摘 要 ：本文已河鋼承鋼公司煉鐵廠(chǎng) 5# 爐富氧儀控系統為例進(jìn)行闡述，通過(guò)對整體富氧系統控制方式及設備進(jìn)行學(xué)習，#終實(shí)現提高生產(chǎn)率和減少故障率的目的。
富氧是大型煉鐵高爐冶煉中不可缺少的能源介質(zhì)，通過(guò)不斷穩定提高富氧率可以?xún)?yōu)化高爐鐵水質(zhì)量、減少焦比、增加噴煤量，提高冶煉系數和鐵水產(chǎn)量。因此，研究煉鐵高爐如何穩定提高富氧率，成為一項技術(shù)熱點(diǎn)。本文已承鋼公司煉鐵廠(chǎng) 5#爐富氧儀控系統為例進(jìn)行闡述。5#爐富氧儀控系統于 2006年 12月投產(chǎn)使用。采用鼓風(fēng)機后富氧方式，由總管進(jìn)入富氧站，經(jīng)過(guò)壓力調節和流量調節后加入冷風(fēng)管道。也是降低焦比、提高鐵產(chǎn)量的有效措施。
上圖為 5# 高爐富氧儀表檢測控制流程圖，其中儀表檢測點(diǎn)包括 ：富氧進(jìn)站壓力、富氧出站壓力、富氧流量、富氧溫度。
儀表檢測設備具體為 ：富氧進(jìn)站、出站壓力使用壓力變送器 ：EJA530A-DCS9N。富氧溫度使用鉑熱電阻 ：WZP230Pt100。富氧流量使用差壓使流量計，差壓變送器 ：EJA110ADMS5A。另外壓力、流量檢測加裝隔離配電器，保障安全的同時(shí)減少干擾提高系統穩定性，隔離配電器 ：NPPD-111D。下圖為壓力、流量檢測結構圖。
式中 ：F ：未補償流體流量 ；k ：流量系數 ；∆p ：流量差壓值 ；p ：差壓變送器量程由于氣體的可壓縮性，富氧流量測量值要統一轉換為標準狀態(tài) (0℃，1 標準大氣壓 ) 下的體積流量 QVN, 因此就需要對測量到的富氧流量值進(jìn)行溫度、壓力補償換算 ：
式中 ：f ：補償后的流體流量 ；T實(shí) ：流體實(shí)際溫度 ；P實(shí) ：流體實(shí)際壓力 ；P設 ：流量計設計壓力 ；T設 ：流量計設計溫度
2 5#高爐富氧系統控制方式及設備
富氧壓力流量調節的給定信號增加 NPGL-111D型隔離器，防止因為干擾影響富氧測量的準確性，提高測量系統的穩定性，確保對富氧系統的控制準確有效。調節執行器選用氣動(dòng)調節閥，控制簡(jiǎn)單，反應快速，且本質(zhì)安全。
富氧控制系統功能 ：實(shí)現對富氧出站壓力、流量的測量變送、轉換運算、溫壓補償后在監控計算機畫(huà)面顯示。操作崗位人員通過(guò)監控計算機設定工藝需要的出站壓力和流量值，在 PLC控制系統中將測量值與給定值在 PID控制塊中完成 PID運算，然后將給定閥位開(kāi)度信號通過(guò) AO 模板輸出到現場(chǎng)執行器，實(shí)現對閥位的控制，#終完成對壓力流量的控制。富氧壓力、流量控制回路如下圖所示。
5# 爐壓力調節 ：氣動(dòng)調節閥 ；產(chǎn)品型號 ：HCP-V ；執行機 構 ：HA3R ；公 稱(chēng) 通 徑 ：100mm ；公 稱(chēng) 壓 力 ：4.0Mpa ；額定 行 程 ：38mm ；額 定 流 量 系 數 ：CV220 ；彈 簧 壓 力 范 圍 ：80Kpa~240Kpa ；閥體材料 ：SCS13A ；閥內組件材料 ：SUS304 ；流量特性 ：對數 ；設計位號 ：FV-101。
5# 爐 流 量 調 節 ：氣 動(dòng) 調 節 閥 ；產(chǎn) 品 型 號 ：HCB ；執 行機 構 ：HA3R ；公 稱(chēng) 通 徑 ：150mm ；公 稱(chēng) 壓 力 ：4.0Mpa ；額定 行 程 ：50mm ；額 定 流 量 系 數 ：CV420 ；彈 簧 壓 力 范 圍 ：80Kpa~240Kpa ；閥體材料 ：SCS13A ；閥內組件材料 ：SUS316 ；流量特性 ：對數 ；設計位號 ：FV-101。
3 富氧聯(lián)鎖保護系統
