宣鋼2號回轉(zhuǎn)窯除塵系統(tǒng)優(yōu)化與應用

樊加樂

摘 要：宣鋼2號回轉(zhuǎn)窯除塵控制系統(tǒng)全部是手動控制，在生產(chǎn)大約半年的過程中，鏈篦機內(nèi)側(cè)及風機系統(tǒng)內(nèi)的耐火材料損壞嚴重，通過數(shù)次定修對上述兩處的耐火材料進行了修補，工耗能耗損失巨大，嚴重制約現(xiàn)用球團系統(tǒng)的正常運行；球團礦的成品質(zhì)量也出現(xiàn)數(shù)據(jù)波動，球團礦的顆粒硬度及入爐后熔點與計算不符，給爐況及焦比控制帶來影響。此次系統(tǒng)升級涉及到的程序優(yōu)化內(nèi)容、設備模件的增刪修正方式，在其他生產(chǎn)設備中均可通用，符合宣鋼回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)需求。項目實施所用設備選型主要考慮與1號回轉(zhuǎn)窯自控設備可實現(xiàn)互替，來節(jié)約備件費用。并且其中部分功能的實施可通過程序編輯優(yōu)化實現(xiàn)，不需要材料費用的投入。在方案實施過程中，通過反復模擬試驗和實際運行，證實其可行且穩(wěn)定，具備在線使用條件。

關鍵詞：除塵系統(tǒng)；易控；CPU；西門子

OPTIMIZATION AND APPLICATION OF DUST REMOVAL SYSTEM FOR XUANGANG ROTARY KILN

Fan Jiale

（Hegang Group Xuangang Environmental Protection Center，? ? Xuanhua? ? 075100，China）

Abstract：The transformation and optimization of the stepper machinery of the heating furnace. The dust removal control system of the No.2 rotary kiln at Xuangang is all manually controlled. During the production process of about half a year， the refractory materials inside the grate and fan system were severely damaged. The refractory materials at the above two locations were repaired through several regular repairs， resulting in huge losses in labor consumption and energy consumption， severely restricting the normal operation of the current pellet system; The quality of the finished product of pellets also fluctuates， and the particle hardness and melting point of pellets after entering the furnace do not match the calculation， which affects the furnace condition and coke ratio control. The content of program optimization and the method of adding， deleting and modifying equipment modules involved in this system upgrade can be used in other production equipment， which meets the production requirements of Xuangang rotary kiln. The selection of equipment for project implementation mainly considers the possibility of mutual replacement with the automatic control equipment of the No.1 rotary kiln to save spare parts costs. And the implementation of some of these functions can be optimized through program editing， without the need for investment in material costs. During the implementation process of the plan， it was confirmed through repeated simulation experiments and actual operation that it is feasible and stable， and has the conditions for online use.

Key words：dust removal system；easy to control；CPU；siemens

0? ? 前? ? 言

宣鋼2號回轉(zhuǎn)窯球團環(huán)境除塵系統(tǒng)采用德國西門子公司S7-300控制系統(tǒng)，其CPU型號為315-2DP，整個控制系統(tǒng)有1套CPU實現(xiàn)控制，采用集散控制系統(tǒng)理念，既集中控制，分散采集。由于原生產(chǎn)中的設計缺陷，在綜合了原設計思路的基礎上，利用原易控組態(tài)軟件實現(xiàn)新的控制模式及動態(tài)連鎖，建立了編程快速及操作簡便的可視畫面；通過對控制程序的編制、優(yōu)化、修改多種生產(chǎn)需要但原設計缺乏的功能；通過增加供電冗余設備保障系統(tǒng)運行穩(wěn)定，降低運行故障風險的總體設計改造思路，以上設計實施后預計系統(tǒng)將得到全面優(yōu)化。

