高炉热风炉的控制.docx

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高炉热风炉的控制

高炉热风炉的控制

1.概述

钢铁行业的激烈竞争，也是技术进步的竞争。

高炉炼铁是钢铁生产的重要工序，高炉炼铁自动化水平的高低是钢铁生产技术进步的关键环节之一。

炉生产过程是，炉料（铁矿石，燃料，熔剂）从高炉顶部加入，向下运动。

热风从高炉下部鼓入，燃烧燃料，产生高温还原气体，向上运动。

炉料经过一系列物理化学过程：

加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫，最后生成液态生铁。

高炉系统组成：

1）高炉本体系统

2）上料系统

3）装料系统

4）送风系统

5）煤气回收及净化系统

6）循环水系统

7）除尘系统

8）动力系统

9）自动化系统

高炉三电一体化自动控制系统架构：

组成：

控制站和操作站二级系统

控制内容：

仪表、电气传动、计算机控制自动化

包括数据采集及显示和记录、顺序控制、连续控制、监控操作、人机对话和数据通信

2．热风炉系统

（1）热风炉系统温度检测

（2）热风炉煤气、空气流量、压力检测

（3）热风炉燃烧控制

（4）热风炉燃烧送风换炉控制

（5）煤气稳压控制

（6）换热器入口烟气量控制

（7）空气主管压力控制

热风炉燃烧用燃料为高炉煤气，采用过剩空气法进行燃烧控制，在规定的燃烧时间内，保持最佳燃烧状态燃烧；在保证热风炉蓄热量的同时，尽量提高热效率并保护热风炉设备。

热风炉燃烧分三个阶段：

加热初期、拱顶温度管理期和废气温度管理期。

⑴加热初期：

设定高炉煤气流量和空燃比，燃烧至拱顶温度达到拱顶管理温度后，转入拱顶温度管理期。

在加热初期内，高炉煤气流量和助燃空气流量均为定值进行燃烧。

⑵拱顶温度管理期：

保持高炉煤气流量不变，以拱顶温度控制空燃比，增大助燃空气流量，将拱顶温度保持在拱顶目标温度附近，燃烧至废气温度达到废气管理温度后，转入废气温度管理期。

在拱顶温度管理期内，高炉煤气流量为定值进行燃烧，助燃空气流量进行变化以控制拱顶温度。

⑶废气温度管理期：

依据废气温度逐渐减小煤气流量，同时以拱顶温度调节控制助燃空气流量，将拱顶温度保持在拱顶目标温度附近，至废气温度达到废气目标温度后，如果热风炉燃烧制选择为“废气温度到”，则燃烧过程结束；如果选择为“燃烧时间到”，则调节煤气流量减小到仅供热风炉保持热状态的需要，直到燃烧时间到时燃烧过程结束。

