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煉鋼廠脫硅工藝中的自動化儀表介紹

2019/10/6 16:22:40 人評論 次瀏覽 分類:過程控制  文章地址:http://www.uzmie.tw/tech/2729.html

在煉鋼廠脫硅處理中氣力輸送設備的閥組中流量調節閥、壓力調節閥、壓力變送器至關重要,必須可以實現遠程流量和壓力設定,本文對煉鋼廠脫硅工藝中的主要自動化儀表做介紹。

煉鋼廠脫硅工藝簡介

為了及時降低鐵水中硅元素的質量分數,可以用載流氣體把鐵精礦粉 和CaO粉末加入到鐵水包中,其中精礦粉末量不大于70%,粒度分布為0- 0.5mm的占92.7%,0.5-2mm的占7.3%。脫硅劑堆密度約為2.2t/m3,脫硅劑中水分含量不大于1.5%。借助鐵水的沖擊,完成脫硅反應。但由于現場實踐經驗少,實際應用成功的案例并不多,這與自動化儀表控制的設計精度高低也有一定關系。

從現場應用來看,脫硅是一項新技術,脫硅過程中要嚴密監視鐵水溫度下降情況,鐵水溫度過低時要立即停止噴吹作業。脫硅過程中還要特別注意泡沫渣的形成,必要時應加入消泡劑。脫硅的料倉與鐵水包的距離越近越好,否則難以避免粉末料的板結和堵塞。


儀表P&ID系統原理

脫硅的設計和布置有很多種,但必須堅持靠近投料現場的原則,否則容易造成堵料。圖1所示為一個脫硅處理的典型流程控制圖,從現場來看,可以在現有基礎上繼續簡化。畢竟噴吹是一個單一的流程,應該盡量減少自動化復雜程度,以確保系統穩定。
煉鋼廠脫硅處理流程控制圖
圖1  煉鋼廠脫硅處理流程控制圖

煉鋼廠脫硅工藝中的自動化控制技術

在整個脫硅處理中,稱重系統是基礎,因為由于秤的狀態不穩或者精度太低,會造成過量噴入脫硅劑,引起劇烈氧化反應,造成噴濺。料倉設置電子秤連續稱量料重,實現料位檢測,控制室HMI顯示料位,稱量精度為±50kg。控制室的HMI上實現料倉高料位和低料位報警。噴吹罐內料量的稱量設置大屏幕現場顯示,并具有遠傳功能,稱量精度為±5kg。

在脫硅工藝操作中,控制系統是關鍵,不但要把脫硅站氣力輸送設備中的壓力、流量、稱重等儀表信號,全部送入PLC系統,在HMI上顯示和控制,還要保證料倉向噴吹罐中正常下料,同時考慮必要的電保溫措施以防止脫硅劑在料倉中結塊。料倉上部除塵器要求具有良好的除塵效果,排放氣體含塵量標態不超過100mg/m3。除塵器為布袋式,設置脈沖電磁閥定時反吹,控制室設置反吹定時,料罐車向料倉加料時停止反吹,否則環境太差會引起操作人員無法操作而放棄。料倉下部應該設置電液動插板閥,用于設備檢修,要求實現控制室HMI和現場兩地控制。噴吹罐向鐵水包內的加料速度一般在0.4-0.85t/min范圍內,最大加料速度為l.Ot/min。噴吹罐向鐵水包內噴吹發送脫硅劑時,在輸料管道末端的氣流出口速度要求控制在2m/s范圍內。


煉鋼廠脫硅工藝中的主要自動化儀表

在煉鋼廠脫硅處理中,氣力輸送設備的閥組中流量調節閥、壓力調節閥、壓力變送器至關重要,必須可以實現遠程流量和壓力設定,其動作要求靈敏、可靠。選用的儀表設備要求技術先進、質量可靠。儀表包括所用的一次檢測元件的連接件、取壓管路、取壓閥門、連接法蘭、排污閥門等,氣源部分包括過濾器、氣動閥、流量調節閥、壓力調節閥(帶密封件、緊固件及配對法蘭)。脫硅的主要儀表設備與功能見表1,脫硅的主要PLC設備與安裝位置見表2。

表1 煉鋼廠脫硅的主要儀表設備與功能
設備名稱與功能           型號規格                           數量       附件                  廠商

一體化孔板流量計       YR-ER010 PN1.6MPa        4臺        三閥組              昌暉儀表制造有限公司
直連式壓力變送器       YR-ER102-BFA1N21NNC  0-1.0MPa           4臺        取壓件              昌暉儀表制造有限公司
不銹鋼壓力表              G1/2B                               14臺       取壓管              GREATWALL
金屬轉子流量計          DN25 PN1.6MPa               4臺        法蘭組              KROHNE
振動式料位開關          VIB43 G1 - LI200               2臺        法蘭組              VEGA
氣動調節閥                 501T DN25                        4臺        法蘭組              KOSO
氣動切斷球閥             310K DN25                        4臺        法蘭組               KOSO
氣動切斷蝶閥             710E DN200                      2臺         法蘭組              KOSO
耐磨襯氣動切斷球閥   DN100 PN1.6MPa             4臺         法蘭組              合資
稱量裝置                    PR5610/PR6211                4套         U形架               PHILIPS
上料儀表控制盤          W600×H2200×D400        1套         數顯表              昌暉儀表制造有限公司
電氣配電控制盤          W800×H2200×D600        1套         電氣件              昌暉儀表制造有限公司
現場操作箱                 W400×H500×D300          2套         按鈕                 昌暉儀表制造有限公司
閥站機械閥門              DN50及以下                      2套         配管                 RITTAL



表2  脫硅的主要PLC設備與安裝位置

名稱                             型號及規格                       數量       安裝位置

數字量輸入模塊            6ES7 321-1BL00-0AA0    4塊        儀表盤
數字量輸出模塊            6ES7 322-1BL00-0AA0    2塊        儀表盤
模擬最輸入模塊            6ES7 331-7KF00-0AA0    1塊        儀表盤
模擬星輸出模塊            6ES7 332-4BH00-0AA0   1塊        儀表盤
CPU                             CPU315                           1塊        儀表盤
電源                             PS307 5A                         1塊        電氣盤
操作員畫面                   HMI/PC                            2臺       操作臺
40針前端連接器            softlink                            6個        電氣盤
20針前端連接器            softlink                            2個        電氣盤
適配器                          softlink                            1個        電氣盤
編程電纜                       softlink                           1根         儀表盤
編程軟件                       Step7(開發版和運行版)    1套         PLC
工控軟件                       WinCC(開發版和運行版)  1套         HMI
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