高炉喷煤系统_CN209508301U

摘要本次毕业设计主要阐述了高炉喷煤喷吹自动化控制系统，不包括制粉过程的控制，控制范围是从煤粉仓、中间罐、喷吹罐、喷吹总管、由炉前煤粉分配器到喷吹支管的自动控制过程。

本次毕业设计只考虑了一个喷煤喷吹序列作为控制对象。

本次设计包含：课题本身的背景、由来、意义、主要工艺类型、国内外高炉喷煤喷吹技术的发展现状以及对未来发展的展望；阐述了所需传感器、阀、开关等硬件设备，主要进行了煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐控制，煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐控制，煤粉从喷吹罐喷到高炉风口中的控制，停喷控制，中间罐和喷吹罐的压力控制，煤粉仓、中间罐及喷吹罐温度、压力的安全连锁控制，喷吹风压力的自动测量等控制项目；本设计主要选用的PLC控制系统的选型、硬件配置选择、I/O表编写、硬件接线图的绘制的工作。

关键词：PLC；高炉喷煤；传感器AbstractThe graduation project focused on the automatic control of blast furnace coal injection system, does not include coal grinding process control. Cntrol the process of automation and control, includingo coal powder storage warehouse, the middle tank,the injection tank, injection Explorer,front-end from the blast furnace coal injection powder distribution device to the branch pipe. The graduation project, a PCI only consider as a controlled injection sequence.The design includes: That the issue of background, origin, meaning, the main type of technology, at home and abroad PCI jet technology development prospects and the future development of.On the need for the sensors, valves, switches and other hardware equipment.Mainly carried out coal powder from the coal powder position to control the middle of the tank,pulverized coal injection in the middle tank to tank can back control from the pulverized coal injection into blast furnace tuyere spray cans of control, stop the injection control, the middle tank and the injection pressure control tank, coal stores, intermediate and spray cans blow tank temperature and pressure control of the security chain, hair spray, such as automatic measurement of the pressure control projects; the design of the main selection of the PLC control system selection, hardware configuration options, I / O table prepared mapping hardware wiring work.KeyWords：PLC; blast furnace pulverized coal injection; sensor详细摘要高炉喷煤技术始于1840年S．M．Banks关于喷吹焦炭和无烟煤的设想；世界最早的工业应用即是根据这一设想于1840～1845年间在法国博洛涅附近的马恩省炼铁厂实现的。

摘要本次毕业设计主要阐述了高炉喷煤喷吹自动化控制系统，不包括制粉过程的控制，控制范围是从煤粉仓、中间罐、喷吹罐、喷吹总管、由炉前煤粉分配器到喷吹支管的自动控制过程。

本次毕业设计只考虑了一个喷煤喷吹序列作为控制对象。

本次设计包含：课题本身的背景、由来、意义、主要工艺类型、国内外高炉喷煤喷吹技术的发展现状以及对未来发展的展望；阐述了所需传感器、阀、开关等硬件设备，主要进行了煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐控制，煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐控制，煤粉从喷吹罐喷到高炉风口中的控制，停喷控制，中间罐和喷吹罐的压力控制，煤粉仓、中间罐及喷吹罐温度、压力的安全连锁控制，喷吹风压力的自动测量等控制项目；本设计主要选用的PLC控制系统的选型、硬件配置选择、I/O表编写、硬件接线图的绘制的工作。

关键词：PLC；高炉喷煤；传感器AbstractThe graduation project focused on the automatic control of blast furnace coal injection system, does not include coal grinding process control. Cntrol the process of automation and control, includingo coal powder storage warehouse, the middle tank,the injection tank, injection Explorer,front-end from the blast furnace coal injection powder distribution device to the branch pipe. The graduation project, a PCI only consider as a controlled injection sequence.The design includes: That the issue of background, origin, meaning, the main type of technology, at home and abroad PCI jet technology development prospects and the future development of.On the need for the sensors, valves, switches and other hardware equipment.Mainly carried out coal powder from the coal powder position to control the middle of the tank,pulverized coal injection in the middle tank to tank can back control from the pulverized coal injection into blast furnace tuyere spray cans of control, stop the injection control, the middle tank and the injection pressure control tank, coal stores, intermediate and spray cans blow tank temperature and pressure control of the security chain, hair spray, such as automatic measurement of the pressure control projects; the design of the main selection of the PLC control system selection, hardware configuration options, I / O table prepared mapping hardware wiring work.KeyWords：PLC; blast furnace pulverized coal injection; sensor详细摘要高炉喷煤技术始于1840年S．M．Banks关于喷吹焦炭和无烟煤的设想；世界最早的工业应用即是根据这一设想于1840～1845年间在法国博洛涅附近的马恩省炼铁厂实现的。

