高爐熱風爐自動優化燒爐

分類：行業新聞
作者：信兆
來源：北京信兆科技有限公司
發布時間：2022-08-23
訪問量：61

【概要描述】

高爐熱風爐自動優化燒爐

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分類：行業新聞
作者：信兆
來源：北京信兆科技有限公司
發布時間：2022-08-23
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現階段，在我國煉鐵廠當中，高爐熱風爐燒爐工作絕大部分采用的方式都是人工煤氣調節或者半自動煤氣調節、空氣閥門開度進行配比燃燒等。因此為了進一步降低生產過程中的能源消耗，進行高爐熱風爐自動優化燒爐專家系統的改造勢在必行，同時也能夠保使全生產過程自動化的實現，大大的降低煤氣消耗量，提高風溫，以及對全廠煤氣管網的壓力起到穩定作用，從根本上改善高爐經濟技術指標。由此可見，本文中，針對高爐熱風爐自動優化燒爐專家系統的相關問題，提出具體的改造方案，是新時期科學技術水平發展對高爐煉鐵行業提出的全新要求。

（一）換爐指令

通過換爐指令，既能夠確保高爐從熱風爐獲取生產需要的溫度，也能夠獲取到生產需要風量的熱風，也就是說，一旦熱風爐供給的熱風量無法確保高爐生產需要的實際風量溫度，就必須要及時更換能夠完成任務的熱風爐。在實際生產過程中，我們能夠借助于下面幾種換爐指令來確定熱風爐是否需要更換，即旁通混風閥開度、格子磚溫度下降范圍、送風時長以及熱風爐拱頂溫度下降幅度。其中，在旁通混風閥開度處于全閉合狀態下，此時熱風爐輸送熱風不再需要與冷風混合，而是能夠直接滿足高爐生產需要溫度，一旦繼續送風就會導致溫度變化較大，無法滿足生產需要，這時需要換爐。而格子磚與熱風爐拱頂的溫度一旦下降強烈，也說明需要換爐。在實際生產過程中，這兩種換爐指令的應用還需要結合生產實際情況，所以不但不能夠對加熱模型優化的基本需求進行滿足，同時也不能夠確定所需時間，因此不論對于熱風爐來說還是對于高爐來說都十分不利，會直接導致換爐頻繁，進而加大損失。根據分析總結來說，為降低頻繁換爐帶來的經濟損失，可以采取定時換爐的方式。

（二）換爐順序及關鍵問題

現階段，換爐系統大多采用手動或者半自動的工作方式，只有定時換爐這種方式為全自動的工作方式，不同閥門的工作順序會伴隨著操作方式的不同而變化。在換爐過程中，為了避免熱風爐在剛剛投入使用之后瞬間溫度超高，可以借助于強制前饋的方法來將混風閥提前進行開大處理，從而實現擾動補償作用。在換爐過程中，還需要將定風量控制轉變為定風壓控制。與此同時，為了確保換爐工作的安全性，避免高壓風涌進煤氣管道造成爆炸事件，需要確保送風爐與燃燒相關的閥門嚴格關閉，同時各個燃燒爐與送風相關的閥門堅決不能打開。但是目前的自動換爐工作絕大部分控制方式都是PLC，所以這種問題更加嚴重，這主要是由于軟件規定在燃燒過程中，與送風相關的閥門必須關閉，但是用來控制送風的不同閥門PLC輸出管道一旦被擊穿，就會導致磁力啟動器瞬間開啟，從而造成危險事故的發生。因此，除了軟件規定的連鎖之外，必須要有硬件規定的連鎖，具體就是將與送風相關的閥門全部串聯，將同一繼電器當中的控制閉合節點當做燃燒各個閥門的供電節點，從而確保送風與換爐安全。

（三）無波動換爐

在換爐過程中，不可避免會發生壓力波動與溫度波動。一般來說，溫度波動的幅度不會很大，因此主要的問題為壓力波動，這也是困擾相關工作人員的首要問題。最常見的換爐方式為：將燒好爐子與燃燒相關的各個閥門全部關閉，之后將冷風均壓閥門打開，待均壓完成之后再將冷風與熱風閥門打開，將燒好的爐子變為送風爐，最終再將原本講行送風工作的熱風爐變為燃燒。在換爐工作開始之前，需要通過充風的方式將風量劃分為兩路，也就是說要將原本進行送風工作的熱風爐送到充壓的風或者高爐的風，同時為了保障風量不變，必須要使用定風壓這種控制手段。通常情況下，實現無波動換爐可以采用俄羅斯方塊、日本新日鐵方式以及廢風壓前饋或之后補償這三種方式。根據相關調查與經驗來看，俄羅斯方塊這種方式程序比較復雜，使用難度較大：日本新鐵方式則比較簡單，能夠針對現有系統進行改造。同時，應用這種方式的過程中，需要額外注意電動式以及液壓式這兩種驅動方式，在電動式之下，因為電動機大多為恒速，因此機械運轉情況無異常，就說明不需要進行系統改造，而在液壓驅動下，一般只有增加限位開關這一種方式。

