高炉喷煤系统
彭获锋
[摘 要]在某钢厂新的生产基地，新建成了原料场、烧结、一座高炉、喷煤及配套的公辅设施。此次喷煤与传统的喷煤工艺相比，多了两套变频给料机，给料机上有个轴，一个轴上固定几个给料”勺”，通过调节变频器的频率，就可以调节给料机的转速，从而调节给煤量的大小。
[关键词]连续喷煤， 变频器，给料机，调节。
中图分陈类号：TD554 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0257-01
喷煤工艺流程概况
喷煤的主要流程为原煤经带式输送机送至配煤仓顶部，由带式输送机（双向可逆式）分别卸到配煤仓（配煤仓设空气炮，用于疏松下料），配煤仓中原煤分别经圆盘给料机、配料秤，配煤后由带式输送机送至主厂房，最后经带式输送机分配至原煤仓，原煤仓内的原煤经定量给煤机将原煤均匀地加进中速磨煤机，原煤在磨机内同时进行细磨和干燥，粒度较大的煤粉在磨机内循环细碎，合格的煤粉沿管道进入气箱脉冲袋式收粉器被收集送往煤粉仓，煤粉仓的煤粉经喷吹罐，通过喷吹罐下设置的输送装置（变频给料机），连续向高炉喷吹。
一、喷吹系统方案构成
喷吹系统共有两套一模一样的喷吹罐组成。每个喷吹罐入口有2道阀门，在罐的上半部分有个加压球阀和一个排气球阀，排气球阀和加压球阀后面都跟着一个调节阀门；在喷吹罐下半部有个硫化阀，喷吹罐出口接一个给料机和一个输送气阀门，输送气阀后面跟着一个调节阀，用来调节输送气流量。在喷吹罐和输送总管之间有个出口阀门。每个喷吹罐都有一个称重装置，用于实时查看喷吹罐中的煤粉重量。在正常的生产过程中，一个喷吹罐在正常的喷吹，另外一个处于等待状态，当正在喷吹的喷吹罐的重量到设定的低限时，处于等待的喷吹罐依次打开出口阀门、输送气阀门，最后开给料机，如此循环，不间断的向高炉输送煤粉。
二、系统实现原理
（一）硬件和软件方面
硬件方面：整个喷煤车间采用的是西门子PLC系列的CPU414-3DP作为主站，远程站采用的是现场总线，主站和远程站之间通过PROFIBUS-DP通讯；高炉控制系统和喷煤系统之间有数据交换，如实时喷吹率、高炉热风压力，而高炉和喷煤车间相距较远，故喷煤和高炉之间的通讯采用单模光纤连接，终端加上光电转换器，将光信号转为电信号。软件方面：上位机组态软件采用的是西门子WINCC -7.0，下位机采用的是西门子Step7- V5.5。
（二）实现步序
下面主要讨论系统的启动、正常工作、正常停止及急停是如何实现的。高炉在生产过程中，炉膛内有一定的压力，为了保证不发生倒流而引起安全事故，必须要保证输送管道内的压力高于高炉炉膛内的压力，所以在启动喷吹系统前，首先要开启补气阀门保证输送总管内的压力高于高炉炉膛压力一定值。当系统第一次启动后，两个喷吹罐同时加料，当某个罐的罐重达到设定的满罐重后（A罐），停止加料，然后加压，当罐压达到输送总管压力后，此时就可以依次开出口阀门、输送气阀门和启动给料机，完成向高炉喷煤的步序。此时，另外一个罐（B罐）完成一系列的动作，如加料、加压，处于等待状态。当A罐的重量低于设定的空罐重量时，处于等待状态的B罐此时依次打开出口阀、输送气阀，最后启动给料机。由于系统在倒罐的时候，两个给料机同时运转，此时就需要调整两个罐的各自的喷吹率，刚启动的给料机的喷吹率斜坡增加，另外一个斜坡减少，但是两个实时的喷吹率相加要等于设定的喷吹率。当A罐的设定喷吹率斜坡减少到0时，B罐的设定喷吹率达到系统设定的喷吹率，此时通过程序依次关闭A罐的给料机、输送气阀门、出口阀门，B罐正常喷吹。当A罐的给料机、输送气阀门、出口阀门关闭后，此时打开A罐的排气球阀，同时排气调节阀门的开度根据A罐的罐内压力自动调节开度。当罐压达到设定的压力之后，并延时几秒后开始向A罐加料、加压、等待，直到B罐的重量低于设定的空罐重量时A罐开始启动向高炉喷煤，如此反复。整个控制系统根据系统设定的喷吹率和斜坡函数自动计算A、B罐各自设定的喷吹率，根据各自罐重在单位时间内重量变化来计算各自的实时喷吹率，通过各自的实时喷吹率和各自设定的喷吹率来比较实时自动调节变频器的给定频率，从而调节给料机的转速，完成闭环调节，使系统的实时喷吹率去接近系统设定的喷吹率。
当高炉下达正常停煤的时候，操作员按下画面上的“停止”按钮，系统将自动将罐内的煤粉喷完后，就不在进行加料、加压等步序，而是等排气后处于空闲状态。当高炉下达紧急停煤或者喷煤系统本身有重大故障时，操作员按下画面上的“急停”按钮，系统将紧急停止给料机，打开补气阀门，同时出口阀、输送气、硫化、加压阀门均关闭。当操作员按下“急停复位”后，系统才可以启动，进行喷吹作业。
三、结束语
与传统的喷吹工艺相比，此种工艺在系统倒罐的过程中不需要停煤，保证了向高炉不间断的供应煤粉；同时，给料机“一勺一勺”的定量给料，保证了给料机每一转给的煤粉量是固定的。当设定的喷吹率需要改变的时候，只需要调整变频器的给定频率，从而调整给料机的转速，进而达到调整实时的喷吹率。
