转炉一次干法除尘控制系统的改进
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第29卷第1期2013年1月
甘肃科技
Gansu Science and Technology
Vol.29No.1
Jan.2013转炉一次干法除尘控制系统的改进
刘晓景
（甘肃钢铁职业技术学院，甘肃嘉峪关735100）
摘要：转炉一次干法除尘，根据工艺和安装设备的特点，控制系统做了如下方面的改进：由集中控制采用ET200s分布式IO控制；传动的PLC带中间继电器驱动电机，改为直接采用ET200Pro电机驱动器直接驱动；顺序功能直接由GRAPH直接实现；蒸发冷却器温度控制采用趋势控制法。
关键词：ET200s；分布式；ET200Pro；GRAPH；蒸发冷却器；温度控制
中图分类号：TP302.1
北京国华新兴节能环保科技有限公司结合自家系统工艺、设备方面的特点，并利用在控制系统方面的优势，对整个控制系统进行了多方面的改进创新，在榆钢2012年投产的二炼钢3#、4#转炉工程中投入实践，降低了电气系统的施工和维护成本，对系统的运行起到了很好的促进作用。
1概述
转炉一次干法除尘控制系统总体由两部分组成，一是转炉车间内的蒸发冷却器和粗输灰系统，简称转炉区；另外是包括静电除尘器、风机、切换站、放散烟囱在内的车间外部分，简称现场区，两个区域分别设置一套西门子S7400PLC系统，之间采用光纤以太网通讯。
系统按照功能分为7个功能区：蒸发冷却器区、粗输灰功能区、静电除尘器区、风机区、切换站区、放散区、细输灰区，各个功能区紧密结合组成大的系统，同时由自成相对独立的系统。
为了施工和日后的维护方便并且更好地提高系统的可靠性，控制系统做出了如下几个方面的改进。
2由集中控制改为分布式控制
1）转炉一次干法除尘通常控制方式为集中式控制，转炉区PLC控制柜和电机控制柜分开，并放置转炉电气控制室。
现场区PLC控制柜和电机控制柜分开，并放置现场区电气室。
由于供配电柜和控制柜统一放置，电气施工过程中，大量的电缆堆一起敷设，为现场的施工和日后的检修增加了难度。
在榆钢3#、4#转炉施工项目中，电气系统放弃集中控制方式，改为分布式控制，并且PLC柜和MCC 柜整合为一，增加了系统的灵活度，并降低了电气施工和检修的难度。
转炉区，S7400PLC控制柜放置于转炉电气室，蒸发冷平台和粗灰仓平台分别设置ET200s远程站操作箱，内置电机驱动电气设备，如图1所示。
图1蒸发冷却器区网络配置
2）现场区，供配电柜和S7400PLC控制柜及风机变频柜放置现场区电气室，干油站、除尘器二层平台、除尘器三层平台设置ET200Pro远程控制柜，液压站一层、液压站二层分别设置ET200s远程控制柜，柜内放置电气驱动电气设备，如图2所示。
图2现场区网络配置
3使用ET200Pro驱动电机
1）ET200Pro系列是西门子推出的具有IP65防
护等级的采集和控制模块，马达启动器可以直接配置在远程站中驱动电机，在国内控制系统中鲜有使用。
考虑本地气候条件和其他环境因素，除尘器室外平台的远程柜采用防爆设计，柜内电气元器件防护等级也相应提高采用ET200Pro系列。
2）马达启动的试用，不仅节约了远程柜内空间，并且大大减少了PLC系统的IO点，同是减少了系统故障点，降低了施工和检修难度。
3）马达启动器模块同时还具有故障诊断、设备电流检测等实用功能，方便系统维护人员及时发现和处理问题。
马达启动器电流计算方法如图3所示。
图3马达启动器电流计算方法
4顺序功能由GRAPH语言实现
1）根据转炉一次干法除尘工艺及设备的特点，程序实现时，将整个系统分为七大功能区，蒸发冷功能区、粗输灰功能区、静电除尘器功能区、风机功能区、切换站功能区、放散功能区、细输灰功能区。
各大功能区实现各自区域的电机控制、元器件检测、仪表检测。
2）每个电机作为一个单独的个体可实现手自动运行，顺序运行则交由上一层的功能区统一安排。
即单独设备功能作为功能区的神经元，而功能区又作为整个系统的神经元，整体程序系统采用塔式结构。
3）梯形图语言（即LAD）由于简单明了，在工业逻辑控制中被广泛接受和采用，但在顺序控制中，GRAPH语言则显示出其无可比拟的优势。
干法除尘系统各个功能区，尤其是静电除尘器和输灰系统，功能区启动和停止时，各设备需要按照规定的顺序逐一动作。
GRAPH结构清晰明了，可轻易的对单体设备的启动停止命令进行触发。
5蒸发冷温度控制采用趋势控制
1）蒸发冷却器的前期喷水量是根据蒸发冷却器入口温度、蒸发冷却器出口温度设定值以及静电除尘器之后的烟气流量进行计算的，中后期的喷水量主要根据蒸发冷却器出口温度进行调节。
蒸发冷却器的出口温度控制的是否稳定直接影响蒸发冷却器的后续设备的工作。
