完整版热处理炉说明书.docx

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完整版热处理炉说明书

辽宁福鞍重工股份有限公司

新跨车间燃气台车式

6.5m×2.8m×1.7m热处理窑

使用说明书

中国联合工程公司

2012年10月

1概述

福鞍重工股份有限公司新跨车间6.5m×2.8m×1.7m台车式热处理炉是我公司承建的热处理炉，用于铸钢件的正火、回火热处理。

在温度控制和压力控制等过程控制中采用先进PLC实现高精度的自动化。

要求操作和维修人员严格按照操作规程操作，使炉子在良好状态下运行，充分发挥其效益。

本炉可分为炉体、炉车、炉门、燃烧系统、管路系统、排烟系统和电气控制系统等七个部分。

各部分详细说明请参照本说明书第3部分。

2主要技术参数

热处理炉有效加热区（长×宽×高）：

6.5m×2.8m×1.7m；

炉膛尺寸（长×宽×高）：

7.5m×3.6m×2.8m；

炉车尺寸（长×宽）：

7.5m×3.0m；

最大净装炉量：

50吨（含垫铁）；

最高工作炉温：

950oC；

温度均匀性：

有效加热区内，保温期内≤±10oC；

煤气总管道压力：

15KPa；

燃料发热值：

焦炉煤气，4000kcal/Nm³；

最大煤气耗量：

480Nm³/h；

高速烧嘴：

SGCW400D-298型，8套；

控温区：

8个，每个控温区有一支控温热电偶（K分度）。

3热处理炉主要部件说明

3.1炉体

炉体由骨架和炉衬组成。

骨架主要由型钢和钢板等焊接而成，钢板厚度为5mm。

炉衬部分采用全纤维结构，采用高纯毯预压紧折叠模块与平铺毯组合结构，总厚度350mm，压缩后容量220kg/m³。

纤维模块用耐热钢螺栓组件吊挂锚固方式安装在炉体钢板上。

3.2炉车

炉车是用于装载工件的平台。

炉车主要由耐火材料砌成的台车面、两根框形纵梁和若干横梁焊成车架、两组电动车轮及两侧密封装置等组成，保证抗压强度要求及良好的隔热效果。

每组电动车轮都有独立的螺旋伞齿轮减速机自行走驱动。

炉车进出炉都设有电气限位及机械限位确保可靠。

炉车两侧与炉体采用自压紧方式侧密封。

炉车与炉体后部采用炉车本身的动力加弹簧压紧方法密封。

炉车运动与炉门设有连锁，即在炉门升起到安全限位的情况下，炉车可以实现出炉进炉等。

3.3炉门

炉门主要由矩形钢管及钢板等焊接构成的框架与内衬纤维、配重装置、炉门升降电动装置及炉门密封装置等组成。

炉门内衬纤维总厚度270mm。

炉门升降由一套电动减速机装置控制，并设有上、下双保险限位及与炉车运动连锁等确保安全。

炉门密封采用双导轨自重式斜块压紧方式。

3.4燃烧系统

热处理炉共8套高速烧嘴，交错布置，分别与8个控温区一一对应。

各烧嘴均配套有烧嘴控制箱、高压点火器、烧嘴控制器、阀门和管路等。

烧嘴控制箱主要用于本地点火操作。

各按钮操作在“本地”有效，实现对烧嘴点小火和点大火。

本炉日常使用时，各烧嘴控制箱在“远程”状态，点火等动作由计算机实现。

自动控温时，PLC对比设定温度与各区实际炉温，进行PID运算，通过输出值及脉冲控制方式自动控制各烧嘴点火，小火，大火和停火等动作。

各指示灯直观的显示相应的各部分工作状态。

3.5管路系统

3.5.1空气管路

主要由助燃风机、助燃风阀执行器、风压变送器、预热器、掺冷阀和空气管路等组成。

本炉日常使用时，要求助燃风机运行正常。

风压变送器实时采集助燃风压并输出给PLC，PLC对比设定风压和实际风压进行PID运算，输出信号给风阀执行器并调节风阀开度，从而对助燃风压进行闭环控制。

当助燃风压过低时，PLC将自动采取安全保护措施。

助燃风压设定值4kPa～4.5kPa，助燃风压报警值低于3kPa。

3.5.2煤气管路

主要由手动蝶阀、自动调压阀、气动紧急切断阀、煤气压力变送器、煤气孔板流量装置、煤气放散球阀和煤气管路等组成。

紧急切断阀用于在紧急情况下自动切断煤气源。

煤气压力变送器实时采集煤气压力并输出给PLC，当助煤气压力过低时，PLC将自动采取安全保护措施。

煤气孔板流量装置用于采集孔板差压供PLC运算和记录煤气瞬时流量及累积流量。

煤气压力欠压报警值2.5kPa。

3.5.3压缩空气管路

压缩空气主要为各处气动阀门提供动力，压缩空气压不低于0.4MPa。

3.6排烟系统

本炉采用顶部分散排烟方式，烟气由排烟管引经换热器、高温调节烟阀，由烟囱排至车间外。

烟道内装有高温烟阀执行器。

炉压变送器实时采集炉压并输出给PLC，PLC对比设定炉压和实际炉压进行PID运算，输出信号给烟阀执行器并调节烟阀开度，从而对炉压进行闭环控制。

烟道上的空气预热器，通过烟气与空气的热交换，回收烟气部分热量以提高助燃空气的温度，助燃空气的预热温度控制在300℃。

预热器出来的热风管上装有一支测温热电偶（K分度）用于实时监测热风温度。

当热风温度较高时，打开掺冷阀，保护预热器。

空气管路（热风管路）按要求采取必要的保温措施。

3.7电气控制系统

电气控制系统主要由计算机监控系统、PLC控制柜、炉门炉车控制箱、助燃风机控制箱、各烧嘴控制箱、各处传感器和各处执行器等。

本炉正常使用时，助燃风机和各烧嘴等都处于“远程”状态，各执行器等处于自动状态，即对助燃风机的启停、各烧嘴的点火、小火、大火和停火等操作和各执行器动作主要通过计算机实现。

