淺析煉鐵高爐的電氣自動控制系統(tǒng)

何海江

（承德鋼鐵集團有限公司，河北 承德 067000）

隨著現(xiàn)在科學技術的不斷發(fā)展，推動了各個行業(yè)的發(fā)展，所以對于現(xiàn)在的鋼鐵材料的需求也在不斷的增加。在實際的煉鐵工作當中，高爐占著相當重要的地位，而高爐又是煉鐵中最重要的部分，它能夠直接影響到鋼鐵的質量，產(chǎn)量等。通過應用電氣自動控制系統(tǒng)能夠促進冶金企業(yè)控制效率、生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質量的全面提高，對實現(xiàn)冶金行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著不可或缺的作用。

1 概述

現(xiàn)在的科學技術在不斷的進步，所以人們對于煉鐵的產(chǎn)量以及質量都有了高標準的要求。在實際的冶金生產(chǎn)過程當中，最重要的一部分就是高爐，高爐的出鐵質量、產(chǎn)量能夠直接關系到鋼的質量和產(chǎn)量。而煉鐵高爐是連續(xù)不斷的作業(yè)的，然而連續(xù)作業(yè)必須要進行電氣自動化控制系統(tǒng)的設備配套，來進行不斷的控制和操作。同時，高爐當中的電氣自動控制就是為了能夠達到指定的目的，在沒有工作人員參與的狀況下，利用檢測儀表和其它不同的控制設備，對某一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行控制。在現(xiàn)代的高爐自動化中，主要就是對儀表的檢測，以及控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)和管理當中對計算機的使用。然而，在這之中，由DCS 或者PLC 完成的就是儀表控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。

2 分析煉鐵高爐電氣自動控制系統(tǒng)的具體配置情況

在實際的工作過程中，必須要讓高爐的運行狀況是符合科學合理的設計規(guī)劃，這樣才能夠確保在煉鐵高爐當中，電氣自動化控制系統(tǒng)的良好應用。相關的工作人員在進行設計時，一定要從電氣自動化控制系統(tǒng)的安全以及它的穩(wěn)定角度進行綜合考慮，這樣才能夠讓控制系統(tǒng)在應用的時候更加科學合理。根據(jù)一般情況來講，我們現(xiàn)在所使用的煉鐵高爐中的電氣自動控制系統(tǒng)是由很多個系統(tǒng)進行組成的，其中主要包括有電氣系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)等每個系統(tǒng)都是相互融合在一起，每個系統(tǒng)都是不可缺少的，同時，在對自動化控制系統(tǒng)的可靠性，安全性上要有很好的保障，在這個基礎上，盡量進行生產(chǎn)費用的節(jié)約，這樣才能夠為鋼鐵企業(yè)在經(jīng)濟收益上面帶來更多的提升。除此之外，每個系統(tǒng)都有自身獨立的特點，而且它們在系統(tǒng)當中放置的地點也不同。同時它們是利用纜線將不同的系統(tǒng)更好地聯(lián)系在一起，在對系統(tǒng)進行銜接之前，相關的工作人員一定要根據(jù)設計的方案對線路進行合理的布局和規(guī)劃，這樣才能夠對纜線的需求量進行降低，不僅如此，這樣在對設備的實際維修過程當中可以更好地降低維修費用，而相關的工作人員在工作時間以及承擔的責任上就會相對減少。

在煉鐵高爐對電氣自動化設備應用時，一定要對網(wǎng)絡狀況的分布進行聯(lián)系，正是因為各個部分具有一定的特性，才需要對其進行銜接，發(fā)揮出電氣自動化控制系統(tǒng)更多的作用，這之中一定要保證網(wǎng)絡布局是符合相關規(guī)定的標準。不僅如此在對自動化控制系統(tǒng)的實際設計過程當中，需要考慮到所使用的冗余配置，這樣才能夠確保自動化系統(tǒng)的每個部分都可以正常運作，安全性以及穩(wěn)定性才能夠全面得到提升。冗余配置就是通過總線冗余和電線冗余的結合，這之中的某一個部分有了突發(fā)狀況，它對于整體的控制系統(tǒng)沒有較大的影響，自動化系統(tǒng)依然可以保持正常的狀態(tài)運行。在對控制系統(tǒng)實際的運行當中，控制的主要準時是根據(jù)編程的控制器接通電腦來進行操作的，電腦上可以看到系統(tǒng)中所有的相關數(shù)據(jù)，相關的工作人員可以全面的對自動化控制系統(tǒng)具備的狀況進行掌控。不僅如此，自動化的控制系統(tǒng)一定要和控制終端很好的銜接起來，這是為了保證相關系統(tǒng)在實際的運行當中得到的信息相對較為及時、可靠、完整，為后面工作的順利進行做一個保障。

