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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)
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)為例進行闡述，通過對整體富氧系統(tǒng)控制方式及設(shè)備進行學(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,。
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。
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)換為標準狀態(tài) (0℃,，1 標準大氣壓 ) 下的體積流量 QVN, 因此就需要對測量到的富氧流量值進行溫度、壓力補償換算 ：
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
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周期進行校準，確保儀表準確可靠,。
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,。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)閥進行測試。⑧確認無問題后,，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到達現(xiàn)場后盡快恢復(fù)高爐富氧,。
7 總結(jié)
20世紀 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,。