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高炉热风炉自动优化烧炉

发布时间：

2022-08-23 15:20

来源：

澳门太阳集团6138

现阶段，在我国炼铁厂当中，高炉热风炉烧炉工作绝大部分采用的方式都是人工煤气调节或者半自动煤气调节、空气阀门开度进行配比燃烧等。因此为了进一步降低生产过程中的能源消耗，进行高炉热风炉自动优化烧炉专家系统的改造势在必行，同时也能够保使全生产过程自动化的实现，大大的降低煤气消耗量，提高风温，以及对全厂煤气管网的压力起到稳定作用，从根本上改善高炉经济技术指标。由此可见，本文中，针对高炉热风炉自动优化烧炉专家系统的相关问题，提出具体的改造方案，是新时期科学技术水平发展对高炉炼铁行业提出的全新要求。

（一）换炉指令

通过换炉指令，既能够确保高炉从热风炉获取生产需要的温度，也能够获取到生产需要风量的热风，也就是说，一旦热风炉供给的热风量无法确保高炉生产需要的实际风量温度，就必须要及时更换能够完成任务的热风炉。在实际生产过程中，我们能够借助于下面几种换炉指令来确定热风炉是否需要更换，即旁通混风阀开度、格子砖温度下降范围、送风时长以及热风炉拱顶温度下降幅度。其中，在旁通混风阀开度处于全闭合状态下，此时热风炉输送热风不再需要与冷风混合，而是能够直接满足高炉生产需要温度，一旦继续送风就会导致温度变化较大，无法满足生产需要，这时需要换炉。而格子砖与热风炉拱顶的温度一旦下降强烈，也说明需要换炉。在实际生产过程中，这两种换炉指令的应用还需要结合生产实际情况，所以不但不能够对加热模型优化的基本需求进行满足，同时也不能够确定所需时间，因此不论对于热风炉来说还是对于高炉来说都十分不利，会直接导致换炉频繁，进而加大损失。根据分析总结来说，为降低频繁换炉带来的经济损失，可以采取定时换炉的方式。

（二）换炉顺序及关键问题

现阶段，换炉系统大多采用手动或者半自动的工作方式，只有定时换炉这种方式为全自动的工作方式，不同阀门的工作顺序会伴随着操作方式的不同而变化。在换炉过程中，为了避免热风炉在刚刚投入使用之后瞬间温度超高，可以借助于强制前馈的方法来将混风阀提前进行开大处理，从而实现扰动补偿作用。在换炉过程中，还需要将定风量控制转变为定风压控制。与此同时，为了确保换炉工作的安全性，避免高压风涌进煤气管道造成爆炸事件，需要确保送风炉与燃烧相关的阀门严格关闭，同时各个燃烧炉与送风相关的阀门坚决不能打开。但是目前的自动换炉工作绝大部分控制方式都是PLC，所以这种问题更加严重，这主要是由于软件规定在燃烧过程中，与送风相关的阀门必须关闭，但是用来控制送风的不同阀门PLC输出管道一旦被击穿，就会导致磁力启动器瞬间开启，从而造成危险事故的发生。因此，除了软件规定的连锁之外，必须要有硬件规定的连锁，具体就是将与送风相关的阀门全部串联，将同一继电器当中的控制闭合节点当做燃烧各个阀门的供电节点，从而确保送风与换炉安全。

（三）无波动换炉

在换炉过程中，不可避免会发生压力波动与温度波动。一般来说，温度波动的幅度不会很大，因此主要的问题为压力波动，这也是困扰相关工作人员的首要问题。最常见的换炉方式为：将烧好炉子与燃烧相关的各个阀门全部关闭，之后将冷风均压阀门打开，待均压完成之后再将冷风与热风阀门打开，将烧好的炉子变为送风炉，最终再将原本讲行送风工作的热风炉变为燃烧。在换炉工作开始之前，需要通过充风的方式将风量划分为两路，也就是说要将原本进行送风工作的热风炉送到充压的风或者高炉的风，同时为了保障风量不变，必须要使用定风压这种控制手段。通常情况下，实现无波动换炉可以采用俄罗斯方块、日本新日铁方式以及废风压前馈或之后补偿这三种方式。根据相关调查与经验来看，俄罗斯方块这种方式程序比较复杂，使用难度较大：日本新铁方式则比较简单，能够针对现有系统进行改造。同时，应用这种方式的过程中，需要额外注意电动式以及液压式这两种驱动方式，在电动式之下，因为电动机大多为恒速，因此机械运转情况无异常，就说明不需要进行系统改造，而在液压驱动下，一般只有增加限位开关这一种方式。