对炉门炉车控制柜和计算机监控系统的操作说明参照本说明书第7部分。

计算机的配置说明：

A．硬件系统：

研华510+三星S22B36022寸液晶显示器

B．操作系统：

WindowsXPProfessionalSP2

C．通讯方式：

100Mbps以太网卡；

D．必需安装软件：

①WinCC6.2SP2

②Step7v5.5SP2chn

③SimaticNetv6.0

④MicrosoftOffice2007或其它版本

4操作规程

4.1开炉准备

清除炉车运行方向的杂物。

垫铁应顺着火焰喷出方向放置，并错开烧嘴口，以避免火焰灼烧及防止热气流循环通道受阻，影响全炉温度均匀性。

工件装载要求稳妥并装载均匀，并注意堆装工件的总尺寸和总重量不超出要求范围。

要求装载宽度要小于台宽，且两边要适当留距离，高度应小于1.7m。

在炉门炉车控制箱上进行开炉门及炉车出炉操作，此时炉车处于待料状态。

此操作可参照本说明书第7部分。

按要求装料，装料结束后，进行炉车进炉操作，炉车进炉到位后可进行其它相关操作。

注意：

此时不要关炉门。

煤气总管排污点和各煤气支管排污点进行排污。

4.2点火

把所有烧嘴控制箱上电，并处于“远程”状态。

控制柜上电，按“消音”按钮消除报警声音。

打开计算机并进入炉群监控系统。

在“本炉系统图”中，风阀“手动”开度15%。

进入“温度棒形图”，查看助燃风压设定值，要求此值在4kPa～4.5kPa之间。

启动助燃风机，启动风机三分钟后，可将风阀“自动”，待风压稳定在设定值上下进行其它相关操作。

打开燃气总阀。

先打开煤气总管道的涡轮涡杆手动蝶阀。

按住控制柜上的“打开燃气总阀”按钮，待“燃气压力异常”报警解除后松开。

要求燃气压力不低于3kPa。

若热处理炉长时间停用，则必须进行煤气放散。

打开燃气总阀后打开通向炉顶的煤气放散球阀，放散安全时间为不小于10分钟。

工艺曲线设定。

可以下载曲线，也可以依次输入各段曲线。

曲线功能操作部分可参照本说明书7.2部分。

烧嘴试点火。

在“系统图”中对烧嘴“手动”点“小火”，并把烟阀“自动”。

点火成功后关闭各放散球阀。

关闭炉门。

注意：

烧嘴连续熄火5次后，被锁定，此时无法继续自动点火，检查熄火原因并处理后，点击锁定按钮解除锁定。

安全注意：

第1只烧嘴试点火，必须在炉门打开状态！

4.3热处理过程控制

在“系统图”中对各烧嘴进行“手动”操作，每隔10秒钟点击一个烧嘴的“小火”按钮，使所有烧嘴处于小火状态，待各区控温点温度接近初始温度时，再每隔10秒将一个烧嘴控制方式由“手动”切换为“自动”方式。