高炉喷煤自动控制系统姚瑞英喷煤控制系统由烟气炉、原煤储运、制粉、喷吹四部分组成，主要实现了生产工艺设备的自动/手动控制及保护、工艺数据的自动采集和处理、PID回路的自动调节、工艺画面动态显示、历史和实时趋势显示纪录、紧急停喷报警等功能。

系统介绍 1 硬件配置系统采用Modicon TSX Quantum系列可编程控制器，烟气炉有一套单独的PLC系统，原煤储运、制粉、喷吹公用一套PLC系统，并采用远程I/O网络结构，原煤储运为主站，通过同轴电缆连接制粉、喷吹两个远程站。

两套PLC均通过以太网进行通讯。

2 软件配置运用Concept2.5软件对PLC系统组态编程，画面监控软件选用IFIX软件。

3 网络结构喷煤PLC系统包括烟气炉PLC系统和高炉喷煤PLC系统，如图1所示。

每个控制系统通过以太网进行数据传输和现场设备的控制。

共设两个控制室，5台上位机，其中烟气炉、制粉、喷吹以及主引风机高压变频监控站在一个控制室，原煤储运单独在一个控制室，各上位机之间通过交换机互联，其中由于原煤储运控制室距另外的控制室较远，为确保数据传输的准确性，两台交换机通过光纤介质互联，其他上位机及PLC之间通过双绞线互联。

高压变频监控站通过MB+网控制变频器的频率。

图1 喷煤系统网络拓扑该网络结构有两种方式可以为将来与高炉联网做准备，一是交换机预留光纤口，通过光纤与高炉进行数据通讯；二是通过CPU的MB+口进行数据通讯，实现数据的透明化。

工艺控制 1 原煤储运系统该系统包括8条皮带机、1#～4#圆盘给料机，1#、2#电磁分离器、犁式卸料器，主要负责向1#、2#原煤仓上煤。

根据现场设备情况，可以选择4个圆盘给料机中任何一个或两个圆盘给料机同时给1#或2#煤仓供料，这样共有12个料流可以选择，被选中的皮带则根据料流的方向逆启顺停。

操作人员根据原煤仓需煤量的大小选择相应的料流。

当某一料流运转时，从画面将程序打在“联动”位，若该料流的任一设备出现故障，则系统联停，设备停止顺序与启动顺序相反。

高炉喷煤系统常见故障及排除来源：| 添加日期：2009年9月11日高炉喷煤系统一旦发生故障，必须及时处理，才能保证正常喷煤，减少对高炉操作的影响。

防止喷煤系统出现故障，首先必须合理操作。

正常喷吹过程中不易出故障，倒罐时极易发生一些故障。

2喷煤系统构成与操作倒罐前首先必须通知高炉，注意波动情况。

正确的倒罐操作程序为：（1）关下煤阀，保证线内煤粉吹扫干净；（2）关吹扫阀、快速切断阀、喷吹阀及补压阀；（3）开喷吹罐放散阀和均压阀；（4）喷吹管压力降至零时，开贮煤罐下钟阀向喷吹罐装煤；（5）储煤罐煤粉卸完后，其电子秤示数为零，关下钟阀；（6）关均压阀；（7）开喷煤罐下充压阀，罐压正常后下充压阀关闭。

开喷吹风阀、快速切断阀、喷枪进口阀及补压阀，恢复正常喷煤。

3生产过程中的常见故障3．1混合器前后软连接断开（1）关下煤阀，停止给煤；（2）关吹扫阀、快速切断阀，喷枪进口阀；（3）启动排气风机，吹净室内N2，清理场地，更换软连接；（4）通知高炉正常喷煤。