（四）恒量風換爐

在進行熱風流量測量與控制過程中，因為主要的測量方式為熱風爐后進高爐之前，所以在換爐工作中基本不會受到充風的影響，換爐過程中也就不需要轉變為風壓控制。如果補償到位，就可以將換爐過程中的壓力與流量的波動降至最低。另外，由于熱風爐在送風過程中難免會出現漏風的現象，冷風流量在測量過程中一定會出現不同程度的誤差，因此應當針對熱風流量進行測量與控制，同時這也是煉鐵工作人員最喜愛的方式之一，既能夠讓整個系統得到簡化，同時也能夠使系統達到理想中的運行狀態。需要注意的是，不論采用流量控制，還是采用恒風量自動換爐這種方式，都需要將熱風流量在線測量這個首要問題進行解決。在世界范圍內，各國都一直在努力的研究相關裝置，其中文丘利管就是一個質量極佳的耐火材料，但同時也有著尺寸過大、對直線段要求嚴格以及安裝困難等劣勢。反之，彎頭流量計這種方式則更為可靠，尤具是在熱風管道的自然彎曲部位，能夠直接用作彎曲流量計的壓力提取點，而不需要對管道與設備進行更改。通過這種方式的應用，能夠有效提高換爐的效率。

（五）協調與集中控制

在絕大部分煉鐵企業當中，高爐的數量都不止一座，而每一座高爐又可以包含三個或者四個熱風爐，因此多個熱風爐在同一時間進行換爐，導致煤氣管網當中壓力波動過大的情況時有發生，從而直接影響到用戶的煤氣使用安全以及煤氣利用率的提高。由此可見，在換爐過程中，協調控制的作用非同尋常。另外，當前我國的高爐一般都具有獨立的控制室，而每一個控制室內可以安置兩名值班人員，因此在多個高爐的條件下，值班工作人員也更多，控制室的占地面積也更大。與此同時，大部分煉鐵廠的熱風爐都需要有專業的技術人員進行管理，所以集中控制與協同控制同樣不可缺少。在協調控制與集中控制應用過程中，需要考慮以下幾點問題：第一，管理體制類型；第二，如何選擇集中地點；第三，集中形式屬于相對還是完全：第四，集中過后的換爐順序以及集中之后的手動干預等主要協調問題。

XZ-C8000熱風爐智能燒爐優化控制系統

◆系統簡介

節能降耗已經成為鋼鐵企業提高效益的重要手段，熱風爐作為鋼鐵生產中的重要環節，節能意義重大。信兆科技研發的XZ-C8000熱風爐自動燒爐優化控制系統是根據實時的生產參數自動優化調整空燃比和燒爐節奏，一般情況下無須人工干預即可進行全自動燒爐，大大降低勞動強度，避免了人工燒爐的個人差異和人為因素，實現了熱風爐的規范化操作和風溫的穩定。

◆節能原理

根據拱頂溫度、廢氣溫度CO含量/O₂含量以及煤氣壓力/流量/熱值、助燃空氣壓力/流量等參數自動優化調整空燃比和燒爐節奏，實現了熱風爐的自動化、規范化操作，達到穩定提升風溫、節能降耗的目的。

◆技術目標

1）實現熱風爐的自動燒爐，降低人工勞動強度，提高熱風爐的穩定性；

2）手動燒爐與自動燒爐之間無擾動切換；

3）大幅降低廢氣中CO含量；

4）同等條件下可顯著提高平均風溫5℃以上；

5）節約煤氣消耗3%以上；

6）本系統的安裝、調試和運行不影響正常生產，在異常狀況下自動切換到手動狀態或原有系統；

7）本系統不影響DCS或PLC系統的其他功能；

8）煉鐵廠需要保證各種儀表工作正常、檢測數據準確，提DCS或PLC系統的的接口，可實時讀取拱頂溫度、煤氣

壓力/流量/熱值、廢氣溫度/O₂和CO含量等參數。