并点击“工艺启动”按钮。

各烧嘴和各控制回路进入自动控制。

此后请关注各区温度控制状况，及炉压、风压、煤气压力、烟阀、风阀的运行状况。

若有异常，须及时处理。

若有严重错误，则立即停炉检查。

4.4停炉出炉

工艺结束，在“系统图”中关闭各烧嘴，并关闭煤气自动切断总阀。

再关闭煤气总管涡轮涡杆手动蝶阀。

当炉温降到400℃以下，可以停止助燃风机。

对煤气总阀的开关、掺冷阀的开关和助燃风机的启停等操作可以在计算机上通过点击“系统图”中的相关按钮实现，也可以按下在控制柜面板上的相关按钮实现。

工件出炉在炉门炉车控制柜上操作。

5安全须知

本炉的操作人员必须经过专门的技术和安全培训，合格者方能上岗操作并应熟练掌握本炉的操作规程。

在装载工件时必须保证工件不得超长、超宽、超高、超重。

避免碰坏热电偶、炉墙纤维以及压坏炉车等。

热处理炉运行过程中控制室不得离人，出现“故障报警”必须及时进行处理。

烧嘴偶尔熄火，在计算机监控程序上，如果烧嘴控制“手动”时，必须关闭大火和小火后重新点火；如果“自动”方式时，烧嘴会自动重新点火。

如果该烧嘴连续多次点不着火，必须到现场检查烧嘴并进行相应处理。

控制柜在上电前要确保各烧嘴控制箱处于“远程”。

为防止烧嘴上电后因未完成煤气管道气体放散而直接误点火造成危险。

风机停止运行3分钟内，风阀执行器仍会有动作。

如需要检修，请务必保证风阀执行器完全停止动作。

控制室的交换机是所有控制柜和计算机进行数据交换的中心节点，如果该交换机不能正常工作将影响所有计算机的数据采集。

因此必须保证该交换机始终不掉电。

炉车运行前必须排除轨道及运行方向上的杂物。

炉车运行及炉门升降时，必须有人在现场观察，谨访限位开关失效造成的人员和设备的损伤。

炉门升降时，人员不得站在炉门下方，无进出炉需要时，炉车应在炉内，炉门应关闭。

炉顶设行走平台，其它部位不得行走。

烧嘴点火前，必须打开炉门并使烟阀有一定的开度。

待有烧嘴燃烧正常后再关闭炉门。

否则如有煤气阀泄漏，容易造成爆炸危及人身及设备安全。

严禁在关闭炉门的情况下点炉！

点炉前煤气管道必须充分放散。

放散时间每次不少于10分钟，放散后待有烧嘴燃烧正常点火后应立即关闭各放散阀。

长期停炉后开炉或煤气管道大修后开炉，煤气放散时必须经过气体取样分析，合格后才能点火。

停炉后需打开煤气管路放散阀，如果长期停炉，除打开煤气管路放散阀外，还需打开煤气管路阀间放散阀。

煤气管路检修后应做气密性检测，达标后方可投入使用。

每次停炉后必须关闭煤气总管道上的涡轮涡杆手动蝶阀，此阀应定期（6个月）检修，确保无内泄漏和外泄漏。

电气、设备接地电阻应定期检测，保证符合设计要求。

出现紧急情况时，应立即切断控制室配电柜总电源或控制柜总电源。

炉门炉车在操作中出现紧急故障时立即拍下红色紧急按钮（该紧急按钮的复位方式是：

逆时针旋动紧急按钮柄直至弹起）。

炉门限位及炉车限位开关要定期检查，若发现不灵敏，要及时调整或更换。

炉门电机、起重链、钢丝绳、卸扣等起重件要定期检查，及时更换。

炉车行走机构要定期检查。

定期检查炉车轨道是否变形。

炉门、炉车、风阀执行器、烟阀执行器等各运动部件应定期检查润滑点，根据实际情况加油或加脂。

在检修设备时，维修人员必须用试电笔或万用表等工具确定安全后才能检修。

操作人员除遵守本炉的操作规程和安全须知外，还应遵守厂方的现行各项制度。

6特别说明

风机未运行、风压异常、煤气压力异常，这三个条件中出现任一项，系统会报警，并在10秒钟内自动采取如下措施：

自动切断烧嘴控制器的电源；

②自动切断煤气紧急切断阀；

③自动将程序界面的烧嘴控制方式切换为手动，并且关闭所有的大火和小火输出信号。

④工艺曲线自动进入暂停状态。

上述条件的前三个中只要有一个满足则无法重新打开煤气总阀。

本炉的控制柜中的PLC的IP地址不可以随便进行更改。

如果需要更改，必须通知中国联合工程公司！

控制柜PLC中的CPU如果有“SF”指示灯点亮，表示PLC有故障！

此时炉子无法正常使用，请通知中国联合工程公司！

7主要电控单元说明

7.1炉门炉车控制箱操作说明

在炉门炉车控制箱门面板上操作，打开电源，复位急停开关，白色电源指示灯亮。

炉门升降操作：

按住“上升炉门”按钮直至“炉门升到位”指示灯亮；按住“下降炉门”按钮直至“炉门降到位”指示灯亮。

炉门升降过程中，放松按钮则炉门立即停止动作。

炉车进出炉操作：

炉门上升到上限位时按“炉车点动进炉”和“炉车点动出炉”按钮即可实现炉车点动进炉和炉车点动出炉；按“炉车连续进炉”和“炉车连续出炉”按钮即可实现炉车连续进炉和炉车连续出炉；炉车运动同样受限位保护。