3.2防爆膜爆破（1）非煤粉爆炸引起的集煤罐和储煤罐防爆膜爆破，喷煤罐可继续喷煤，通知设备检修人员更换防爆膜。

（2）由于煤粉爆炸引起的集煤罐和储煤罐防爆膜爆破，则将喷吹风改为N2，将喷吹管煤粉处理干净后停止喷煤。

（3）喷煤罐防爆膜爆破，则立即停止喷煤，检查分析爆破原因，通知高炉。

如非煤粉爆炸引起，则待爆破膜更换完毕后，恢复正常喷煤。

若由煤粉爆炸引起，则首先处理火源，待防爆膜换完后。

全部转用N2喷吹。

3.3罐内煤粉温度超过70℃煤粉罐内煤粉温度超过70℃，则全部改为N2喷煤。

待喷吹罐内煤粉全部喷净后，进行清罐检查和扑灭火源。

3.4压缩空气突然停风冲压、补压、流化和喷吹全部转为N2喷煤。

如无供N2设施，则停止喷煤，并通知高炉。

3.5N2压力突然降低转为全用压缩空气喷煤。

各煤粉罐内煤粉喷净后，N2压力仍然不能恢复，则停止喷吹烟煤，如条件允许可改为无烟煤喷吹。

3.6倒罐时下钟阀打不开（1）检查机电设备极限位置和传动钢绳是否掉道；（2）如非机电问题则开放散阀将储煤罐压力放掉0.2～0.25MPa，然后关闭。

高炉煤粉喷吹系统工艺简介摘要：高炉煤粉喷吹是优化炼铁系统结构的重要环节，是国内外高炉炼铁技术发展的大趋势，。

本文结合实际工程介绍了高炉煤粉喷吹系统的工艺及其取得的重大意义。

关键词：高炉原煤储运；煤粉制备；煤粉喷吹一、高炉煤粉喷吹概述近年来随着钢铁行业的高速发展，矿石资源和焦炭资源日趋紧张，节能降耗已经成为钢铁行业刻不容缓的重大课题，而炼铁系统又占钢铁行业能耗的70％左右，是名副其实的耗能大户，而高炉煤粉喷吹系统在高炉生产过程中已成为节焦和改进冶炼工艺最有效的措施之一。

喷煤工艺种类繁多，按喷吹方式可分为直接喷吹和间接喷吹，按喷罐布置可分为并罐布置和串罐布置，按喷吹管路可分为多管路喷吹和单管路加分配器喷吹，按制粉系统烟气循环方式可分为引热风炉废气和烟气自循环方式。

完整的高炉喷煤工艺流程应包括原煤储运系统、制粉系统、煤粉输送系统、喷吹系统、供气系统和煤粉计量系统，最新设计的高炉喷煤系统还包括整个喷煤系统的计算机控制中心。

二、工艺介绍高炉喷煤就是把原煤（无烟煤、烟煤）经过烘干、磨细，用压缩空气输送，通过喷煤枪从高炉风口直接喷入炉缸的生产工艺。

高炉喷煤系统的工艺流程主要由原煤贮运、煤粉制备、煤粉喷吹、热烟气和供气等几个部分组成。

如下图所示。

1. 原煤储运系统：为保证高炉喷煤作业的连续性和有效性，在喷煤工艺系统中，首先要考虑的是建立合适的原煤储运系统，该系统应包括综合煤场、煤棚、储运方式。

为控制原煤粒度和除去原煤中的杂物，在原煤储运过程中还必须设置筛分破碎装置和除铁器。

筛分破碎即可以控制磨煤机入口的原煤粒度，除铁器则主要用于清除煤中的磁性金属杂物2. 煤粉制备系统: 煤粉制备是指通过磨煤机将原煤加工成粒度和含水量均符合高炉喷吹需要的煤粉。

