莱钢80t转炉干法除尘自控系统的研究与改进

其中 T R 是对入口温度测点 T 1 及 T 2 进行故障判断 及最值选择后得到的蒸发冷入口温度,T SP 温和 M T 是温 度调节器的设定值与输出值 , K 1 为可调系数 , 默认值为
0.5×10 , V 为计算得出的干煤气流量 , 公式如下 :
V = Pep T 0 P0 T ep dF pv V a − K 2 F pv − dt + Fz
2
主要工艺流程
转炉高温烟气经汽化冷却烟道冷却后进入蒸发冷
3
控制功能的实现及改进
该系统热试成功后 , 在生产过程中出现了一系列
却器 , 入口温度约为 800-1100 ℃ , 高压水经雾化喷嘴喷 出将烟气冷却至 220-260 ℃, 系统根据烟气含热量、烟 气流量精确控制喷水速率 , 使水完全蒸发 ; 冷却过程中 产生的粗灰由粗灰运输设备运出蒸发冷却器底部。冷
收稿日期： ２ ０ ０ ９ － ０ ８ － １ ４
问题 , 结合生产实际 , 技术人员对控制系统做出了研究 与改进。
3.1 蒸的核心部分, 其实 现的主要控制目标有: 实现烟气的最佳除尘效果; 精确控
Techniques of Automation & Applications | 99
经验交流
Technical Com munications
《自动化技术与应用》２ ０ １ ０ 年第 ２ ９ 卷第 ２ 期
莱钢 8 0 t 转炉干法除尘自控系统的研究与改进
罗 峰, 邢界宇, 王文为
（莱钢自动化部银前车间, 山东 莱芜 271104 ）
摘 要:莱钢股份炼钢厂新二区 80t 转炉采用了首套国内自主设计施工的干法除尘系统, 本文介绍了该自控系统投产以来技术人员对 其进行的研究与改进, 对于转炉干法除尘控制的设计及应用具有较为广泛的参考与推广价值。 关键词: 蒸发冷喷水控制 ; 烟气流量 ; 细灰输送 ; 除尘切换 中图分类号 :TP29 文献标识码 :B 文章编号:1003-7241(2010)02-0099-03
《自动化技术与应用》２ ０ １ ０ 年第 ２ ９ 卷第 ２ 期
能力 , 需要明确的是 , 单片机系统的抗干扰设计是一项 综合性的设计 , 由于单片机系统应用的领域宽广、环境 复杂 , 在实际应用中 , 要结合实际问题加以改进 , 采取更 有效的抗干扰措施 , 这样才能确保单片机系统的可靠
图3
继电器隔离抗干扰技术示意图
《 自动化技术与应用 》２ ０ １ ０ 年第 ２ ９ 卷第 ２ 期
经验交流
Technical Com munications
制蒸发冷却器出口温度[2] ; 及时对故障状态进行反应, 保 证转炉生产及设备稳定顺行。控制模型由出口温度调 节器和喷水流量调节器组成, 其中出口温度调节器设定 值由操作人员设定 , 喷水流量调节器设定值根据以下公 式计算:
性 , 使之能够正常、高效的工作。
对于单片机硬件抗干扰设计 , 除了上述三个主要 方面外 , 还要考虑接地抗干扰技术。应该注意 : ( 1 ) 在 低频电路中 , 常采用一点接地 , 以减小地线造成的地环 路 , 在高频电路中 , 布线和元件间的寄生电感及分布电 容将造成各接地线间的耦合影响比较突出 , 故一般采 用多点接地。 (2) 在单片机控制系统中, 数字地和模拟地 应分别接地。 此外, 还应考虑印刷电路板抗干扰的设计。应该注 意 : ( 1 ) 印刷版上易受干扰的器件可以集中布置加以屏 蔽, 热敏元件要远离发热元件[4]。 (2) 两条平行放置的导线 之间存在寄生电容和耦合电感 , 会产生相互干扰 , 因此 在线路布局上 , 要避免出现大的环形 , 尽量减少线路所 包围的面积 , 以降低电磁干扰。
( Automation Department,Laiwu Iron and Steel Group Co. Ltd. Laiwu 271104 China )
Abstract: The 80t converter in Laiwu Iron And Steel Group Co. Ltd. New Second District adopted a dry dedusting control system which was designed and constructed by domestic engineers for the first time, This paper introduces the research and improvement to this control system since it came into use, The study has wider reference value for dry dedusting control. Key words: evaporation cooling control; gas flex; dust transport; dedusting switch
−6