1? ? 改造技術(shù)方案

1.1? ? 控制程序的編制要點及各系統(tǒng)調(diào)試

1.1.1? ? 進料階段

進除塵灰時，進氣閥和出料閥關閉，進料閥與平衡閥呈開啟狀態(tài)，倉泵內(nèi)部與灰斗連通，飛灰借重力和灰斗進氣作用落入倉泵內(nèi)，當倉泵料位高至使料位計發(fā)出料滿信號，或按系統(tǒng)進料設定時間控制（可在上位機處實現(xiàn)崗位人員調(diào)節(jié)），進料閥，平衡閥關閉，進料階段結(jié)束。

1.1.2? ? 加壓流化階段

進除塵灰階段完成后，系統(tǒng)自動打開進氣閥，經(jīng)過處理的壓縮空氣經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥進入倉泵底部，穿過流化錐后使空氣均勻包圍在每一粒飛灰周圍，同時倉泵內(nèi)壓力升高，至設定壓力時系統(tǒng)定時打開出料閥，由主管道吹掃。加壓流化階段結(jié)束，輸送階段開始。

1.1.3? ? 輸送階段

出除塵灰時，出料閥打開，此時倉泵進氣閥繼續(xù)進氣，助吹氣閥打開，以便氣灰混合物通過出料閥進入輸灰管，灰始終處于邊流化邊進入輸送管道進行輸送，當倉泵內(nèi)灰輸送完后，管路壓力下降，可由操作畫面上的壓力直觀判斷。倉泵內(nèi)壓力降低，當倉泵內(nèi)壓力下降至工藝要求壓力（該數(shù)值可由崗位人員自行調(diào)節(jié)）時，輸送階段結(jié)束，進氣閥和出料閥保持開啟狀態(tài)，進入吹掃階段。

1.1.4? ? 吹掃階段

進氣閥和出料閥保持開啟狀態(tài)，壓縮空氣吹掃倉泵和輸灰管道，定時一段時間后，吹掃結(jié)束，關閉進氣閥，待倉泵內(nèi)壓力降至常壓時，關閉出料閥。進入等待階段。

1.1.5? ? 等待階段

所有閥門關閉，等待時間到，打開進料閥，平衡閥，進入進料階段。至此，系統(tǒng)完成一個輸送循環(huán)，全自動進入下一個輸送循環(huán)。

1.2? ? 監(jiān)控畫面編制及硬件配置的結(jié)構(gòu)

監(jiān)控上位機軟件是易控組態(tài)控制軟件，具有美觀的HMI（人機接口界面）和面向?qū)ο蟮膱D形開發(fā)環(huán)境，能夠高效、快捷地配置用戶的應用程序。其在穩(wěn)定性，開放性，網(wǎng)絡功能，數(shù)據(jù)庫功能等方面都具有很大的優(yōu)越性。使用易控開發(fā)的監(jiān)控畫面包括顯示系統(tǒng)工藝過程的主畫面等監(jiān)控畫面，以及報警、歷史曲線、實時曲線和報表等。以電氣設備操作監(jiān)控分為主，按生產(chǎn)工藝流程排布畫面格局，背景及設備動態(tài)等諸多顯示均參照操作人員意見進行程序編制。操作人員要實現(xiàn)某一設備啟動，將移動鼠標至該設備處，既可點開設備操作面板，點擊啟動并確認后可啟動該設備。或在整體料線模式下，對整條料線設備進行全線啟車操作。

畫面分為主引風機除塵畫面、耐熱風機除塵畫面、100 m2除塵畫面、歷史曲線等畫面，畫面內(nèi)容豐富操作簡單。

1.2.1? ? 應用趨勢服務

趨勢是現(xiàn)實生產(chǎn)中重要的歷史依據(jù)，對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、設備的運行狀況、故障查找，提供了準確的依據(jù)，并對球團礦的生產(chǎn)過程實施全面監(jiān)視，有助于球團物料的配比、參數(shù)控制。易控組態(tài)趨勢采集授權(quán)點數(shù)多少對于計算機性能及容量有很高要求，設備提供商選購的操作員站無法滿足趨勢采集要求，生產(chǎn)所需趨勢數(shù)據(jù)寵大，必須建立趨勢服務器一臺并編制程序畫面，如圖1、圖2。