3 煉鐵高爐電氣自動控制的各系統(tǒng)組成

3.1 自動化系統(tǒng)

煉鐵高爐當中的自動化系統(tǒng)實際上是通過計算機硬件設施以及監(jiān)測軟件，及時的對信息收集，信號解讀器以及相關儀表等對高爐當中運行的溫度，壓力等各項生產(chǎn)參數(shù)作出相關數(shù)據(jù)的監(jiān)測計算，這樣能夠很好的確認高爐是否正常作業(yè)。在一般的情況下，高爐中的主體系統(tǒng)是通過電氣計算機和相關儀表來實現(xiàn)一體化控制，它具備的功能有監(jiān)視集中控制和操作等。針對輔助系統(tǒng)來講，它需要根據(jù)實際工作中操作的難易程度來進行決定，一般都是利用plc 系統(tǒng)或者繼電器對相關的系統(tǒng)進行準確的監(jiān)視和操控。而監(jiān)控的工作人員可以通過相關的畫面，對過去的參數(shù)進行參考，進行準確的對比之后，確?，F(xiàn)場的設備運行狀況。如果發(fā)現(xiàn)存在設備故障，一定要進行及時的處理，這樣才能夠使得生產(chǎn)作業(yè)的過程較為順利，也能夠讓爐體和現(xiàn)場工作人員的安全得到保障。不僅如此，控制人員可以通過手動操作，在電腦上遠程的對各類設備的開關或閥門進行操控，及時讓高爐的狀況進行適當?shù)恼{整。

3.2 煤氣凈化控制系統(tǒng)

在高爐的實際生產(chǎn)過程當中，高爐煤氣的設備會產(chǎn)生一定的污染和灰塵，它們能夠對不同設備的運行效率造成影響，為了確保煤氣的輸入質量是可以滿足高爐冶煉的，就需要對高爐煤氣設備當中會產(chǎn)生的雜質以及粉塵定時的進行清理。在煤氣的凈化控制系統(tǒng)當中它是通過重力進行，利用布袋對煤氣中的分成進行過濾，保證煤氣是做過凈化處理的。利用布袋進行積灰的過濾時，有一部分積灰存留，這就需要定期的將除塵設備的灰塵進行清理，所以煤氣凈化控制系統(tǒng)中一定要有反吹與清理灰塵的功能。根據(jù)現(xiàn)在工業(yè)的日常需求狀況，對定時卸灰和手動卸灰兩種模式進行設置。

3.3 爐頂供料系統(tǒng)

我們按照550m2的高爐進行舉例，在爐頂?shù)墓┝舷到y(tǒng)設備上它具有380V 工業(yè)交流電壓下的250kW 上料卷揚電機，5.5kW 布料傾動電機，11kW 布料旋轉電機，4kW 探尺電機，10000V 工業(yè)交流電壓315kW 礦槽除塵引風機設備等。大多數(shù)情況用到的電流是交流電流，交流是不斷進行頻率變化的，這樣才能夠更好地確保爐頂工料系統(tǒng)的穩(wěn)定。除此之外，要在這個基礎上增加相同容量的變頻器和切換柜，這樣能夠保證線路短時間之內(nèi)不停的安全切換，在發(fā)生問題時，可以讓備用的變頻器能夠第一時間進行啟動，快速進入工作狀態(tài)。除此之外，在實際的操作畫面當中，可以將供料系統(tǒng)的不同設備間進行聯(lián)系，通過手動機型獨立的控制，這樣又對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行做出了保障。

3.4 自動熱風爐系統(tǒng)