其中 T 0 与 P 0 为绝对温度和绝对压力 ,T ep 与 P ep 为 电除尘器出口烟气温度和压力,V a 为电除尘器出口文丘 里式流量测量实测烟气流量 , K 2 为常数 , F p v 为喷水流 量测量值 , F Z 为蒸汽流量测量值。 经过生产实践发现 , 炼钢厂区蒸汽供应严重不足 , 不能满足连续生产要求 , 各单位通过研究决定改用氮气 对喷水进行雾化, 控制系统需增加干氮气流量测点并修 改控制流程 , 煤气流量计算修改如下 :
施工的转炉干法除尘系统, 其 PLC 控制系统由莱钢自动 化部负责设计、编程及调试。由于设备及现场工况差 异 , 该系统自投产以来 , 在蒸发冷却器出口温控、风机 风量控制、切换站压差、细灰输送控制、除尘系统相互 切换等方面出现了一系列问题 , 导致该系统运行达不到 预期效果且故障率较高。技术人员通过生产过程中的 不断改进, 通过控制参数优化、过程实验、设备换型等 手段 , 最终妥善解决了上述问题。
1
引言
莱钢股份炼钢厂新二区采用了首套国内自主设计
却后的气体进入有四个电场、配备三层气流分布板的 圆筒形电除尘器 , 粉尘被电场捕集 [ 1 ] , 附着于电场阴阳 极上及分布板 , 再经振打系统和由扇形刮灰机、链式 输送机、斗式提升机等设备组成的细灰输送系统运出 电除尘器。 经过冷却与除尘的烟气进入由两座钟型杯阀组成 的液压切换站 , 对回收及放散点燃烟气进行切换 , 回收 的煤气经煤气冷却塔冷却至 60 ℃后进入煤气柜; 全系统 引风机采用轴流变频风机, 可以根据转炉吹炼阶段实现 不同烟气流量。
参考文献:
[1] 吴良斌, 高玉良, 李延辉. 现代电子系统的电磁兼容性设 计[M ]. 北京: 国防工业出版社,2004. [2] 曹玲芝, 崔光照, 吴刚. 现代测试技术及虚拟仪器[M]. 北 京: 北京航空航天大学出版社,2 00 4. [3] 裘雪红, 顾新, 侯伯亨. 微型计算机原理接接口技术[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社,2 00 1. [4] 郑伟, 单片机抗干扰及可靠性设计[J]. 电脑开发与应用, 2006,19(1):57-58. [5] 刘光斌等, 单片机系统实用抗干扰技术[M]. 北京: 人民 邮电出版社,2003. [6] 赵玉峰等, 电磁辐射的抑制技术 [M]. 北京: 中国铁道出 版社,1 98 9. [7] 雷思孝, 冯育长. 单片机系统设计及工程应用 [M]. 西安: 西安电子科技大学出版社 ,2005.
dT FSP = TR + R − TSP × K 1 × V × M T dt
检修, 每个阶段都有相应的判断条件[3]。在“吹氧过程” 阶段中, 风机的风速依据转炉的吹氧量和炉口的微差压 输出进行计算 ; 其他阶段中 , 风速为手工设定值。 原设计烟气流量测量方式为 : 在电除尘出口安装 V 形锥流量计与差压变送器（量程为 2 - 7 K P a ） , 实际施 工中采用了与莱钢大型 1 20 t 转炉相似的测量方式 , 如 图 3 所示 : 在电除尘器收缩段和水平管道各设一取压 点测其微差压 , 其中水平管道取压点为环形管取压方 式 , 微差压测量值与烟气流量为线形关系 , 经过换算得 出烟气流量值。 在系统热试过程中存在以下现象 : 风机低速启动 , 微差压变送器即输出最大值, 其测量值无法作为烟气流 量调节的实际参考值。经过实验发现 : 该测量过程中采 用的川仪 EJA120 微差压变送器量程过小 , 为 150Pa, 技 术人员使用 BT200 手持终端对其量程进行修改, 同时变 动风机转速以观察测量值, 将量程改为 1Ka （该系列微 差压变送器量程最大值） , 解决了微差压测量值与烟气 流量非线形这一制约烟气流量控制的难题。
4
结束语
本文从硬件方面探讨了如何提高单片机的抗干扰
作者简介： 孙云娟（ １ ９ ８ １ － ） ， 女， 助教， 主要从事电子信息工 程专业的教学和研究。
(上接第100页)
3.4 除尘切换系统的建立
炼钢厂新二区现有 5# 、6# 两套转炉、蒸发冷系统; 干法除尘（电除尘、风机等） 、湿法除尘两套一次除尘系 统; 一套转炉煤气柜系统。根据生产节奏及优钢普钢生产 切换、除尘系统备用要求, 两套转炉、蒸发冷系统可切换 使用干法、湿法风机, 煤气柜应明确回收煤气流向以确 保安全联锁 , 八套控制系统之间需要大量的通讯信号、 判断信号及切换信号 , 技术人员根据工艺要求, 以干法、 湿法除尘系统、转炉区域工业以太环网为基点, 建立了 炼钢厂新二区转炉除尘切换通讯网络如图 3 所示。
图1
蒸发冷喷水控制功能
并敷设电缆至现场电机（因干法除尘低配室距离现场 电机距离较远且线路复杂, 电缆敷设困难） ; 在 PLC 柜中 增加控制点并将所有电机电流信号引入监控上位机。 该改造实施后 , 相似故障未再出现 , 对稳定生产起到了 重要作用。 （下转第 131 页）
3.2 烟气流量控制及改进
在干法除尘的烟气流量控制中, 烟气流量由风机转 速决定 , 将转炉的冶炼过程分为七个阶段 , 分别为 : 冶炼 结束、预热、加铁水、开始吹氧、吹氧过程、吹氧结束、