在炉车连续运动时按“炉车停”炉车立即停止运动。

对炉门炉车操作要严格按照要求，安全操作。

对各限位开关，炉门链条，炉车轨道等按要求定期维护。

7.2计算机监控系统操作说明

开启计算机，将自动进入热处理炉监控制系统，也可以点击如右图所示的桌面图标进入此监控制系统。

进入“系统图”，如下图所示：

7.2.1烧嘴控制

各烧嘴的大小火状态及熄火状态均在系统图中体现。

三个按钮实现烧嘴“手动”“自动”控制及“小火”“大火”动作。

烧嘴“自动”表示烧嘴的点火，大火和停火等动作根据各区输出值OP自动控制。

烧嘴“手动”时，如需点大火，应先“小火”，再“大火”。

7.2.2工艺曲线设置

上图清楚的显示当前运行的工艺曲线，可以直观的反映工艺起始温度、各段的温度变化状况和运行时间等。

下图为上图内容的表格形式，记录各段的目标温度、段时间和各段温升速率等。

四个按钮用于工艺控制，“工艺运行”按钮用于开始当前工艺；“工艺暂停”按钮用于暂停当前工艺，即在当前点暂停，恢复时从暂停点继续工艺运行；“结束工艺”用于结束整个工艺，即工艺无法在停止点恢复运行；“下载曲线”用于在未运行工艺时下载已存入的工艺曲线，在工艺运行时无法下载曲线。

