dcs系統(tǒng)在熱風爐控制中的應用

1、DCS 系統(tǒng)在熱風爐控制中的應用 系統(tǒng)在熱風爐控制中的應用凌艷莉（煉鐵廠設備室高爐一期點檢組 攀枝花）摘要:攀鋼 3#高爐 2005 年大修后，高爐控制系統(tǒng)采用的 DCS 是西屋公司的 Ovation 系統(tǒng)。該系統(tǒng)在總結(jié) 4 高爐，新 3 號高爐 Ovatin 控制系統(tǒng)經(jīng)驗的基礎上,進一步使用了 最新技術(shù)成就和算法功能塊，使 3#高爐的 Ovatin 控制系統(tǒng)更加完善可靠。本文以攀 鋼 3#高爐 Ovation 系統(tǒng)熱風爐部分的自動控制

2、程序為藍本，簡要介紹 DCS 系統(tǒng)在熱風爐自 動控制系統(tǒng)中的應用，以期對高爐熱風爐的生產(chǎn)操作和設備維護有所幫助。攀鋼煉鐵廠 3#高爐現(xiàn)有四座內(nèi)燃式熱風爐，工藝遵從兩燒兩送的送風制度；熱風爐 的燒爐過程采用溫度－流量串級調(diào)節(jié)控制；各爐之間的燒爐、悶爐，送風的換風控制分 為：自動/單爐轉(zhuǎn)換/手動/非常 四種操作控制方式。在整個 3 高爐 Ovation 系統(tǒng)中，熱風 爐部分獨立使用了 2 個控制站和 1 個監(jiān)控站。1 3 高爐的 高爐的 O

3、vation Ovation 系統(tǒng)的軟硬件介紹 系統(tǒng)的軟硬件介紹1.1 硬件 硬件整個 3 高爐的 Ovation DCS 控制系統(tǒng)由 7 個控制站、5 個操作員站、1 個工程師站和 1個 OPC 服務器構(gòu)成。如（圖 1.1-1）所示：每個控制站的配置均為“雙機熱備冗余控制器”和單 I/O 的配置構(gòu)成。 每個操作員站均為單主機配雙顯示器配置，系統(tǒng)約定：210 站為 1 號工長臺、211 站為 2 號工長臺、212 站為卷揚操作站、21

4、3 站為熱風爐操作站、214 站為溝下操作站、200 站 為工程師站、180 站為 OPC 服務器；各控制站和各操作站之間的信息通訊采用雙纜冗余的環(huán)形以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)， 3 高爐的 Ovation 系統(tǒng)中的 4、5 號控制站負責熱風爐系統(tǒng)的控制和管理。其中：4 號內(nèi)燃式熱風爐的一般工作狀態(tài)分為燒爐，悶爐，送風三種狀態(tài)，這三種狀態(tài)在一個工 作周期里一般要經(jīng)歷：燒爐、燒爐轉(zhuǎn)燜爐、悶爐、燜爐轉(zhuǎn)送風、送風、送風轉(zhuǎn)燜爐、悶 爐、燜爐轉(zhuǎn)燒爐 8 個工藝過

5、程。在各工藝過程中，各閥門的動作過程和控制特點如下：2.3.1 燒爐： 燒爐：除 F1（冷風閥） 、F2（充壓閥） 、F9（熱風閥） 、F8（氮氣吹掃閥）處于關閉狀態(tài)外；F3、F4…..F13 的其它閥均為全開狀態(tài)；但 F11（助燃空氣調(diào)節(jié)閥）和F12（煤氣燃燒調(diào)節(jié)閥）根據(jù)操作臺指令（自動或手動） ，控制煤氣和空氣流量，實現(xiàn)自動燒爐或手動燒爐。在熱風爐的燃燒控制中，工藝要求一開始先燒拱頂溫度，這時需要合理的空煤比(低過剩空氣燃燒)以充

6、分燃燒，在流量調(diào)節(jié)方面由拱頂溫度的輸出作為主調(diào)節(jié)器，在拱頂溫度燒到符合要求的時候轉(zhuǎn)為燒廢氣溫度，對燃燒要求以煤氣過剩(空氣不足的不完全燃燒)的空煤比燃燒，在燒爐的初期希望空氣與煤氣量逐步增加穩(wěn)定的燃燒，燒爐末期則要求空煤量交替減少直至全關。因此 3 高爐熱風爐的燒爐過程控制系統(tǒng)采用以拱頂/廢氣溫度調(diào)節(jié)器輸出作為主設定的溫度－流量串級比值雙交叉限幅燃燒控制系統(tǒng)?？諝饬髁看壴O定的大小由溫度調(diào)節(jié)器的輸出、煤氣量乘以空煤比低選作為其串級設定，

7、在自動燃燒時空氣流量、煤氣流量的控制通過比值控制器互相跟蹤實際流量來實現(xiàn)雙交叉限幅燃燒控制2.3.2 燒爐轉(zhuǎn)悶爐 燒爐轉(zhuǎn)悶爐 A關閉煤氣、空氣調(diào)節(jié)閥，當煤氣調(diào)節(jié)閥位關到位時關閉煤氣切斷閥、開氮氣吹掃→關煤氣燃燒閥→關空氣閥→關閉 1＃、2＃煙道閥→開排壓閥2.3.3 悶爐 悶爐 A：除 F13（排壓閥）為全開狀態(tài)外;其余的 F1、F2….F12 均為全關狀態(tài)；F13（排壓閥）打開，其目的是為了確保燒爐完畢的熱風爐的爐內(nèi)壓力接近常壓，不至

8、于出現(xiàn)過壓情況；悶爐 A 的工藝目的主要是使熱風爐爐內(nèi)各部溫度逐步趨于均衡，提高熱交換效率和延長熱風爐壽命。2.3.4 悶爐 悶爐 A 轉(zhuǎn)送風： 轉(zhuǎn)送風：首先關閉 F13（排壓閥） ，系統(tǒng)確認 30S 后開 30%F2（充壓閥） ，230S 后開 50%，320S 后開到 100%，當該爐冷風閥前后壓差小于 5KPa 時開熱風閥與先行爐并行送風，然后開冷風閥關閉充壓閥轉(zhuǎn)換至送風狀態(tài)。2.3.5 送風： 送風：除 F2（冷風閥） 、F9（

9、熱風閥）處于全開狀態(tài)外，其余閥門均處于關閉狀態(tài)。根據(jù)自動控制模型實現(xiàn)自動或手動送風及換爐（即送風轉(zhuǎn)悶爐）2.3.6 送風轉(zhuǎn)悶爐 送風轉(zhuǎn)悶爐首先關閉 F1（冷風閥） ，再關閉 F9（熱風閥） ，當熱風閥關到位極限發(fā)出后，開啟F13（排壓閥） ，當爐內(nèi)壓力降至接近常壓后關閉 F13（排壓閥） ，轉(zhuǎn)入悶爐。2.3.7 悶爐： 悶爐：該過程本爐所有閥均處于關閉狀態(tài)。2.3.8 悶爐轉(zhuǎn)燒爐 悶爐轉(zhuǎn)燒爐當煙道閥前后壓差低于 5KPa 時，開 F3、