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

[淺  析] ：

      下問(wèn)主要闡述：鞍山承鋼公司煉鐵四車(chē)間8# 爐富氧儀控系統(tǒng)為例進(jìn)行闡述,，通過(guò)對(duì)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(shí)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(guò)不斷穩(wěn)定提高富氧率可以?xún)?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(xiàng)技術(shù)熱點(diǎn),。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(jī)后富氧方式,，由總管進(jìn)入富氧站，經(jīng)過(guò)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(cè)控制流程圖，其中儀表檢測(cè)點(diǎn)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(cè)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(jì),，差壓變送器 ：EJA110ADMS5A。另外壓力,、流量檢測(cè)加裝隔離配電器,，保障安全的同時(shí)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(cè)結(jié)構(gòu)圖,。

    式中 ：F ：未補(bǔ)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(cè)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(duì)測(cè)量到的富氧流量值進(jìn)行溫度,、壓力補(bǔ)償換算 ：

    式中 ：f ：補(bǔ)償后的流體流量 ；T實(shí) ：流體實(shí)際溫度 ,；P實(shí) ：流體實(shí)際壓力 ,；P設(shè) ：流量計(jì)設(shè)計(jì)壓力 ；T設(shè) ：流量計(jì)設(shè)計(jì)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(hào)增加 NPGL-111D型隔離器,，防止因?yàn)楦蓴_影響富氧測(cè)量的準(zhǔn)確性,，提高測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保對(duì)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(dòng)調(diào)節(jié)閥,，控制簡(jiǎn)單，反應(yīng)快速,，且本質(zhì)安全,。

    富氧控制系統(tǒng)功能 ：實(shí)現(xiàn)對(duì)富氧出站壓力、流量的測(cè)量變送,、轉(zhuǎn)換運(yùn)算,、溫壓補(bǔ)償后在監(jiān)控計(jì)算機(jī)畫(huà)面顯示。操作崗位人員通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)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(cè)量值與給定值在 PID控制塊中完成 PID運(yùn)算,，然后將給定閥位開(kāi)度信號(hào)通過(guò) AO 模板輸出到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器,，實(shí)現(xiàn)對(duì)閥位的控制，非常終完成對(duì)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(dòng)調(diào)節(jié)閥 ；產(chǎn)品型號(hào) ：HCP-V ,；執(zhí)行機(jī) 構(gòu) ：HA3R ,；公 稱(chēng) 通 徑 ：100mm ；公 稱(chēng) 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(duì)數(shù) ,；設(shè)計(jì)位號(hào) ：FV-101。

    8# 爐 流 量 調(diào) 節(jié) ：氣 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 閥 ,；產(chǎn) 品 型 號(hào) ：HCB ,；執(zhí) 行機(jī) 構(gòu) ：HA3R ；公 稱(chēng) 通 徑 ：150mm ,；公 稱(chēng) 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(duì)數(shù) ,；設(shè)計(jì)位號(hào) ：FV-101。

    3  富氧聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)
    表 1 為富氧安全保護(hù)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(shí)有壓力調(diào)節(jié)閥配合快排實(shí)現(xiàn)氧氣的快速切斷,。）同時(shí)要對(duì)富氧系統(tǒng)在日常點(diǎn)檢時(shí)要觀察在線趨勢(shì)是否正常，如有異常及時(shí)處理,。另外還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表定期檢查,、確認(rèn)導(dǎo)壓管路有無(wú)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(wú)損壞,，是否完好。檢查盤(pán)后現(xiàn)場(chǎng)儀表接線是否牢靠，端子是否松動(dòng),。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,。

    4  富氧系統(tǒng)日常維護(hù)
         ①富氧溫度測(cè)量故障,，因?yàn)楦谎豕艿勒饎?dòng)較大，測(cè)溫電阻常因震動(dòng)損壞,，溫度異常的話,，連帶著會(huì)影響到富氧流量的溫度壓力補(bǔ)償，甚至因此富氧連鎖系統(tǒng)誤動(dòng)作,。使用熱電阻芯為鎧裝的型號(hào)可以適當(dāng)延長(zhǎng)使用壽命,，減少故障。②富氧壓力測(cè)量故障,，EJA530A 系列變送器運(yùn)行穩(wěn)定,，正常使用中富氧系統(tǒng)壓力測(cè)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(wàn)用表檢測(cè)輸出信號(hào),。③富氧流量故障，富氧流量因?yàn)闇囟葔毫ρa(bǔ)償?shù)脑?，?huì)受到溫度和壓力的影響,，所以在檢查流量故障時(shí)，不能只檢查差壓變送器,，還要同時(shí)排查壓力,、和溫度測(cè)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(dòng)調(diào)節(jié)閥常見(jiàn)故障，如調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作,，常見(jiàn)原因主要是沒(méi)有信號(hào)壓力,，可以先確認(rèn)動(dòng)力氣源閥門(mén)是否打開(kāi)，可以通過(guò)觀察減壓閥后氧氣表頭指示確認(rèn),。⑤閥門(mén)定位器是控制閥的主要附件 .它將閥桿位移信號(hào)作為輸入的反饋測(cè)量信號(hào) ,以控制器輸出信號(hào)作為設(shè)定信號(hào),，進(jìn)行比較，當(dāng)兩者有偏差時(shí),，改變其到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào),，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，建立了閥桿位移倍與控制器輸出信號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,。

    8號(hào)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(dòng)作,，全開(kāi)、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(xún)問(wèn)煉鐵當(dāng)班工長(zhǎng)高爐爐況及需要富氧量,。③攜帶對(duì)講機(jī)并要求崗位人員一同前往富氧閥門(mén)室,。④現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)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(dòng)緩慢開(kāi)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(dòng)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(chǎng)故障。一人監(jiān)護(hù)一人操作,。⑦故障排除后院秒故障點(diǎn)并通知崗位操作人員對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行測(cè)試,。⑧確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后，需2 人同時(shí)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(kāi)主氣路,。⑨完成故障處理完成,，調(diào)節(jié)閥投自動(dòng)后。現(xiàn)場(chǎng)觀察 10min~15min,，待設(shè)平穩(wěn)運(yùn)行后離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)。

    6  注意事項(xiàng)
     ①準(zhǔn)備好使用工具和儀表設(shè)備,。②及時(shí)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(chǎng)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(shí)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,。