曲线数据边上的段号按钮，文字变灰表示该曲线已经运行完成，绿色表示该段曲线正在运行，绿色按钮下面的黑色文字按钮表示还未运行的曲线。

点击当前正在运行或还未运行的段号按钮更改相应工艺段的曲线设置。

点击后将出现段配置画面。

请特别注意，当更改正在运行的工艺曲线段时，如果当前运行段为升温段，那么曲线终点温度修改值应大于当前曲线设定温度。

如果当前运行段为保温段时，那么曲线保温时间修改值应大于本段运行时间。

在未运行工艺时，可以在输入起始温度后，逐一通过段配置画面配置所有的段。

进入曲线设定界面，可以进行“新建曲线”、“保存曲线”、“打开曲线”等操作。

生产过程中常用的工艺曲线可以命名后保存，便于调用。

7.2.3压力控制与阀门操作

本炉在正常使用时，须对炉压和助燃风压进行闭环控制，通过调节烟阀和助燃风阀实现对炉压和助燃风压的控制。

进入“温度棒形图”，可以查看并修改炉压回路和助燃风压回路的设置。

助燃风压设定值SP为4.5kPa；助燃风压实际值PV为4.5kPa；助燃风压回路控制值OP为51.8%，即表示目前助燃风阀开度为51.8%。

以上参数与棒形图所对应。

其它控制参数，如PID参数、滤波系数和传感器量程等请不要随意修改。

炉压回路与助燃风压回路各参数设置方式类似。

在“温度棒形图”中，可以查看并修改助燃风阀的状态及开度。

图示中助燃风阀“自动关”状态，实际开度PV为51.8%，控制开度MV为51.8%。

点击按钮可使助燃风阀“手动”，此时可以设置MV，设置范围15%～90%。

棒状图对应助燃风阀实时开度PV。

烟阀操作与助燃风阀操作类似，用于控制炉压回路。

8常见故障及排除方法

常见故障

原因及排除方法

炉压不正常或控制失灵

炉压变送器故障：

检查炉压取压管有无堵塞，仪表电源是否正常，输出4∽20mA是否正常，零压时，应输出50％，即12mA。

信号处理是否正确：

检查计算机监控程序上的炉压滤波常数是否大于10.0，否则输入滤波常数为15.0以上。

调节回路故障：

自控时，输出信号在调节器中按PID调节，若炉压无法按给定值自控，则应检查主控PLC的炉压控制信号输出。

执行机构故障：

若执行机构不在规定的区间运转，在烧炉时，可将计算机监控程序上烟阀手操器打“手动”档，将烟阀打到合适开度，待热处理完毕后，再按执行机构说明书重新调整。

风压控制失灵或控制异常

风压变送器故障：

检查风压取压管管有无堵塞或脱节，仪表电源是否正常，输出电流是否正常。

信号处理是否正确：

检查计算机监控程序上的风压滤波常数是否大于20.0，否则输入滤波常数为25.0以上

调节回路故障：

自控时，输出信号在调节器中按PID调节，若风压无法按给定值自控，则应检查主控PLC的风压控制信号输出。

④执行机构故障：

若执行机构不在规定的区间运转，在烧炉时，可将可将计算机监控程序上风阀手操器打“手动”档，将风阀打到合适开度，待热处理完毕后，再按执行机构说明书重新调整。

控温异常

现场烧嘴控制器没打到“远程”。

现场热电偶损坏。

热电偶输入信号有误：

检查热电偶及热电偶接点，校核炉膛温度记录仪记录温度是否与仪表显示值一致。

