康 祥

( 張家口市通用機(jī)械有限責(zé)任公司，河北張家口075000)

前一段時間，一個為鋼廠加熱爐配套電氣的社會實(shí)踐說明了前期準(zhǔn)備工作的重要性。過程為根據(jù)機(jī)械設(shè)備廠家提供設(shè)備的工藝流程圖及相關(guān)的本機(jī)電氣元件配置，配套電氣控制柜。提供的流程圖及系統(tǒng)配置圖見圖1.1。圖中上層管路為天然氣管路，中間管路為空氣管路，下層管路為排煙管路。

圖1.1流程圖及系統(tǒng)配置圖

說明：1.空然比例閥;2、8.孔板流量計(jì);3.壓力傳感器;4.天然氣總閥;5.接天然氣總管;6.接排煙總管;7.電動調(diào)節(jié)閥;9.接排煙總管;10.電動調(diào)節(jié)閥;11.排煙熱電阻;12.爐壓測點(diǎn);13.爐溫1;14.爐溫2 ;15.爐溫3;;16.天然氣切斷閥1;17.天然氣切斷閥2

由以上資料可以看出，這個系統(tǒng)的檢測元件有熱電偶3只，1只顯示加熱爐溫度并控制加熱溫度調(diào)節(jié)，其余2只顯示加熱爐溫度及提供高溫報警；熱電阻1只，顯示排煙溫度及參與排煙調(diào)節(jié)控制；孔板流量計(jì)2只，顯示空氣及天然氣流量；壓力變送器2只，1只顯示天然氣壓力并提供低壓報警，1只顯示加熱爐膛壓力并提供膛壓力報警。執(zhí)行器件有天然氣切斷閥3只，1個總閥，2個分支閥，控制天然氣通斷；電動執(zhí)行器2個，調(diào)節(jié)空氣及排煙管道翻板；空燃比例閥1套，根據(jù)空氣流量大小自動調(diào)節(jié)天然氣流量(機(jī)械裝置不帶電氣機(jī)構(gòu))。

控制說明與要求如下：

該系統(tǒng)為加熱爐自控系統(tǒng)，通過智能儀表實(shí)現(xiàn)爐溫的全自動控制。具體說明如下：

1.爐溫有三個熱電偶，都要在控制柜面板上顯示，取中間熱電偶作為控制，溫控儀表選用日本希曼頓(島電)FP93，在溫控儀表上設(shè)定所需要的爐溫參數(shù)，通過與熱電偶取樣值對比，PID控制調(diào)節(jié)空氣執(zhí)行器的開度來實(shí)現(xiàn)爐溫控制。熱電偶選S系列分度。

2.排煙管道上安裝有Pt100熱電阻，溫控儀表選用日本希曼頓(島電)FP93，在溫控儀表上設(shè)定所需要調(diào)節(jié)的排煙溫度，通過與Pt100熱電阻取樣值對比計(jì)算，PID調(diào)節(jié)控制排煙執(zhí)行器開度大小來實(shí)現(xiàn)排眼控制。

