焦炭運輸皮帶電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化設計

王金玉

摘要：在煉鐵生產(chǎn)過程當中，焦炭的供應是其中重要的一個環(huán)節(jié)，保障焦炭運輸順利穩(wěn)定運行是推動高爐順暢生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)、完成公司計劃目標的首要任務。根據(jù)高爐生產(chǎn)對焦炭供應系統(tǒng)的高標準要求，焦炭運輸皮帶電氣控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行極為重要。由于焦炭運輸系統(tǒng)存在較多制約生產(chǎn)的因素，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，必然會影響焦爐、高爐和干熄焦發(fā)電的生產(chǎn)。鑒于此，本文就針對焦炭運輸皮帶電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設計分析。

關鍵詞：焦炭運輸皮帶；電氣控制系統(tǒng)；優(yōu)化設計

1 導言

由于運輸焦炭的皮帶都是單線，控制系統(tǒng)也是單電氣系統(tǒng)，跟不上高爐快節(jié)奏的生產(chǎn)。干熄焦粉塵濃度大，對檢修人員健康造成很大威脅，其導電特性也給現(xiàn)場電氣設備帶來相當大的安全隱患，降低設備連續(xù)運轉能力，維護難度大。只要一條皮帶出現(xiàn)故障，不僅影響焦爐正常出爐，而且也會造成高爐休風，造成巨大的經(jīng)濟損失。針對上述的問題，對各條焦炭運輸皮帶的控制進行優(yōu)化和技術改造。

2 焦炭運輸皮帶電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化設計的思路分析

2.1 裝煤除塵系統(tǒng)研發(fā)思路

裝煤車給地面除塵站高速信號是通過煤車司機裝煤時在操作臺上按一下按鈕，煤車一相電源通過煤車電源滑觸器到第四磨電道上，爐頂高速信號控制箱與第四磨電道相連，高速信號控制箱由時間繼電器和中間繼電器組成，高速信號控制箱得到第四道電源后，時間繼電器和中間繼電器動作，高速信號通過中間繼電器接點送入地面除塵站PLC，高壓裝煤除塵電機開始高速運轉，高壓裝煤除塵電機高速運轉時間和停止由時間繼電器控制。運行一段時間發(fā)現(xiàn)存在如下缺陷：1）地面除塵站高壓電機高速運轉和停止時無法反饋到煤車上，當煤車與除塵管道連接開始裝煤后，地面除塵高壓電機不起高速時，如果安全閥蓋板沒有手動打開，將導致煤車除塵管道壓力持續(xù)增大，一旦突破管道承受壓力，極易造成重大事故；2）煤車司機裝煤操作不規(guī)范。裝煤除塵高速信號由煤車司機裝煤時現(xiàn)場手動操作高速信號按鈕控制，每10min左右操作一次。在夜間操作人員疲憊或生產(chǎn)趕爐時，司機操作隨意性很大，有時忘記或不給除塵信號，導致裝煤煙塵大量外溢放散。裝煤高速信號采用第四道強電傳輸不穩(wěn)定；3）由于煤車第四道在爐頂，溫度較高，200m磨電道部分地方彎曲變形較大，經(jīng)常會發(fā)生磨電滑觸器接觸不良及別斷刷子等故障。

針對上述存在的問題，確立以下改造思路：1）為保證傳輸信號穩(wěn)定性，采用無線通訊方式。既避免了軌道直連帶來的接觸問題，又克服了冬季蒸汽帶來的軌道結冰問題；2）為減輕司機疲勞操作及保證除塵效果，采用裝煤除塵全自動控制系統(tǒng)。保證每裝一次爐都開啟除塵風機，保證除塵效果；3）考慮系統(tǒng)存在主要的誤動作信號，采用防誤信號處理，保證動作可靠性、準確性。無線傳輸方式可以有效解決第四道接地帶來的誤動作信號。采用定時限控制解決除塵頂桿限位點粘連造成的誤動作信號問題；4）研發(fā)裝煤除塵10kV高壓后臺控制程序；5）開發(fā)程序對脈沖閥信號加入聯(lián)鎖控制。