制粉系统主要由给料、干燥与研磨、收粉与除尘几部分组成。

3. 喷吹系统：喷吹系统由不同形式的喷吹罐组和相应的钟阀、流化装置等组成。

煤粉喷吹通常是在喷吹罐组内充以压缩空气，在自混合器引入二次压缩空气将煤粉经管道和喷枪喷入高炉风口。

高炉喷吹煤粉系统简介高炉喷吹煤粉系统是高炉冶炼中的重要组成部分，用于提供燃料和热能，以维持高炉的正常运行。

该系统通过将煤粉喷入高炉燃烧室，使其与空气混合燃烧，产生高温燃烧气体，供给高炉内的冶炼反应，实现铁矿石还原和液态铁的产生。

煤粉输送系统高炉喷吹煤粉系统的核心是煤粉输送系统。

煤粉输送系统主要包括煤粉仓、煤粉磨煤机、煤粉输送管道和煤粉喷吹装置。

煤粉仓煤粉仓是储存煤粉的设备，通常位于高炉附近，与煤粉磨煤机直接相连。

煤粉仓由钢板制成，具有一定的密封性能，以防止煤粉受潮和挥发。

煤粉磨煤机煤粉磨煤机是将颗粒状的煤炭磨碎成细小的煤粉的设备。

煤粉磨煤机通常采用滚筒式研磨方式，通过磨辊的旋转摩擦，将煤炭颗粒研磨成所需的细小颗粒。

煤粉输送管道煤粉输送管道用于将煤粉从煤粉仓输送至高炉喷吹装置。

煤粉输送管道通常采用高压输送方式，通过气动输送或螺旋输送的方式，使煤粉快速、稳定地输送到高炉喷吹装置。

煤粉喷吹装置煤粉喷吹装置是将煤粉喷入高炉燃烧室的设备，用于实现煤粉与空气的混合燃烧。

煤粉喷吹装置通过喷嘴将煤粉均匀地喷入高炉燃烧室，与空气混合后进行燃烧反应。

煤粉燃烧反应煤粉喷吹煤粉系统的核心是煤粉的燃烧反应。

煤粉燃烧反应是高炉内重要的冶炼过程，主要包括煤粉燃烧、铁矿石还原和液态铁的生成。

煤粉在高炉燃烧室中与空气混合后，发生燃烧反应产生高温燃烧气体。

煤粉的燃烧产生大量的热能，使高炉内的温度升高，促进铁矿石还原反应的进行。

铁矿石在高温燃烧气体中发生还原反应，生成液态铁，并逐渐下沉到高炉底部。

煤粉燃烧反应的控制对高炉的冶炼效果有着重要的影响。

合理调节煤粉喷吹量和喷吹速度，能够保持高炉内的稳定温度，提高冶炼效率。

煤粉喷吹系统的优势高炉喷吹煤粉系统相比其他燃料方式具有一定的优势：1.节约能源：煤粉喷吹系统可以将煤粉完全燃烧，充分利用煤粉的能源，减少能源的浪费。

2.环保节能：煤粉喷吹系统燃烧产生的废气中含有少量的二氧化硫和颗粒物等污染物，但相对于其他燃料方式，排放量较低，更加环保。

高炉喷煤系统最佳操作法和常见故障前言一、工艺简述：高炉喷煤就是把原煤（无烟煤、烟煤）经过烘干、磨细、用压缩空气（或氮气）输送，通过喷煤枪从高炉风口直接喷入炉缸的生产工艺。

高炉喷吹燃料从风口直接把辅助燃料吹入炉缸，代替燃烧的焦炭增加热量,以降低焦比,强化冶炼。

高炉可以喷吹的燃料分液体（重油、轻油、原油、焦油及沥青等）、固体(无烟煤、烟煤、焦粉等)和气体（天然气、焦炉煤气以及炉身喷吹用还原性气体等）三类。

中国主要喷吹煤粉。

高炉喷吹燃料产生以下后果：①焦比大幅度降低中国首都钢铁公司1号高炉1966年通过富氧和提高风温，油、煤喷吹量达入炉燃料量的45％，焦比月平均366公斤／吨铁,目前中国多数高炉每吨铁喷煤60～120公斤。