热风炉是烧炉、送风交替进行的，其循环周期根据高炉生产和送风制度确定。

例如，配备三台热风炉时可选择二烧一送模式，或半并联交叉送风的模式。

二烧一送的模式，其循环周期表如下：

1

2

3

4

5

6

1#炉

2#炉

3#炉

燃烧期送风期

换炉燃烧和送风顺序可在控制系统中任意设定。

此外，也可以通过“手现行装料制度，设定重量，第三班结束时，打印全天各种物料消耗量。

热风炉控制：

（1）热风炉系统由三座热风炉组成，采用陶瓷燃烧器。

助燃空气采用集中供风的方式，设有二台助燃风机，其中一台工作，另一台备用，备用的助燃风机与风管道用切断阀隔开。

（2）正常情况下三座热风炉投入工作，采用“二烧一送”的工作制度。

热风炉转换顺序由现场设定。

（3）特殊情况下，可以采用二座热风炉工作，即一座热风炉“燃烧”，另一座热风炉工作，采用“一烧一送”工作制度。

热风炉换炉操作：

（1）热风炉换炉操作

通过热风炉阀门开关的顺序转换，实现热风炉的换炉操作。

即完成热风炉由“燃烧”转“送风”和“送风”转“燃烧”的转换。

其换炉操作方式有全自动、半自动和手动操作三种方式。

（2）全自动操作

热风炉按换炉设定条件（例如以时间为设定），自动完成换炉过程中各阀门的顺序动作，各阀门动作严格按顺序进行，保持一定的连锁关系。

（3）半自动操作

当需要进行换炉时，人工发出一个换炉指令，此后热风炉将自动完成换炉过程中各阀门的顺序动作，各阀门的动作保持一定的连锁关系。

手动操作，设下面二种方式：

手动集中操作：

——在操作室内人工手动操作各阀门的动作，以完成换炉，各阀门的动作保持一定的连锁关系。

机旁手动操作——人工在机旁操作各阀门的动作，各阀门之间解除连锁关系。

此方式只有在检修和单体试车时使用。

热风炉操作显示:

热风炉操作室内设有热风炉系统的彩色显示器画面显示,其主要内容应有:

（1）操作方式选择画面；

（2）热风炉系统画面；

（3）1号热风炉画面；

（4）2号热风炉画面；

（5）3号热风炉画面；

（6）热风炉事故监控画面。

在热风炉画面中应显示各阀门的开/并状态，和热风炉所处的状态（送风、燃烧、闷炉等）。

热风炉的热工参数。

助燃风机的开/停等等。

热风炉换炉过程中各阀门的开关程序：

（1）热风炉由“燃烧”转为“送风”状态

当换炉指令到达后：

①启动液压系统，使液压系统工作正常。

②各阀门的动作顺序为：

关煤气调节阀→关煤气切断阀（同时停止着火检测的工作）→关空气调节伐→关空气切断阀→关煤气燃烧伐（同时打开煤气放散阀→关烟道阀，此时热风炉处于“闷炉”状态。

）→开冷风充压阀进行均压→冷风阀前后压差达到规定值后，开热风伐→全开冷风阀。

热风炉进入“送风”状态。

（2）热风炉由“送风”转为“燃烧”状态（三座热风炉工作时）

接到换炉指令后，本热风炉各阀门的动作顺序为：

关冷风阀（同时关充风阀）→关热风阀（此时热风炉处于“闷炉”状态）→开废气伐→（热风炉均压）→烟道伐前后压差到达规定值后，开烟道伐→关废气阀→开煤气燃烧阀（同时关闭煤气放散阀）→开空气切断阀→开煤气切断阀→小开空气调节阀→小开煤气调节阀→已着火→开空气调节阀→开煤气调节阀，热风炉由“送风”转为“燃烧”状态。

上述过程中在煤气调节伐打开延时后（此值可调），如无着火信号，即关闭煤气切伐阀和煤气调节阀，并发出报警信号。

着火信号可由燃烧室炉墙温度来判断。

例如判断煤气着火可设定燃烧室炉墙温度大于700～800℃左右（此时由现场调整）。

特殊情况下，只有两座热风炉工作时，采用“一烧”，“一送”的工作制度，换炉时，首先将“燃烧”状态的热风炉转换成“送风”状态，其阀门动作程序为：

当换炉指令到达后

启动液压系统，使液压系统工作正常。

关煤气调节阀→关煤气切断阀→关空气切断阀→关空气切断阀→同时打开助燃空气放散阀→关煤气燃烧阀（同时打开煤气放散阀）→关烟道阀→开冷风充压阀进行均压→开热风阀→全开冷风阀。

热风炉进入“送风”状态。

此后将原来“送风”状态的热风炉转换成“燃烧”状态。

热风炉由“送风”状态的热风炉转换成“燃烧”状态。

热风炉由“送风”转“燃烧”的阀门动作程序为：

关冷风阀和冷风充压阀→关热风阀→开废气阀→烟道阀前后压差到达规定值后，开烟道阀→关废气阀→开煤气燃烧阀，同时关闭煤气放散阀→开空气切断阀→开煤气切断阀→关助燃空气放散阀→同时小开空气调节阀→小开煤气调节阀→已着火，开空气调节阀→开煤气调节阀，热风炉由“送风”转为“燃烧”状态。