通常温度控制方法是在双PID调节法，即温度PID控制加冷却水PID调节。
2）由于温度的反映滞后性，温度PID环节往往出现大的波动，影响系统的整体运行，根据温度量变化的特性并结合实际情况，提出温度趋势控制法。
在温度PID工作过程中，加入温度变化率，将其作为决定参数修改PID的死区，以达到温度PID提前反应的目的。
3）温度的变化率，即温度在固定时间的变化值。
温度的变化率给温度的变化做出定量的描述，并以此参与PID调节。
Tc=T2－T1
式中：T1———目前的温度；
T2———1min前的温度（具体的间隔时间根据
实际情况调节）。
Tc———温度的变化率。
温度PID的死区，即设定值与实际值之间的差值小于死区时，设定值与实际值在程序中认为相等。
Er=|Ts－Ta|－Te的绝对值
式中：Er———PID调节时采用的误差值；
Ts———温度设定值；
Ta———温度实际值；
Te———PID死区。
(下转第43页)
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第1期刘晓景：转炉一次干法除尘控制系统的改进
系数为0.9976，表观摩尔吸光系数为1.25ˑ104cm－1·mol－1·L。
2.7方法的精密度和检出限
按上述实验方法测定，其中溴酸根离子浓度为1.0μg·mL－1、3.0μg·mL－1，重复测定11次，平均相对标准偏差（RSD）分别为1.56%、2.67%。
实验结果表明，本法测定11次试剂空白溶液的吸光度值A的标准偏差（S），根据公式D=3S/K（K为回归方程斜率）计算方法检出限为0.13μg·mL－1。
2.8样品分析
随机购买两份市售矿泉水样各500mL，分别加热蒸发浓缩至5mL（浓缩100倍），按上述实验方法操作，每份样品测定6次，计算样品含量及加标回收率，结果见表2。
表2样品分析结果（n=6）
样品测定值（μg）加标量（μg）加标测定均值（μg）回收率（%）RSD（%）1号矿泉水－10.09.9599.5 2.15 2号矿泉水－10.09.9399.3 2.42
3结论
用铬天青S褪色分光光度法测定溴酸根离子，具有稳定性好、操作简便等优点，应用于矿泉水中溴酸根离子的测定，取得较满意的结果。
参考文献：
［1］刘俊．矿泉水新国标限定溴酸盐浓度［J］．农产品市场周刊，2008，28（1）：20－21．
［2］刘文明，马卫兴．二甲酚橙褪色光度法测定微量溴酸根离子的研究［J］．理化检验一化学分册，1997，33
（12）：539－540．
［3］于庆水.粟智亚甲蓝褪色光度法测定痕量溴酸根［J］．光谱实验室，2004，21（5）：974-976．［4］罗道成，刘俊峰，宋和付．酸性品红退色光度法测定微量溴酸根离子的研究［J］．理化检验一化学试剂，
2005，27（5）：299-300.
［5］杨胜园，杨慧仙，于军晖，等．吖啶橙荧光猝灭法测定饮用水中痕量溴酸根［J］．理化检验（化学分册），
2012，20（8）：917-919.
［6］陈璞，顾书生，吕永鹏，等．气相色谱法测定饮用水中痕量溴酸盐［J］．品牌与标准化，2010，15（2）：63-65.［7］史亚利，蔡亚岐，刘京生．大体积直接进样离子色谱法测定饮用水中痕量溴酸盐［J］．分析化学，2005，33
（8）：1077-1080.
［8］齐竹华，屈峰.离子色谱法测定饮用水和面包中的溴酸根［J］．环境化学，1998，17（6）：601-
櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷
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(上接第13页)
图4温度趋势控制法示意
对于PID，其输出量大小由Er决定，当Er≤0，PID停止调节，Er＞0，PID开始调节，并且Er越大调节的输出量越大。
当Er＞0，Tc大于设定值，并且实际温度向设定的温度变化时，调整PID的Te，使Te
=|Ts－Ta|，PID停止调节，进入温度自动变化阶段；其他阶段正常PID调节。
图4为温度趋势控制法示意。
6结束语
转炉一次干法除尘控制系统改进，降低了电气施工和检修的难度，提高控制程序的可靠性和可读性，有效降低了堵灰和卸爆的几率。
参考文献：
［1］邹波．转炉一次干法除尘Step7程序［M］．北京：机械工业出版社，2005．
［2］张庆林．电除尘的主要控制因素［J］．黑龙江造纸，1998，26（2）：31-32.
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第1期李贵林等：铬天青S褪色分光光度法测定水中溴酸根。