1.2.2? ? 開發(fā)報警及系統(tǒng)參數(shù)設定服務

報警是生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)的順行、設備的運行狀況、故障排除，提供了準確的依據(jù)，并對球團除塵的生產(chǎn)過程，實施全面監(jiān)視，有助于回抽系統(tǒng)的運行、參數(shù)控制，如圖3。

1.3? ? 電源系統(tǒng)的升級

1.3.1? ? 過程站及操作員站增加裝冗余電源

CPU及網(wǎng)絡設備是自動化控制中至關重要的設備，它的正常運行直接影響到生產(chǎn)的穩(wěn)定運行，但原有設計未設計雙路供電，只能單路供電，會出現(xiàn)該路供電故障時整個通訊中斷，導致生產(chǎn)中斷。

現(xiàn)增加一路市電，與原有市電分別從兩個變壓供入加大電源系統(tǒng)抗干擾能力，從而避免事故再次發(fā)生。

1.3.2? ? 互投裝置的使用

PLC的正常運行需要電源系統(tǒng)的穩(wěn)定供電，若電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障將導致整個PLC系統(tǒng)運行異常，使崗位操作人員失去對現(xiàn)場的監(jiān)控權(quán)。原有的供電系統(tǒng)為市電接入UPS中，再由UPS供到PLC機柜中，這種設計方式雖然能避免市電的波動，造成對自控系統(tǒng)的影響，但不可避免UPS本身故障的發(fā)生，造成對整個自控系統(tǒng)的斷電。為避免該事故的發(fā)生，我方技術(shù)人員在UPS輸出后增加了一套接觸式互投裝置，該裝置以市電供電為主，UPS供電為輔，當UPS發(fā)生故障時，沒有電壓輸出且市電正常，將快速切換到市電直接供電方式，當UPS故障恢復時將自動切換到UPS供電。

1.4? ? ?除塵系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

回轉(zhuǎn)窯除塵系統(tǒng)建成投產(chǎn)之后，CPU及主引風機遠程箱放置于二期主控室焙燒電磁站內(nèi)，而其他兩套遠程控制站分別在100 m2及成品倉下崗位休息室內(nèi)。這就需要將所有的控制設備的網(wǎng)絡系統(tǒng)接入到除塵操作員站內(nèi)，而三套控制設備通訊距離太遠，必須通過光纖及DP協(xié)議通訊結(jié)合的方式才可將所有設備進行有效連接，實現(xiàn)控制。

2? ? 改造效果

回轉(zhuǎn)窯除塵系統(tǒng)優(yōu)化改造完成至今，自動化運行率達到99%，是宣鋼球團穩(wěn)定運行，實現(xiàn)大型化、集約化的有力保障，為球團礦的品質(zhì)和產(chǎn)量提高夯實了基礎，將宣鋼的球團生產(chǎn)系統(tǒng)水平提升到同行業(yè)中的先進水平，是宣鋼向自動化生產(chǎn)發(fā)展邁出的關鍵一步，該項目的改造方法在同行業(yè)中都具有很好的借鑒和推廣價值。

3? ? 結(jié)? ? 語

對回轉(zhuǎn)窯除塵系統(tǒng)的升級措施，均是在參考了宣鋼公司已有生產(chǎn)維護經(jīng)驗的基礎上，對照目前同類設備系統(tǒng)的先進使用方法，結(jié)合生產(chǎn)廠實際需要，綜合考慮成本、技術(shù)水平、實施環(huán)境等因素完成的，主要技術(shù)有對球團生產(chǎn)工藝的摸底掌握、對原有除塵設備操作流程及工藝環(huán)節(jié)掌握、對易控軟件的研究應用，將原有優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)應用該項目中等多項措施理論都屬中控領域前沿技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)的獨立開發(fā)制作，具有很高的推廣價值。

參考文獻

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