热风炉控制系统满足炼铁工艺的要求

热风炉的换炉操作必须按照“阀门动作顺序”进行，前一阀门动作未完成之前，后一阀门不能提前动作。

前一阀门动作到位后，才进行下一阀门的动作。

换炉信号到来时，首先要将“燃烧”到期的热风炉由“燃烧”转换成“送风”状态，然后再将“送风”的热风炉转换成“燃烧”状态。

。

“燃烧”转“送风”的热风炉的冷风阀和热风阀未打开前不允许关闭原先“送风”热风炉的冷风阀和热风阀。

“送风”转“燃烧”的热风炉，当燃烧室炉墙温度低于规定值时，不允许打开该炉的煤气调节伐和煤气切断阀。

在“送风”转“燃烧”的过程中，如果煤气调节伐小开以后延时后，若无着火信号，则立即关闭煤气切断和煤气调节伐，并发报警信号。

在下列情况之一时，处于“燃烧”状态的热风炉应关闭煤气切断阀和煤气调节阀，并发报警信号：

①燃烧期燃烧室炉墙温度低于设定值；

②煤气主管压力小于0.0025MPa（此值可调）

③助燃空气主管压力小于0.0025MPa（此值可调）

若冷风主管压力下降，当压力＜0.1MPa（此值现场可调自动关闭混风切断阀；当冷风主管压力回升到0.1MPa以上时，自动打开混风切断阀。

（倒流休风时除外）

各热风阀和混风切断伐未关时，不允许打开倒流休风伐。

倒流体风伐未全关时，不能打开热风阀和混风切断伐。

热风炉由“燃烧”转“送风”时，冷风伐开启前应先开充风阀一定时间，待伐前后压力为＜0.001MPa（此值可调），冷风伐才全开。

烟道阀打开前，其伐前后的压差应达到低于设定值。

当阀门故障时，应发出报警信号。

当高炉需要“休风”时，其倒流休风程序如下：

启动液压系统的油泵并使液压系统进入正常工作状态。

关混风切断阀。

③关送热风炉的冷风伐。

④关送热风炉的热风伐、开废气伐。

⑤开倒流休风伐，显示“倒流休风中”

⑥停止油泵

当高炉需要复风时，其操作程序：

①启动油泵至工作正常；

②关倒流休风伐；

③关原送风炉的废气伐；

④开原送风炉的充风阀进行均压；均压到设定值；

⑤均压后全开热风伐，接着全开冷风伐；

⑥开混风切断阀，显示该热风炉“复风”。

热风炉的换炉指令可由以下二种方式之一发出：

①按设定的时间发出换炉指令；

②按混风调节阀关闭后发换炉指令。

其它：

热风炉主要阀门设备为液压传动（调节阀为电动），设有热风炉液压站。

热风炉控制系统设在热风炉控制室内。

阀门状态和所有热工参数由CRT画面显示，。

操作通过键盘完成。

机旁设手动操作箱供检修和设备调试时用。

混风调节阀，煤气支管调节阀、空气支管调节阀和助燃风机前的进风压力调节阀，助燃风出口放风阀采用电动执行机构。

助燃风机一用一备，手动启动。

一般为连续工作制。

需要时手动停机。

热风炉加热的自动调节

（1）热风炉控制系统与布袋除尘控制系统设在同一控制室内。

（2）煤气主管压力自动调节，要求压力在6000至6500Pa之间调节。

（3）燃烧自动调节，即空气支管空气流量根据煤气支管流量和确定的空燃比自动调节，煤气支管流量和空燃比由操作员设定。

（4）空气主管压力自动调节——在助燃风机吸风管上设压力调节伐，使空气主管压力稳定在5000至7500Pa的范围内的设定值上。

设定值由操作员设定。

（5）热风炉拱顶温度控制——当拱顶温度上升到规定值时自动增大空燃比，使拱顶温度保持在规定值，若温度继续上升则要求声光报警。

（6）热风炉废气温度控制——当废气温度上升到规定值时自动减少煤气支管的煤气量。

（7）热风温度控制——通过调节混入冷风量来保证热风温度稳定。

12。

高炉生产流程简图