脫硫站交叉混合噴吹系統(tǒng)改造

黃勝生，付愛(ài)玲

（1.武鋼煉鋼總廠設(shè)備部，湖北 武漢 430083；2.武鋼工技集團(tuán)計(jì)控公司三煉鋼站，湖北 武漢 430083）

一、系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

武鋼煉鋼總廠三分廠1#脫硫站雖然有4個(gè)生產(chǎn)工位，但是同時(shí)最多只能有3個(gè)工位生產(chǎn)，且3#、4#工位鐵水不能深脫硫處理，脫硫站的使用效率不高。

1.硬件問(wèn)題

如圖1所示，1#脫硫目前有1#系統(tǒng)三個(gè)料倉(cāng)（1#、2#、3#倉(cāng)）對(duì)應(yīng)1#、2#兩個(gè)工位，同一時(shí)間只能用兩個(gè)倉(cāng)，總有一個(gè)倉(cāng)處于空閑的狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合噴吹；2#系統(tǒng)中3#、4#工位共用4#倉(cāng)氧化鈣 (CaO)，同一時(shí)間只能?chē)姶狄粋€(gè)工位，有一個(gè)工位總是處于空閑的狀態(tài)，更不能實(shí)現(xiàn)混合交叉噴吹。實(shí)際生產(chǎn)中，1#工位和4#工位共一條鐵軌線，2#工位和3#工位共一條鐵軌線，兩套系統(tǒng)不能交叉噴吹，給操作生產(chǎn)帶來(lái)很大限制，如果3#工位（或4#工位） 噴吹氧化鈣 (CaO)粉料后硫磺沒(méi)有降下來(lái)再想進(jìn)行碳化鈣（CaC2）噴吹時(shí)，必須把鐵水罐用機(jī)車(chē)重新對(duì)到2#工位（或1#工位） 用1#系統(tǒng)重新進(jìn)行操作，不但耗時(shí)耗力還容易出現(xiàn)誤操作，鐵水溫度也不能完全保證。

2.軟件問(wèn)題

如圖1所示兩個(gè)PLC都有獨(dú)立系統(tǒng)和操作站，畫(huà)面不能互相備用，兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，必須由兩個(gè)操作人員同時(shí)分工合作，分別操作不同的操作站，浪費(fèi)人力物力。

通過(guò)對(duì)供料系統(tǒng)和助吹系統(tǒng)的計(jì)算，將兩個(gè)系統(tǒng)整合成一個(gè)完整的脫硫站是可以實(shí)現(xiàn)的。這就不光需要將1#系統(tǒng)和2#系統(tǒng)用管線連接，而且需要使兩個(gè)沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)的操作系統(tǒng)從硬件設(shè)備和軟件控制上具備同時(shí)噴吹和混合噴吹的功能，兩個(gè)獨(dú)立的PLC系統(tǒng)操作站實(shí)現(xiàn)互為備用。

圖1 鐵水脫硫系統(tǒng)示意圖

二、改造措施

根據(jù)攻關(guān)目標(biāo)制定出攻關(guān)任務(wù)書(shū)，結(jié)構(gòu)框架硬件設(shè)備的安裝，操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不能影響在線設(shè)備的生產(chǎn)。工藝設(shè)計(jì)如圖2所示，具體措施包括將1#倉(cāng)和3#倉(cāng)各引一趟支管到3#、4#工位；在各換向位用氣動(dòng)閥門(mén)控制；各閥門(mén)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)控制；對(duì)PLC進(jìn)行改造，操作畫(huà)面優(yōu)化。

1.施工安全環(huán)保措施

由于CaC是易燃介質(zhì)，噴吹罐間禁止動(dòng)火，如需動(dòng)火必須經(jīng)安全部門(mén)審批并有安全防火具體措施；在腳手架上施工，高于2m時(shí)必須佩掛安全帶；拆除易揚(yáng)散的粉塵、纖維等物質(zhì)時(shí)，分包密封裝載、運(yùn)輸，集中存放在指定地方；不得用氣吹掃場(chǎng)地，積塵厚的地方撒水清掃；不準(zhǔn)擅自焚燒垃圾；保護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)自然環(huán)境。

2.硬件安裝

圖2 工藝設(shè)計(jì)示意圖

包括管架搭設(shè)、管道安裝、閥門(mén)安裝、控制設(shè)備安裝、設(shè)備調(diào)試和碰點(diǎn)及熱負(fù)荷試車(chē)。

設(shè)備安裝完成后，利用單線檢修的時(shí)間將新、老系統(tǒng)碰點(diǎn)連通。各條管線用助吹氮?dú)鈾z漏，無(wú)泄漏后對(duì)新增系統(tǒng)進(jìn)行冷負(fù)荷試車(chē)。冷負(fù)荷試車(chē)成功后熱負(fù)荷試車(chē)。

3.軟件編程

此軟件的設(shè)計(jì)編程有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

（1） PLC1—PLC2之間數(shù)據(jù)交換數(shù)量和類(lèi)型的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。

（2）噴吹倉(cāng)對(duì)應(yīng)工位自動(dòng)選擇功能的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。

（3）閥門(mén)、工位和噴吹倉(cāng)互相選擇的聯(lián)鎖設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。

（4） PLC1、PLC2兩個(gè)互相獨(dú)立的操作站畫(huà)面實(shí)現(xiàn)冗余功能。

其設(shè)計(jì)方框圖如圖3所示。

4.操作方式

改造后具備以下操作方式：1#倉(cāng)可以選擇1#、2#、3#、4#工位任意噴吹；3#倉(cāng)可以選擇1#、2#、3#、4#工位任意噴吹；2#倉(cāng)可以選擇1#、2#工位任意噴吹；4#倉(cāng)可以選擇3#、4#工位任意噴吹。

以上操作方式可以實(shí)現(xiàn)以前不能解決的問(wèn)題：可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)料倉(cāng)對(duì)應(yīng)4個(gè)工位同時(shí)噴吹脫硫的功能；當(dāng)氧化鈣（CaO）脫硫不能達(dá)到指標(biāo)要求的時(shí)候，可以選擇用碳化鈣（CaC2）進(jìn)行補(bǔ)吹。

改造后系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以下功能：四個(gè)操作站都可以對(duì)兩個(gè)PLC系統(tǒng)進(jìn)行操作，兩個(gè)系統(tǒng)的畫(huà)面互為備用；兩個(gè)控制系統(tǒng)可以同時(shí)操作所有的閥門(mén)；可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能，避免誤操作。

圖3 程序設(shè)計(jì)方框圖

表1 應(yīng)用效果比較