热电偶及仪表要定期校验或更换。

所有烧嘴点不着火

发生炉煤气管路上的涡轮涡杆手动蝶阀未打开：

打开手动蝶阀。

发生炉煤气管路上的煤气总阀是否打开。

烧嘴点不着火而熄火

烧嘴小煤气旋塞阀开度太小：

适当开大。

烧嘴小风太大：

适当关小。

小燃气阀是否打开。

检查点火棒是否积炭。

点火变压器输入是否损坏。

点火继电器是否损坏。

烧嘴点着火而熄火

烧嘴控制器火检故障：

检修或更换烧嘴控制器火检器

监控程序上无小火或大火显示

柜内小火或大火反馈继电器损坏：

更换继电器。

控制系统点小火或大火无输出

烧嘴控制器未打在“远程”档

烧嘴控制器上的插头松动：

插紧插头。

温控柜内控制输出继电器损坏：

更换继电器。

烧嘴控制器无电

①风压是否欠压。

②煤气总阀前的小球阀是否关闭。

③煤气总阀前的电磁阀是否有电。

④煤气总阀前的电磁阀是否损坏。

⑤风机运行反馈是否正常。

⑥煤气是否欠压。

煤气总阀打不开

①风压是否欠压。

②压缩空气是否欠压。

③煤气总阀前的小球阀是否关闭。

④煤气总阀前的电磁阀是否有电。

⑤煤气总阀前的电磁阀是否损坏。

⑥风机运行反馈是否正常。

风机控制柜无法正常工作

调整时间继电器的转换时间（12~18秒）

调整热继电器的脱开电流大小

监控程序上全无数据显示

①交换机电源是否打开。

②交换机故障：

更换交换机。

监控程序上个别炉无数据显示

①主控PLC上的以太网模块损坏：

更换并设置IP。

②网线故障：

重新做网线。

③交换机接口损坏：

更换交换机接口。

炉门、炉车不动作或动作不正常

分路电源没有合上：

合上分路电源。

分路空气开关跳闸：

检查并合上分路空气开关。

无控制电源：

检查控制电源。

行程开关没跳开：

检查该动作的行程开关。

检查炉门与炉车的联锁。

控制线路故障：

检查控制线路，使各接头接触可靠。

升炉门不动作

电动葫芦的断火限位是否卡死。

炉门升到位的限位开关误动作。

降炉门不动作

电动葫芦的断火限位是否卡死。

炉门降到位的限位开关误动作。

炉车进炉不动作

炉门没有上升到位（限位）。

炉车进到位限位开关误动作。

炉车出炉不动作

炉门没有上升到位（限位）。

炉车进到位限位开关误动作。

炉门密封不严

炉门下降不到位，将炉门降到底或调整下限位装置。

炉门周边有空隙，调整炉门周边纤维块。

调整炉门架上的两个定滑轮的位置（即调整链条吊点位置，沿心轴往外或往内）。

9工作中断电的处理

控制柜电源断电处理：

①检查控制柜电源并修复。

②如果停炉时间比较短（20分钟内），按照开炉程序重新打开煤气总阀、烟阀手动开到最大、重新点火、烟阀切换回自动模式、继续运行工艺曲线。

③如果停炉时间比较长（超过20分钟），煤气压力高于1KPa的，按②操作步骤操作，并注意：

烧嘴再点火时需打开炉门。

④如果停炉时间比较长（超过20分钟），煤气压力低于1KPa的，按②操作步骤操作并注意煤气管路需放散；烧嘴点火时需打开炉门。

工艺运行则视炉膛实际温度重新调整工艺曲线并执行（经专职工艺师认定）。