3.顯示項(xiàng)目：燃?xì)饪偣軌毫?，爐溫1,2,3檢測點(diǎn)溫度，排煙溫度，爐膛壓力，燃?xì)饬髁?，空氣流量?/p>

4.爐膛壓力變送器為微差壓變送器，范圍：-150～150Pa。

5.執(zhí)行器信號均為DC4～20mA電流。

6.系統(tǒng)要有啟動按鈕及電源指示燈，按下啟動按鈕，燃?xì)饪偣芮袛嚅y打開，分支切斷閥打開。

7.要有報警顯示：當(dāng)排煙溫度過低，爐溫過高，燃?xì)鈮毫^低，爐膛壓力過高和過低都要有報警顯示。報警燈安裝在控制柜上。

根據(jù)以上要求做了電氣配置，電控柜面板示意圖如圖2.1。

圖2.1電控柜面板示意圖

控制柜面板說明如下：

1.H10 AC220V指示 2.H11 DC24V指示 3.H2 爐溫高報警指示 4.H3 排煙溫度低報警指示 5.H4 燃?xì)鈮毫Φ蛨缶?6.H5 爐壓高報警指示 7.爐壓低報警指示 8.S1 電源旋鈕 9.ST1+H1 系統(tǒng)啟動 10.SP1 系統(tǒng)停止 11.YT1 爐膛溫度1 12.YT3 爐膛溫度3 13.YY2 空氣流量 14.YY4 爐膛壓力 15.YY1燃?xì)鈮毫?16.YT2 爐溫控制(爐膛溫度2) 17.YT4 排煙控制(排煙溫度)18.燃?xì)饬髁?/p>

面板配置電氣明細(xì)見下表(表2.1)。

1 .指示燈 M22-L-G/LED230 MOLLER AC220V綠

2 .指示燈 M22-L-G/LED MOLLER DC24V綠

3 .指示燈 M22-L-R/LED230 MOLLER AC220V紅

4 .指示燈 M22-L-R/LED230 MOLLER AC220V紅

5. 指示燈 M22-L-R/LED230 MOLLER AC220V紅

6 .指示燈 M22-L-R/LED230 MOLLER AC220V紅

7 .指示燈 M22-L-R/LED230 MOLLER AC220V紅

8 .鑰匙兩位旋鈕 M22-WRS/K11 MOLLER

9 .帶燈按鈕 M22-DL-G/K11/LED230 MOLLER AC220V綠

10 .點(diǎn)動按鈕 M22-D-R/K11 MOLLER 紅

11 .溫控儀表 TH8-RC10 東崎 S系列熱電偶輸入2路報警

12 .溫控儀表 TH8-RC10 東崎 S系列熱電偶輸入2路報警

13. 傳感器控制表 SV8-RC10 東崎 4-20mA輸入2路報警

14. 傳感器控制表 SV8-RC10 東崎 4-20mA輸入2路報警

15. 傳感器控制表 SV8-RC10 東崎 4-20mA輸入2路報警

16 .溫控儀表 FP93-4I-90 希曼頓 S系列熱電偶輸入2路報警4-20mA輸出

17 .溫控儀表 FP93-4I-90 希曼頓 S系列熱電偶輸入2路報警4-20mA輸出

18. 流量積算儀 LP9-1 東崎

排煙及空氣調(diào)節(jié)電氣原理圖見圖2.2，其余儀表及控制原理圖從略。

圖2.2排煙及空氣調(diào)節(jié)電氣原理圖

空氣及排煙調(diào)節(jié)功能儀表希曼頓FP93見圖2.3。

圖2.3空氣及排煙調(diào)節(jié)功能儀表希曼頓FP93

YT4排煙儀表參數(shù)設(shè)置如下： 《3-1》： ON (定值方式)

《3-2》：50°C(SV值)

《3-4》：35°C(下限報警值)

《5-5》：34(傳感器類型)

《5-7》：0(傳感器下限)

《5-8》：200(傳感器上限)

《5-12》：rR：(反作用)(調(diào)節(jié)極性)

《5-19》：LA：(下限報警)(EV1報警方式)

《5-20》：2(報警回差)( EV1報警方回差)

其余功能為出廠默認(rèn)值。

YT2空氣儀表參數(shù)設(shè)置如《3-1》：ON(定值方式)

《3-2》：1300°C(SV值)

《3-4》：1450°C(EV1 上限報警值)

《3-5》：1150°C(EV2 下限報警值)

《5-5》：03(傳感器類型)

《5-7》：0(傳感器下限)

《5-8》：1700(傳感器上限)

《5-12》：rR：(反作用)(調(diào)節(jié)極性)

《5-19》：HA：(上限報警)(EV1報警方式)

《5-20》：5(報警回差)(EV1報警方回差)

《5-22》：LA：(下限報警)(EV2報警方式)

《5-23》：5(報警回差)(EV2報警方回差)