在實際的煉鐵高爐生產(chǎn)當中，一定要有燃燒換爐和送風三個過程，所以就需要有三座或者三座以上的換風爐，這樣才能夠確保煉鐵過程當中的熱風需求量，否則就會影響到鋼鐵冶金的整個過程。而現(xiàn)在的熱風爐的工作模式分為三種：全自動、半自動和人工手動操作。在全自動的模式之下，只要對熱風爐設定好對應的工作參數(shù)，高爐內(nèi)的燃燒過程就可以自動化工作，與此同時，還會將燒爐當中各個數(shù)據(jù)參數(shù)的變化情況一一記錄，這樣能夠讓相應的控制人員對高爐運行狀況很好地進行把握，在出現(xiàn)異常的狀況時，能夠及時的進行處理，很好地保證了高爐的生產(chǎn)穩(wěn)定狀態(tài)。

3.5 自動監(jiān)控系統(tǒng)

在高爐的電氣自動化系統(tǒng)當中，除了其它各種系統(tǒng)之外，還需要有監(jiān)控系統(tǒng)，這樣能夠在高爐的生產(chǎn)過程中進行自動化的實施監(jiān)控。通過對公益畫面的對應模塊設計，可以對高爐生產(chǎn)系統(tǒng)當中所有的控制設備，生產(chǎn)設備以及相應的參數(shù)等多種狀態(tài)及時把控。即使有異?；蛘吒唠y度問題出現(xiàn)時，控制人員在對應的控制端都能夠及時的發(fā)現(xiàn)并且做出調整，這樣整個生產(chǎn)過程就會更加的安全穩(wěn)定。

4 電氣自動控制系統(tǒng)常見問題

實際上，所謂的電氣自動化操控設備都是電子的，設備的本身在設計時就非常的縝密，所以對使用的環(huán)境有著較高的要求，因為煉鐵高爐自身具備著高溫度，而且外部的水渣含硫蒸汽，具備腐蝕性，這就導致電子設備有時候會在惡劣的環(huán)境下進行運作。在實際的作業(yè)過程當中，操作系統(tǒng)很可能出現(xiàn)令人意想不到的問題。為了保證自動化操作系統(tǒng)過程中不會對工作人員產(chǎn)生傷害，就需要對煉鐵高爐的操作系統(tǒng)進行定期的檢查，同時還需要在繼電器和限位器的部分重點位置進行監(jiān)控，確保相關的工作人員能夠快速的發(fā)現(xiàn)故障。與此同時，相關的工作人員還可以采取相應的保護手段來進行系統(tǒng)正常運行的維護，這樣可以更好的提升工作效率，工作人員在自身的安全上也會得到保障。

5 煉鐵高爐電氣自動控制系統(tǒng)升級方向

現(xiàn)在的信息化技術處于不斷發(fā)展的狀態(tài)，電氣自動化操作系統(tǒng)的轉型速度就需要不斷加快，在未來的實際發(fā)展過程中，智能化的模式會應用到電氣自動操控系統(tǒng)當中，在互聯(lián)網(wǎng)遠程控制終端以及手持操作設備等進行引入之后，可以對煉鐵高爐不同的狀況更好地掌控，不僅可以跟隨現(xiàn)在信息技術的發(fā)展腳步，還能夠使得操作系統(tǒng)在未來以及網(wǎng)絡技術方面做出整合，將自動操作系統(tǒng)的功能，最大程度化的進行完善，在實際的工作當中操作起來更加簡便。不僅如此，它能夠使得系統(tǒng)更加的平穩(wěn)安全，能夠讓工作人員的利用率得到減少，會讓企業(yè)在實際的生產(chǎn)過程中朝著無人化，高智能化的方向進行發(fā)展。

6 結語

總之，為了能夠從等量資源中冶煉出更多生鐵，需要對煉鐵高爐進行電氣自動化升級，以提升冶煉效率和質量。同時煉鐵高爐的連續(xù)作業(yè)能夠通過電氣自動控制系統(tǒng)所實現(xiàn)無人化管理，是鋼鐵企業(yè)的發(fā)展趨勢，因此對于電氣維護人員來說，掌握煉鐵高爐電氣自動控制系統(tǒng)技術至關重要。