高炉喷吹煤给料技术方案
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芜湖新兴铸管有限公司焦化工程高炉喷吹煤给料装置 北京金日新事业技术有限公司
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芜湖新兴铸管焦化工程
高炉喷吹煤给料装置技术方案
北京金日新事业技术有限公司
二零一一年七月
芜湖新兴铸管有限公司焦化工程高炉喷吹煤给料装置 北京金日新事业技术有限公司
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1.概述
高炉喷吹煤系统的任务是将卸车后的高炉喷吹用煤进行贮存，并根据制粉系统工作制度及系统处理能力的要求，将储存在贮煤槽内的煤料连续、稳定、均匀的给料并输送至制粉系统，加工成满足高炉喷吹生产要求的煤粉。
中冶焦耐（大连）工程技术有限公司提供的贮配煤室安装图为：
贮配煤室横剖面图1
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储配煤室0.150平面布置：图2（共计15个储煤槽，其中1-3号槽用于高炉喷吹煤给料系统）
电气室 芜湖新兴铸管有限公司焦化工程高炉喷吹煤给料装置 北京金日新事业技术有限公司
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贮配煤室纵剖面图3 芜湖新兴铸管有限公司焦化工程高炉喷吹煤给料装置 北京金日新事业技术有限公司
- 6 - 贮配煤室中1#、2#、3#槽储存的是高炉喷吹煤，其储量为～8000t×3=～24000t。在储配煤槽的设计中，每个槽共设2×2=4个槽嘴，3个槽共12个槽嘴，每个槽嘴设电液动平板闸门（业主供货）及直拉式称量带式输送机。储槽内的煤料通过电液动平板闸门由直拉式称量带式输送机按规定的给料量拖出，经带式输送机运送至制粉系统。
2.高炉喷吹煤给料装置方案概述
虽然高炉喷吹煤储槽与焦化储配煤槽同处建设，并利用焦化工程的卸车、输送系统将高炉喷吹煤运送至储槽储存，但其给料装置及控制系统是一个独立的系统。因此我公司结合本项目高炉喷吹煤储槽的建设特点，提出给料装置及控制系统的技术方案如下：
（1）储煤槽采用德国原装申克电子皮带秤及直拉式拖料皮带机自动给料，整个系统的操作均在焦化工程自动配煤控制室内进行。为了便于现场管理，我们在高炉制粉系统的中控室设置一台上位机作为监控，喷吹煤给料装置的柜体设备均安装在储煤槽附近设置的焦化工程自动配煤控制室内。
（2）在焦化工程建设的自动配煤控制室内安装PLC柜、变频柜、供电系统和自动配煤装置集中供电。
（3）焦化工程自动配煤控制室详见储配煤室纵剖面图。
（4）储煤槽设置的高能破拱助流器的开、关的控制程序由喷吹煤给料装置控制系统完成（业主只需将空气炮启动/停止的信号引入到配煤控制室再增加一些开关量控制模块即可实现空气炮系统的集中控制）。喷吹煤给料装置正常工作时，通过电子秤检测给料量，若通过调速仍达不到设定值时系统就会停止工作，自动启动高能破拱助流器进行放炮喷吹、破拱，启动次数可按业主要求进行设定。高能破拱助流器放炮喷吹、破拱后仍达不到设定给料量就报警需人工处理或换仓后再启动喷吹煤给料装置。也可在正常生产过程中，设定时间及次数由喷吹煤给料装置的控制系统，自动启动高能破拱助流器进行放炮喷吹、破拱。
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- 7 - 3. 喷吹煤系统技术方案
3.1系统特点
JRPL-P型自动配料系统，采用集散型、模块化的设计，计量部分采用德国申克原装进口电子皮带秤、系统控制部分采用西门子PLC（业主也可随大系统指定），上位机采用主流监控工业组态软件Wcc等，系统操作简单、界面友好，确保了整个给料系统的可靠性、稳定性和准确性，维护及操作简单。
系统结构上采用拖料、计量一体式带式输送机的控制方式。我公司提供的技术方案，是从我公司多年从事焦化工程大直径筒仓自动配煤系统设计、生产摸索到的实践经验转化而来的，3个储槽共12个拖料、计量带式输送机每班都必须要运行并且3个储槽及相对应的12个拖料口必须定时联锁切换，才能有效防止蓬料，确保喷吹煤给料装置运行稳定、给料准确。
我公司提供的技术方案按照开放性与规范性相结合的设计规范，遵循工业控制、集中调度和网络应用技术主流的软、硬件接口规程和协议标准，不基于特定机型、操作系统或厂家的体系结构，从而保证将来系统扩充与升级以及与其他系统互联的方便可行。同时根据国家标准、各项规范来制定标准组织数据，保证系统与数据的共享性。同时具有成熟性、先进性与经济性相结合的特点，所选用的技术先进、实用、成熟，设备均为稳定可靠的市场主流产品并有较好的性能价格比。
3.2系统结构
在此总体设计方案中，我们将采用分布式JRPL－P型小皮带独立计量的定量给料方式系统，并在系统结构上采用 上位机 + PLC控制系统 +直拖式电子秤的方式，在给料控制方式上采用直拉式拖料皮带机给料，使得整个系统下料均匀稳定。详见下图喷吹煤给料装置控制系统构成 芜湖新兴铸管有限公司焦化工程高炉喷吹煤给料装置 北京金日新事业技术有限公司