（四）恒量风换炉

在进行热风流量测量与控制过程中，因为主要的测量方式为热风炉后进高炉之前，所以在换炉工作中基本不会受到充风的影响，换炉过程中也就不需要转变为风压控制。如果补偿到位，就可以将换炉过程中的压力与流量的波动降至最低。另外，由于热风炉在送风过程中难免会出现漏风的现象，冷风流量在测量过程中一定会出现不同程度的误差，因此应当针对热风流量进行测量与控制，同时这也是炼铁工作人员最喜爱的方式之一，既能够让整个系统得到简化，同时也能够使系统达到理想中的运行状态。需要注意的是，不论采用流量控制，还是采用恒风量自动换炉这种方式，都需要将热风流量在线测量这个首要问题进行解决。在世界范围内，各国都一直在努力的研究相关装置，其中文丘利管就是一个质量极佳的耐火材料，但同时也有着尺寸过大、对直线段要求严格以及安装困难等劣势。反之，弯头流量计这种方式则更为可靠，尤具是在热风管道的自然弯曲部位，能够直接用作弯曲流量计的压力提取点，而不需要对管道与设备进行更改。通过这种方式的应用，能够有效提高换炉的效率。

（五）协调与集中控制

在绝大部分炼铁企业当中，高炉的数量都不止一座，而每一座高炉又可以包含三个或者四个热风炉，因此多个热风炉在同一时间进行换炉，导致煤气管网当中压力波动过大的情况时有发生，从而直接影响到用户的煤气使用安全以及煤气利用率的提高。由此可见，在换炉过程中，协调控制的作用非同寻常。另外，当前我国的高炉一般都具有独立的控制室，而每一个控制室内可以安置两名值班人员，因此在多个高炉的条件下，值班工作人员也更多，控制室的占地面积也更大。与此同时，大部分炼铁厂的热风炉都需要有专业的技术人员进行管理，所以集中控制与协同控制同样不可缺少。在协调控制与集中控制应用过程中，需要考虑以下几点问题：第一，管理体制类型；第二，如何选择集中地点；第三，集中形式属于相对还是完全：第四，集中过后的换炉顺序以及集中之后的手动干预等主要协调问题。

XZ-C8000热风炉智能烧炉优化控制系统

◆系统简介

节能降耗已经成为钢铁企业提高效益的重要手段，热风炉作为钢铁生产中的重要环节，节能意义重大。澳门太阳集团6138研发的XZ-C8000热风炉自动烧炉优化控制系统是根据实时的生产参数自动优化调整空燃比和烧炉节奏，一般情况下无须人工干预即可进行全自动烧炉，大大降低劳动强度，避免了人工烧炉的个人差异和人为因素，实现了热风炉的规范化操作和风温的稳定。

◆节能原理

根据拱顶温度、废气温度CO含量/O₂含量以及煤气压力/流量/热值、助燃空气压力/流量等参数自动优化调整空燃比和烧炉节奏，实现了热风炉的自动化、规范化操作，达到稳定提升风温、节能降耗的目的。

◆技术目标

1）实现热风炉的自动烧炉，降低人工劳动强度，提高热风炉的稳定性；

2）手动烧炉与自动烧炉之间无扰动切换；

3）大幅降低废气中CO含量；

4）同等条件下可显著提高平均风温5℃以上；

5）节约煤气消耗3%以上；

6）本系统的安装、调试和运行不影响正常生产，在异常状况下自动切换到手动状态或原有系统；

7）本系统不影响DCS或PLC系统的其他功能；

8）炼铁厂需要保证各种仪表工作正常、检测数据准确，提DCS或PLC系统的的接口，可实时读取拱顶温度、煤气

压力/流量/热值、废气温度/O₂和CO含量等参数。