2.2 皮帶電氣控制系統(tǒng)的研發(fā)思路

在原有皮帶控制系統(tǒng)的基礎上進行如下改造：1）對故障率高的設備進行重點攻關。尤其對故障率一直較高的焦倉卸料小車滑線進行創(chuàng)新改造，大幅降低了滑線故障，保障了卸料小車的穩(wěn)定運行；2）根據(jù)焦線特點，創(chuàng)新傳統(tǒng)電氣控制，更適應惡劣現(xiàn)場環(huán)境，保證設備安全運行，提高故障處理速度。對于現(xiàn)場焦粉覆蓋特別大的增加皮帶拉線切斷裝置，發(fā)生拉線接地故障時，將故障點切斷繼續(xù)生產(chǎn)；3）針對單線運焦皮帶增加應急控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場控制柜焦粉覆蓋嚴重的，重新配置一套帶聯(lián)鎖的電氣控制系統(tǒng)，并將應急控制柜放到環(huán)境好的地方，發(fā)生故障時切換到備用系統(tǒng)，繼續(xù)為高爐供焦；4）優(yōu)化原設計控制程序，提高設備操作性、安全性。

3 焦炭運輸皮帶電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化設計的方案探究

3.1 裝煤除塵系統(tǒng)改造技術方案

結合地面除塵站及爐頂車上需要，在煤車和地面除塵站各加裝一套無線接、觸發(fā)裝置。司機將旋鈕打到自動位置，當煤車開到焦爐炭化室后，煤車打開爐蓋，打開閘板，下導套，打開除塵頂桿，連接除塵導套，當除塵頂桿在開限、除塵導套在前限后，PLC輸出模塊輸出控制繼電器吸合，高速信號通過無線發(fā)送裝置發(fā)送到地面除塵站無線接收裝置到PLC，地面除塵站電機開始高速運轉，電機高速運轉信號通過地面除塵站無線發(fā)送裝置到煤車PLC輸入模塊，輸出模塊輸出操作臺上高速運轉信號燈亮，煤車開始螺旋加煤。當煤車除塵導套一離開前限，PLC輸出模塊輸出停止，繼電器釋放，地面除塵站電機停止高速，操作臺高速運行燈滅。

3.2 皮帶控制系統(tǒng)改造技術方案

確定增加一套控制電氣控制系統(tǒng)改造方案。三條皮帶中任何一條皮帶發(fā)生故障（即使電氣元件發(fā)生損壞），備用系統(tǒng)也能快速投入使用。不僅不影響焦炭供給，而且還能順利處理故障，迅速恢復到正?？刂葡到y(tǒng)上。皮帶控制系統(tǒng)是現(xiàn)場測點進入圖爾克模塊，然后通過光纖與AC 800F模塊通訊，實現(xiàn)集中控制。由于集中操作和現(xiàn)場操作全部由程序控制，一旦通訊中斷或模塊損壞，生產(chǎn)就會停滯。為此，為皮帶控制系統(tǒng)加裝應急控制，在配電室皮帶控制柜中，取原操作電源的同相電源，經(jīng)過空開和轉換開關作為應急裝置，與集中控制分開。在操作電源線路、通訊、模塊故障時，開啟應急控制系統(tǒng)就可以保證焦炭供給，而不耽誤任何生產(chǎn)。外供焦系統(tǒng)的原程序中，皮帶的自補點部源自于程序本身輸出點，接觸器運行的千節(jié)點，一旦接觸器未動作就形不成真正聯(lián)鎖。為此必須對程序進行優(yōu)化，采取接觸器實際運行信號與輸出線圈開點信號串聯(lián)，避免皮帶發(fā)生誤動作，使皮帶聯(lián)鎖更加安全可靠；皮帶之間聯(lián)鎖和內(nèi)部程序聯(lián)鎖與工藝不相符，對程序進行優(yōu)化，操作站控制畫面增加解聯(lián)鎖功能，在緊急情況下能單獨啟動皮帶，保證焦炭正常運行。

4 結語

綜上所述，在裝煤全自動控制項目實施后，減輕了司機操作強度，克服了司機操作盲區(qū)，高壓系統(tǒng)運行穩(wěn)定、良好，脈沖閥控制安全可靠，進一步保障了崗位及維修人員人身安全，實現(xiàn)了焦炭裝煤工序的安全、清潔生產(chǎn)。皮帶優(yōu)化項目實施后，解決了單電氣控制系統(tǒng)制約高爐生產(chǎn)的現(xiàn)狀，未出現(xiàn)因電氣故障影響高爐生產(chǎn)的事故，同時，大大減輕了工人維護工作量，保障了運焦皮帶線的長期穩(wěn)定性，大大提高了焦炭運輸銷效率。

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（作者單位：本溪北營鋼鐵（集團）股份有限公司焦化廠）