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高炉喷吹煤给料装置控制系统网络构成图
备注：上图中圆盘给料机动力电源应改为定量给料机动力电源
整个系统由1台工业PC、1套PLC及12套电子皮带秤加现场控制仪表组成的闭环控制系统；每个闭环控制回路由现场的直拉式拖料皮带机、变频调速装置、电子秤、现场控制仪表及现场操作箱、控制室内的PLC等组成，并留有与制粉系统上位管理系统计算机的通讯接口，系统可通过OPC接口任意读取系统中的数据。
该控制系统可分为下列四大部分：
物料计量部分 微机操作部分
系统控制部分 给料机控制部分
3.2.1物料计量部分
由于在高炉喷吹煤控制系统中，定量给料机的选型和自动配煤装置完全相同，本方案中此内容省略。
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- 9 - 3.2.2微机操作站
该上位机采用先进可靠的工业控制机作为操作站，工艺流程动画显示美观大方，友好的操作界面简单易学。（图例摘自重钢筒仓配料系统）。
工艺流程画面：
标题栏：显示班组、班次以及系统时间 芜湖新兴铸管有限公司焦化工程高炉喷吹煤给料装置 北京金日新事业技术有限公司
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配比设置画面
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- 11 - 物种设置画面
控制参数画面
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实时曲线跟踪画面
历史曲线显示画面
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本方案系统中，在焦化工程自动配煤控制室内安装一台操作站，完成喷吹煤给料装置控制系统的操作功能（同时也能按用户的需求组合画面）。在高炉喷吹煤制粉系统集中控制室安装一台工控机操作站（由中控室集成供货），可实现对系统的监控功能（在相应权限下），供制粉系统集中控制室的操作人员监视给料系统的运行情况，适当时候可以直接在制粉系统集中控制室完成对系统的远程控制，也可以作为工程师站，作为系统调试使用。
操作站的功能如下：
1) 系统软件是在WindowsXP操作平台下，用WCC监控软件开发研制的通用应用程序，基本数据库为SQL Server 。整个程序兼顾鼠标和键盘操作，并可调出随机帮助文件。
2) 各种操作界面、数据显示及打印管理，用户可方便的在上位机上进行各种数据的修改操作，运行数据的图形显示及打印各种报表。
3) 上位机通过以太网与配料PLC控制系统相连，能够下发计量、控制、系统参数以及配料指令、精度测试命令等，同时能够读取各电子秤、给料机的当前状态和参数。
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单回路控制系统网络结构示意图芜湖新兴铸管有限公司焦化工程高炉喷吹煤给料装置 北京金日新事业技术有限公司
- 15 - 3.2.2控制部分
控制部分原理、PLC控制系统的选型及控制方式和自动配煤装置基本相同，唯一从工艺上区别在于自动配煤装置控制配比而定量给料装置控制流量（单位时间内给出的煤量），此部分内容请参考自动配煤装置。
3.3控制系统的功能描述
喷吹煤给料装置控制系统的电控操作界面应能实现直拉式拖料皮带机的自动选择、自动轮换作业、直拉式拖料皮带机与后续运输系统等电气设备的自动顺序启动/停止等联锁操作。
喷吹煤给料装置控制系统的仪控操作界面实现给料控制系统操作，如水分、给定值的输入、修改、查询等。
3.3.1喷吹煤给料装置的选择控制
由于本项目高炉喷吹煤采用的是大直径筒仓结构，由于筒仓直径（Φ17.68m）很大，如果下料不均匀造成料面倾斜，并产生较大角度变化时，会导致整个料仓基础的受力状态产生很大的偏差，而且会导致煤料偏析。所以要求每个仓下的各个给料机必须要轮流循环的下料才能保证整个料仓内部的料面保持基本水平，即可基本确保仓内料面均匀下降，因此应精心设计其操作模式，才能保证正常的生产给料（在这一点上我公司成功运行的实例很多）。
根据设计图纸，每个储煤槽共4个槽嘴，正常情况下，同一时刻，每个仓的直拉式拖料皮带机只需开1台，由喷吹煤给料装置PLC系统控制每个仓的直拉式拖料皮带机均按照2－3－1－4的顺序工作，确保仓内的煤料不偏析。
每个直拉式拖料皮带机下料时间的控制：
系统自动记录每个储煤仓下料嘴的启停时间，统计每个下料嘴的下煤时间，系统会根据统计的结果自动提示哪些下料嘴的下煤时间偏少；也可以设置储煤仓下料嘴的最大下料时间，当前下料嘴的下料时间达到设定时间后可以根据设置自动停止给料并切换到其它下料嘴。这样可以保证储煤仓的四个下料嘴的下料时间大致相同保证仓内物料不偏析。
3.4系统变频器的配置
选型原则和自动配煤装置相同