表 1 為富氧安全保護系統數據表 ：（5# 高爐富氧站未設置單好的富氧快切閥，不滿(mǎn)足安全連鎖條件時(shí)有壓力調節閥配合快排實(shí)現氧氣的快速切斷。）同時(shí)要對富氧系統在日常點(diǎn)檢時(shí)要觀(guān)察在線(xiàn)趨勢是否正常，如有異常及時(shí)處理。另外還要對現場(chǎng)儀表定期檢查、確認導壓管路有無(wú)泄漏、定期清掃富氧室衛生，檢查儀表線(xiàn)路及接線(xiàn)盒外觀(guān)有無(wú)損壞，是否完好。檢查盤(pán)后現場(chǎng)儀表接線(xiàn)是否牢靠，端子是否松動(dòng)。富氧用壓力、流量變送器要按照校準周期進(jìn)行校準，確保儀表準確可靠。
4 富氧系統日常維護
①富氧溫度測量故障，因為富氧管道震動(dòng)較大，測溫電阻常因震動(dòng)損壞，溫度異常的話(huà)，連帶著(zhù)會(huì )影響到富氧流量的溫度壓力補償，甚至因此富氧連鎖系統誤動(dòng)作。使用熱電阻芯為鎧裝的型號可以適當延長(cháng)使用壽命，減少故障。②富氧壓力測量故障，EJA530A 系列變送器運行穩定，正常使用中富氧系統壓力測量故障率極低。壓力變送器故障檢查的方式一般都可以先看表頭顯示，然后用萬(wàn)用表檢測輸出信號。③富氧流量故障，富氧流量因為溫度壓力補償的原因，會(huì )受到溫度和壓力的影響，所以在檢查流量故障時(shí)，不能只檢查差壓變送器，還要同時(shí)排查壓力、和溫度測量元件是否正常。以便更快的解決故障，提高作業(yè)效率。④氣動(dòng)調節閥常見(jiàn)故障，如調節閥不動(dòng)作，常見(jiàn)原因主要是沒(méi)有信號壓力，可以先確認動(dòng)力氣源閥門(mén)是否打開(kāi)，可以通過(guò)觀(guān)察減壓閥后氧氣表頭指示確認。⑤閥門(mén)定位器是控制閥的主要附件 .它將閥桿位移信號作為輸入的反饋測量信號 ,以控制器輸出信號作為設定信號，進(jìn)行比較，當兩者有偏差時(shí)，改變其到執行機構的輸出信號，使執行機構動(dòng)作，建立了閥桿位移倍與控制器輸出信號之間的一一對應關(guān)系。
5 高爐富氧調節故障應急預案
事故特征 ：因各種原因引起的高爐富氧調節不動(dòng)作，全開(kāi)、全關(guān)情況。
應急措施 ：①檢查富氧連鎖條件，判斷是否因富氧條件不滿(mǎn)足導致富氧切斷。②如確定非安全連鎖條件觸發(fā)，詢(xún)問(wèn)煉鐵當班工長(cháng)高爐爐況及需要富氧量。③攜帶對講機并要求崗位人員一同前往富氧閥門(mén)室。④現場(chǎng)手動(dòng)關(guān)閉調節閥所在氣路截止閥。在滿(mǎn)足富氧條件下，手動(dòng)緩慢開(kāi)啟富氧旁路截止閥使富氧流量達到工藝要求。⑤保持與值班室通訊，在故障處理期間手動(dòng)調節旁通截止閥調節富氧流量。⑥確保安全的情況下，2 人以上處理調節閥現場(chǎng)故障。一人監護一人操作。⑦故障排除后院秒故障點(diǎn)并通知崗位操作人員對調節閥進(jìn)行測試。⑧確認無(wú)問(wèn)題后，需2 人同時(shí)操作旁路截止閥及主氣路調節閥。保持與值班室聯(lián)系，緩慢關(guān)閉旁路、打開(kāi)主氣路。⑨完成故障處理完成，調節閥投自動(dòng)后�，F場(chǎng)觀(guān)察 10min~15min，待設平穩運行后離開(kāi)現場(chǎng)。
6 注意事項
①準備好使用工具和儀表設備。②及時(shí)聯(lián)系需要配合作業(yè)的工種。③確保人身安全及設備安全的情況下才可作業(yè)。④到達現場(chǎng)后盡快恢復高爐富氧。
7 總結
20 世紀 90 年代早期，高爐焦比就實(shí)現了 300kg/tHM。然而，由于高爐富氧太低，進(jìn)一步降低焦比的步伐至今仍十分緩慢。研究指出，富氧煉鐵將有效降低爐頂煤氣溫度，增大噴煤量，降低焦比和提高高爐生產(chǎn)率。
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