雷濤

摘 要：基于轉(zhuǎn)爐吹氧曲線，采用多變量分期段控制方式完成對汽包的自動補水過程，根據(jù)吹氧曲線計算各段的給水量，并通過對蒸汽流量、液位、給水流量等參數(shù)組成整套控制系統(tǒng)實現(xiàn)汽包的自動補水，減少工作強度，增強了設(shè)備安全穩(wěn)定，避免了重大事故發(fā)生，節(jié)能環(huán)保。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐汽化鍋爐 工藝 自動補水 汽包水位

中圖分類號：TF748 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（a）-0034-02

轉(zhuǎn)爐汽化鍋爐是煉鋼工業(yè)生產(chǎn)中用于煙道冷卻的重要動力設(shè)備，它是利用接近飽和溫度的軟化水在汽化時大量吸收熱量的原理，使高溫工作下的煉鋼轉(zhuǎn)爐煙道得以冷卻，產(chǎn)生的蒸汽進行余熱回收發(fā)電，因此轉(zhuǎn)爐汽化鍋爐也叫轉(zhuǎn)爐煙道余熱鍋爐。汽化鍋爐內(nèi)的軟化水通過自循環(huán)用于冷卻煙道，產(chǎn)生大量的蒸汽，蒸汽被回收，鍋爐內(nèi)的水量會越來越少，需要工作人員及時地給鍋爐汽包內(nèi)補水，保證足夠的水量用于煙道的冷卻。鍋爐內(nèi)水量的多少是通過鍋爐液位來體現(xiàn)的。

1 現(xiàn)狀

目前崗位人員在給水泵長期運轉(zhuǎn)下，通過控制給水調(diào)節(jié)閥開度進行補水。只要轉(zhuǎn)爐煉鋼，崗位就必須時刻操作給水調(diào)節(jié)閥維持水位在一定范圍內(nèi)。但水泵長期運轉(zhuǎn)，耗電量大，泵損壞頻率高。同時轉(zhuǎn)爐吹煉過程，是一個溫度巨變的過程，鍋爐內(nèi)是汽水混合物的沸騰狀態(tài)，且鍋爐內(nèi)壓力高低變化不定，檢測液位的儀表不能夠準(zhǔn)確地檢測水位，崗位無法準(zhǔn)確進行補水，只能根據(jù)實際經(jīng)驗，計算時間進行補水。這樣就造成了每個爐子必須有專人進行補水。而且還需要有經(jīng)驗的老師傅帶著學(xué)徒一起操作。這種補水方法及設(shè)備浪費人力物力極其嚴(yán)重，影響了成本的運營。

2 新的補水方法

該方法是基于轉(zhuǎn)爐吹氧曲線，采用多變量分期段控制方式完成對汽包的自動補水過程，根據(jù)吹氧曲線計算各段的給水量，并通過對蒸汽流量、液位、給水流量等參數(shù)組成整套控制系統(tǒng)實現(xiàn)汽包的自動補水。

具體方案介紹如下。

2.1 主要控制過程理論介紹

理念是根據(jù)吹氧過程進行工藝分段，將總的蒸汽消耗量通過PLC計算公式換算成水的質(zhì)量，通過這個變量控制變頻和PLC系統(tǒng)為汽包進行補水，并根據(jù)液位值進行微調(diào)，使液位保持在設(shè)定值附近。為了保證補水流量的穩(wěn)定、精確，我們使用變頻閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，保證壓力一定的情況下，得到準(zhǔn)確的給水流量。當(dāng)然蒸汽流量的計算，我們不僅依靠理論計算其理論值，還要通過應(yīng)用自己的經(jīng)驗值和自己的理論公式去模擬，驗證真正的實際值，減小差距。在吹煉時期，液位會有很大的虛假液位，一般比實際液位要大，就這個問題，我們通過汽包溫度、壓力、平衡器的液位做一個修正、對比，使其能夠做一個有力的參考液位。通過蒸汽質(zhì)量的計算、液位的比較，實時準(zhǔn)確地進行補水，采取實時和累積的雙調(diào)節(jié)修正，能夠完全在自動的情況下實現(xiàn)水位的穩(wěn)定。

工藝控制流程的實現(xiàn)如圖1所示。

2.2 工藝過程理論實現(xiàn)介紹

將轉(zhuǎn)爐煉一爐鋼的過程分為吹煉期和非吹煉期（平衡期）。吹煉期根據(jù)吹氧曲線我們將吹煉過程分為一期、二期、三期、四期。注包裝置工藝如圖2所示。

在正常的汽包吹煉期時，當(dāng)汽包內(nèi)壓力超過蒸汽回收壓力設(shè)定值P1時控制儀表1給余熱回收調(diào)節(jié)閥F1信號閥門開啟，進行余熱回收，同時通過各儀表測出蒸汽的流量Q1，壓力P1及溫度T1；當(dāng)汽包內(nèi)壓力超過放散設(shè)定壓力P2時控制儀表2給放散閥信號，閥門開啟，開始進行放散，同時可以測出放散時蒸汽的流量Q2、壓力P2、溫度T2，并將所測出的各種參數(shù)傳給PLC，通過計算公式計算出汽包總的蒸汽消耗量，換算成水的質(zhì)量M，通過對M值的變化趨勢的檢測控制補水調(diào)節(jié)閥給汽包進行補水，通過補水流量計測得的流量M3與M進行比較快速給汽包進行補水從而保證一定的水位。在對蒸汽質(zhì)量的計算上我們進行經(jīng)驗值的修整，從而保證質(zhì)量計算的準(zhǔn)確性。同時我們采用時間段對蒸汽質(zhì)量不停計算，得到其與給水量的偏差，適當(dāng)調(diào)整給水閥的開度，保證進水質(zhì)量與蒸汽質(zhì)量平衡。然后我們通過變頻器控制水泵電機自動運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)實時準(zhǔn)確補水。當(dāng)吹煉結(jié)束后汽包內(nèi)水位將會進入一個相對平穩(wěn)期，此時的水位與設(shè)定水位值進行比較得出偏差，再對補水調(diào)節(jié)閥進行微調(diào)使水位保持在設(shè)定值附近，假如液位高于設(shè)定值系統(tǒng)將此次超出的水量通過PLC控制程序自動加入下一次的吹煉過程中，保持汽包液位的穩(wěn)定。

3 實際效果

在吹煉期的4個過程中，我們根據(jù)吹氧量的反應(yīng)劇烈程度、產(chǎn)生的熱量不同，進行給水量的實時修正，這樣就可以真正保證汽包水位的穩(wěn)定性。該方法所需設(shè)備簡單，PLC控制系統(tǒng)、變頻調(diào)試系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐冶煉工藝信號參數(shù)即可實現(xiàn)全套過程，安全可靠。

參考文獻

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