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        電磁流量計在酒鋼 1、2 號高爐中的應用

        來源:作者:發表時間:2020-11-09 17:58:56

         摘 要: 現代高爐生產對自動化監測手段的要求越來越高。隨著技術的進步和不斷完善,高爐監測設施得到了長足發展和廣泛應用。從自動化專業的角度出發,對酒鋼 1、2 號高爐完善的監測設施逐項加以推介,以期達到學習、交流、推廣的目的。

         
        1 引言
        現代高爐生產,對監測設施的要求越來越高,高爐各系統、各環節的安全、穩定運行,離不開監測設施的有效監控; 監測設施作為高爐的“眼睛”,其準確性與可靠性,對高爐長壽和安全生產起著決定性的作用。因此,為高爐配置完備的監測設施是本次改造工程必須完成的任務之一。 1、2 號高爐優化升級改造項目作為酒鋼十二五期間重點改造項目之一,其監測設施的設置必須體現出“完備、成熟、可靠”的特點,為此,設計院與項目部相關技術人員依據 1、2 號高爐的工藝特點及當前國內大中型高爐監測技術的發展現狀,通過反復論證,最終確定初設方案,并通過項目實施,確保了1、2 號高爐監測設施的完備性、可靠性。分述如下。 
         
        2 監測設備概述
        2.1 高爐風口小套實現自動檢漏
        1 號高爐共有 26 個風口,在每個風口小套的進、出水管路上分別安裝了兩個電磁流量計,將其信號引入高爐本體 PLC 系統,看水工通過監控畫面上顯示的進、出水管水流量值,就可準確進行風口檢漏分析,對破損風口進行報警預測,確保風口破損及時發現,為進一步采取措施提供依據。
         
        由于電磁流量計在測量精度方面的局限性,造 成 1 號高爐風口小套進、出水管水流量測量值之間的偏差較大,自動檢漏靈敏性較差。鑒于本部 4 號高爐引進的馬鞍山嘉逸“彎管流量計風口檢漏系統”有良好的應用效果及口碑,2 號高爐改造中放棄了電磁流量計自動檢漏,引進“彎管流量計風口檢漏”技術。
         
         2#高爐共 18 個風口,在風口小套進、出水管道上同時安裝高精度的流量計和高精度的溫度傳感器,實時采集數據,并把現場采集的數據通過現場總線通訊電纜上傳至主控室的監控計算機,在監控計算機上通過專門的通訊接口和監測軟件來實現一系列的數據實時顯示以及處理工作。通過對重要的監測數據設置上限值和下限值,實時報警系統可以在很好時間內反映出風口有無異常情況,提前預警,從而起到風口保護的作用。通過對歷史數據的查看與分析,可以了解到風口在各個時期的使用情況,為下一階段的決策提供有力的科學依據。
         
        該系統具有穩定的性能,強大的數據采集和處理功能,歷史數據存儲和處理功能,歷史趨勢和事故趨勢曲線,報表輸出和管理功能。生產過程控制系統的上位機部分,除了直接顯示現場的檢測數據以外,還記錄并保存大量的歷史數據,通常保存一年,同時提供豐富的歷史數據處理功能,包括事故追憶,并提供豐富的報表等。 
         
        1、2 號高爐設置的風口自動監測設施,為高爐的生產操作帶來了極大的方便,既降低了工人的勞動強度,提高了工作效率,又保證了設備安全和巡檢人員的人身安全。 2 號高爐所采用的“彎管流量計自動檢漏”系 統,較 1 號高爐的SC電磁流量計自動檢漏技術,具有更靈敏、更精確的優勢。 
         
        2.2 高爐軟水密閉循環系統實現水溫差、熱負荷精準監測和智能預警
        為了幫助高爐操作人員實時監控冷卻壁的冷卻水溫差、熱負荷情況,及時發現異常情況并采取有效措施,預防高爐安全事故的發生,設置高爐冷卻水溫差熱負荷精準檢測和智能預警系統。
         