焦比降低的主要原因是燃料中的碳代替了风口前燃烧焦炭的碳量；燃料中含有H2（如重油含H2达10～12％），促进高炉内的还原。

②要求热补偿喷入高炉的燃料在风口前是冷的。

在燃烧前汽化分解时要消耗部分热量，使炉缸温度降低（冷化作用），必须提高风温来补偿。

此外，喷吹燃料可促进富氧鼓风。

苏联喷吹天然气的高炉鼓风含氧可富化到30％以上。

③促进高炉顺行可用来调节炉况高炉喷吹燃料后炉缸中心气流增强，温度提高，风口平面上沿半径温度梯度减小，炉缸工作更均匀。

但如喷吹量超过一定限度，中心过吹，则会破坏顺行。

遇此情况应采取上部调节，加重中心负荷；下部调节，扩大风口直径，缩短风口长度；以及富氧鼓风等措施。

利用改变喷吹量可调节炉况：当炉况向凉时，加大喷吹量；炉况向热时，减少喷吹量。

但炉况已凉或已热后则不宜采用。

高炉刚开始喷吹燃料，由于“冷化作用”,炉温不高；几小时后,预还原的炉料进入炉缸，炉温又逐渐升高。

这段凉热变化期称为“热滞后”时间，可作调节炉况的依据。

④较高压差操作由于喷吹燃料产生的煤气量比被替代的焦炭产生的多，使煤气的浮力增加，加之喷吹燃料后焦比降低，料批中焦炭比例减少，都使料柱阻力增大，压差升高（在高炉顺行前提下，压差略高，仍可维持正常生产）。

高炉喷煤控制系统的研究1 绪论1.1 课题研究背景目前，高炉喷煤存在手动调节喷煤和自动喷煤两种方式。

手动调节喷煤，喷煤量不均匀，造成高炉热制度经常性波动，不利于高炉炉况的稳定及煤比的进一步提高，采用自动喷煤技术可实现入炉煤粉量精滩，喷吹均匀，达到稳定炉况的目的，进而为提高煤比创造条件。

因此，国内企业结合自身特点，近几年正在逐步实施自动喷煤技术。

高炉喷煤系统布置形式大体分为并联罐和串联罐两种系列，并联罐布置形式比较容易实现自动喷吹，国内外都有相应技术，如采用国外技术的有：宝钢(除三高炉)、武钢、鞍钢等，采用的是荷兰的自动喷吹技术。

首钢迁钢2高炉采用的是达涅利技术；采用国内天硕钢铁(福建)有限公司开发的自动喷吹技术的企业有：济钢、邯钢等。

对于串联罐布置形式，国内均是手动喷吹，还未开发出成功的自动喷煤技术。

首钢炼铁厂和首秦公司炼铁部高炉的喷煤系统布置形式为串联罐，目前采用手动调节喷煤。

由于人工调节喷煤量的误差，首钢炼铁厂喷吹量有时误差达到15%以上，带来高炉喷煤量的不均匀，严重影响了高炉热制度稳定，不利于高炉产量及煤比的进一步提高。

这种影响在目前煤比150kg/t-160kg/t的情况下更加明显。

因此，进行串联罐高炉自动喷煤技术研究与开发是非常有必要的。

如今，随着IT业总体水平的提升，软件工程的思想被融入到各种软件开发技术中。

而20世纪60年代开始发展起来的计算机系统工程，是计算机硬件、软件、数据通信装置、数据存储设备、规章制度和有关人员的统一体。

它广泛存在于医疗、机械、电力、钢铁冶金及制造业等领域内，在各个领域有着广泛的应用，如计算机辅助设计(CAD)系统、计算机辅助制造(CAM)系统、计算机辅助教学系统、计算机辅助医疗系统、军用的计算机指挥系统、通信软件工程、公用或专用的现代通信系统和信息服务系统都各具特色，管理软件是一类最具代表性的软件工程[1]。

基于计算机的系统是“某些要素的一个集合，这些要素被组织起来以实现某种方法、过程或借助处理信息进行控制”[2]。

专利名称：高炉喷煤系统
专利类型：实用新型专利
发明人：谢勇,张秦川,苏继新,王孔军,尹国孝,邹晓雄,唐武兵申请号：CN201120394708.1
申请日：20111017
公开号：CN202265584U
公开日：
20120606
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型实施例公开了一种高炉喷煤系统，包括：第一煤粉仓，所述第一煤粉仓的底部设置有多个第一喷煤罐；第二煤粉仓，所述第一煤粉仓的底部设置有多个第二喷煤罐；和通过第一压空管与所述第一煤粉仓和第二煤粉仓相连通的空压机。

从而实现了两套喷煤系统的联网改造，真正实现了生产互补，对资源优化配置，提高产量、低消耗起到了良好促进作用。

实现联网后，安全可靠性提高，如遇一系统出现故障停喷，则可将另一系统切入使用，将损失降到最低。

申请人：四川省达州钢铁集团有限责任公司
地址：635000 四川省达州市通川区西河路25号
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：逯长明
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