其余功能為出廠默認(rèn)值。

控制過程為：①按下ST1啟動系統(tǒng)。 ②天然氣總閥、閥1、閥2打開，手動點(diǎn)火。 ③ 空氣調(diào)劑儀表YT2按照設(shè)定溫度，PID調(diào)節(jié)電動翻板空氣流量，空燃比例閥根據(jù)空氣流量的大小自動跟蹤調(diào)節(jié)天然氣流量燃燒來實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)。 ④排煙儀表YT4按照設(shè)定排煙溫度，PID調(diào)節(jié)排煙翻板，實(shí)現(xiàn)排煙量控制。⑤溫控儀表元器件及傳感器變送儀表反映現(xiàn)場狀況。⑥按下SP1停止按鈕，切斷天然氣切斷閥，系統(tǒng)停止運(yùn)行。

開始調(diào)試運(yùn)行：啟動、點(diǎn)火、烘爐預(yù)熱正常(爐壓偏低-微負(fù)壓)，升溫前期也正常，但在升到1200°C左右(設(shè)定值SV值1300°C)時，不論怎么調(diào)整現(xiàn)場設(shè)備，爐膛溫度也升不上去了。后來，重新設(shè)定YT4 SV值，不見效果，出現(xiàn)爐壓升高，往外撲火。重新設(shè)定排煙調(diào)節(jié)閥YT4 SV值到80°C(提高排煙溫度SV值)，情況短時間好轉(zhuǎn)；然而過不了多長時間，又出現(xiàn)排煙翻板擺動頻繁、爐膛壓力忽高忽低的現(xiàn)象。后來經(jīng)過觀察以及同機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)人員探討，認(rèn)為在工藝配置上、排煙調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)(天然氣空氣進(jìn)氣)之間的配合有問題。開始的時候，由于排煙和加熱都處于開始階段，都處于加速跟蹤狀態(tài)，排煙量和進(jìn)氣量(空氣+天然氣)相當(dāng)，沒有問題。但是到了排煙調(diào)節(jié)平衡階段，排煙要保持在設(shè)定溫度值上下調(diào)節(jié)，由于排煙調(diào)節(jié)和進(jìn)氣加熱調(diào)節(jié)不在一個調(diào)節(jié)點(diǎn)上，出現(xiàn)前后偏差，導(dǎo)致爐膛壓力的或高或低，影響了空氣和天然氣的進(jìn)入效果，即使電動翻板的開度打開足夠，空氣和天然氣也不能夠進(jìn)入。

接下來，按照新的思路進(jìn)行改造：排煙翻板不用排煙溫度調(diào)節(jié)，改用爐壓調(diào)節(jié)。改后YT2控制儀表的線路圖如下圖2.4。

圖2.4改后YT2控制儀表的線路圖

YT4儀表參數(shù)設(shè)置更改如下： 《3-1》： ON 定值方式

《3-2》：30Pa SV值

《3-4》：100Pa EV1 上限報警值

《3-5》：-100Pa EV2 下限報警值

《5-5》：92 傳感器類型

《5-7》：-150Pa 傳感器下限

《5-8》：150Pa 傳感器上限

《5-12》：rR：(反作用) 調(diào)節(jié)極性

《5-19》：HA：(下限報警) EV1報警方式

《5-20》：2(報警回差) EV1報警方回差

《5-22》：LA：(下限報警) EV2報警方式

《5-23》：2(報警回差) EV2報警方回差

修改、設(shè)置完畢后，重新上電，點(diǎn)火調(diào)試，結(jié)果如探討思路一樣，升溫及爐溫都達(dá)到工藝要求，加入工件加熱加載運(yùn)行，結(jié)果也正常，保持爐膛和加熱工件在1300°C上下，進(jìn)入正常運(yùn)行。

上面的事例說明，做電氣設(shè)計(jì)時，前期的工作一定要做細(xì)做足，把前期的基礎(chǔ)工作做好，才是后期工作的保證，開始時每一個疏忽，都會在后期工作中被延續(xù)甚至放大。有的失誤可以補(bǔ)救，有的卻沒有補(bǔ)救機(jī)會。