        高爐冷卻水溫差熱負荷精準檢測和智能預警系統由水溫差傳感器、數據接收器、SC電磁流量計、協議轉換器、服務器或工控機、數學模型及軟件構成。 1 號高爐軟水密閉循環系統共設置冷卻水溫度監測點 646 個,三暢電磁流量計 66 臺; 2 號高爐軟水密閉循環系統共設置冷卻水溫度監測點 441 個。隨著該系統的有效運行,兩座高爐軟水密閉循環系統的自動化監測水平得到了極大提高。 
         
        2.3 建立高爐爐缸爐底三維侵蝕、渣鐵殼變化和活躍性在線智能監測系統
        為了實時監測爐缸爐底的侵蝕狀況,預防爐缸爐底嚴重侵蝕,有效避免燒穿事故發生,實現爐缸爐底的安全長壽,并對爐缸活躍性進行實時監測,1 號、2 號高爐引進、開發了“高爐爐缸爐底三維侵蝕內型、渣鐵殼變化和活躍性在線智能監測診斷系統”。
         
        系統主要由耐熱電偶、熱電偶采集模塊、補償導線、協議轉換器、服務器、數學模型、軟件構成。 1 號高爐爐缸爐底共設置測溫點 294 個,2 號高爐爐缸爐底共設置測溫點 247 個。測溫元件選用 N 型柔性鎧裝電偶,測溫精度≤ 1%T; 測溫點布置科學、合理; 軟件及數學模型形象、生動。 
         
        2.4 設置爐頂紅外成像系統
        為了使高爐操作人員對高爐內部爐料及旋轉溜槽狀態進行實時監控,確保高爐的穩產順行,實現高爐生產指標最佳化,本次改造中,在 1、2 號高爐爐頂分別設置了 1 套爐頂紅外成像系統,用于觀察爐喉爐料及旋轉溜槽的工作情況及料面溫度的分布情況。系統由攝像頭、顯示器、錄像機、軟件等組成。監視器安裝在高爐主控室,監視畫面還可顯示在主控室大屏幕上,達到了形象、直觀的效果。 
         
        2.5 引進風口成像裝置
        為對高爐風口區域進行連續成像監測,直觀地記錄噴煤、風口區燃燒及渣皮脫落等狀況,在 1、2 號高爐的每個風口均設置了一套風口成像裝置,安裝在送風支管的窺視孔部位。 1 號高爐共設置 26 套攝像裝置,2 號高爐設置18 套攝像裝置。
         
        系統由攝像頭、顯示器、錄像機等組成,監視器安裝在高爐主控室,實現了高爐風口的遠程監控。 
         
        2.6 改造工業電視監測系統
        為了直觀、及時了解現場生產情況,保證生產安全,在高爐礦槽、爐頂、出鐵場、風口平臺、熱風閥、擺動溜槽下的鐵水罐車、渣處理裝置的轉鼓運轉等關鍵生產部位分別設置工業電視攝像機,總計 23 套,并在相應的主控室、渣處理操作室設置監視器。 1、2 號高爐視頻監測點見表 1。在兩座高爐主控室分別設置 36×8 視頻控制矩陣,四畫面處理器和 8 臺 42 吋液晶顯示器,顯示接入主控室的攝像機畫面。 
        1、2 號高爐視頻監測點
        3 應用效果及結語
        酒鋼 1、2 號高爐自 2014 年初改造完畢、投入使用以來,因其先進、完備的監測系統應用,為兩座高爐的生產插上了騰飛的翅膀。不僅為高爐裝上了明亮的“眼睛”,而且實現了安全、高效生產,極大地降低了工人的勞動強度。
         
        在兩座高爐上引入的“高爐風口小套實現自動檢漏”系統、“高爐軟水密閉循環系統實現水溫差、熱負荷精準監測和智能預警”系統、“高爐爐缸爐底三維侵蝕、渣鐵殼變化和活躍性在線智能監測”系 統,徹底解決了過去長期困擾煉鐵人的風口檢漏、冷卻壁破裂以及爐底侵蝕問題,是高爐長壽的必要保證。
         
        先進、完善的監測設施及系統,不僅為酒鋼 1、2號高爐的安全、長壽生產提供了保證,也使改造后的高爐自動化裝備水平跨入全國先進行列
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