检测开关和2个电磁铁。
地上对位盘的4个磁性检测负责接收焦罐车对位盘相应4个电磁铁以下信号：对位偏左偏右，APS锁闭，提升机动作；地上对位盘的2个电磁铁负责向焦罐车发送APS已锁闭，焦罐已着床。
2.3 软件联锁控制
软件通讯信号主要有一下信号组成：
软件信号联锁控制通过自动运行时以干熄焦正常生产时的操作程序进行，以满足干熄焦生产工艺要求。
中央自动时，上位切换到HCBC控制并要求焦罐车，提升机，装入装置，APS 定位装置的选择开关为自动状态。
干熄焦满足工艺要求后发给焦罐车允许空车对位，启动焦罐车走行装置进入干熄焦区域空车对位，需要通过车上硬件对位盘的电磁铁发给干熄焦偏左或偏
右信号和APS锁闭1或APS锁闭2以及网络软件上的APS锁闭同时具备后才允许APS锁闭，APS将焦罐车从正负100mm强行夹至正负10mm的停车精度，锁闭完后通过地上对位盘的电磁铁发给机车APS已锁闭信号。
焦罐车通过车上对位盘发给干熄焦提升机动作，同时网络发出允许HCBC接空罐信号同时具备后提升机把空焦罐放到焦罐车上，APS自动打开，允许HCBC满罐对位，对位完毕后，再次确认完毕后APS锁闭，依次收到对位盘的提升机动作和网络的HCBC允许送满罐，提升机自动将满罐提起到待机位后APS自动打开，焦罐车可以离开干熄焦进入焦炉区域接焦。
3 应用效果
随着干熄焦技术推广的应用，干熄焦设备的高效化，大型化成为20世纪80年代中期以来的发展趋势。
首钢干熄焦装置引进日本新日铁公司的干熄焦技术，采用德国西门子PCS7冗余系统，其提升机和焦罐车联锁控制采用硬件和软件双重保护，安全性能得到保护，值得其它干熄焦工程借鉴。
参考文献
[1] 罗时政，乔继军，张丙林，等.干熄焦生产操作与设备维护[M].-北京：冶金工业出版社，2009.9.
[2] 潘立慧，魏松波，主编.干熄焦技术[M].-北京：冶金工业出版社，2005.。