楊興志

[摘? ? 要]伴隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，冶金行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛。對(duì)于冶金行業(yè)而言，自動(dòng)化儀表的大量使用，較大的提升了冶金企業(yè)的綜合效益。文章以冶金高爐工程自動(dòng)化儀表為研究對(duì)象，詳細(xì)論述了自動(dòng)化儀表的安裝要點(diǎn)以及注意事項(xiàng)，旨在全面提升冶金行業(yè)自動(dòng)化儀表的使用效果，推動(dòng)企業(yè)健康有序發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]高爐;自動(dòng)化儀表;安裝;調(diào)試

[中圖分類(lèi)號(hào)]TM75 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）12–0–02

Discussion on the Installation of Metallurgical Blast Furnace Engineering

Yang Xing-zhi

[Abstract]With the continuous progress of China's industrialization process， the metallurgical industry is developing rapidly.For the metallurgical industry， the large use of automated instruments has greatly improved the comprehensive benefits of metallurgical enterprises.With the automatic instrument as the research object， the installation points and precautions are discussed in detail， aiming to comprehensively improve the use effect of the automatic instrument in the metallurgical industry and promote the healthy and orderly development of the enterprise.

[Keywords]blast furnace; automatic instrument; installation; debugging

相較于其他行業(yè)而言，冶金行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境十分苛刻。其生產(chǎn)環(huán)境具備振動(dòng)強(qiáng)、粉末的濃度較高，生產(chǎn)溫度較高等特性，在這種生產(chǎn)環(huán)境下，自動(dòng)化檢測(cè)儀表適應(yīng)環(huán)境的能力極強(qiáng)，能夠在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效讀取。這樣能夠切實(shí)降低現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員數(shù)量，避免惡劣的生產(chǎn)環(huán)境帶給人員的身體健康損害，還能提升數(shù)據(jù)讀取效率和精準(zhǔn)度。本文以高爐自動(dòng)化儀表系統(tǒng)為研究對(duì)象，詳細(xì)論述了自動(dòng)化儀表的安裝要點(diǎn)以及注意事項(xiàng)，解決安裝中面臨的問(wèn)題。

1 高爐儀表工程概述

高爐自動(dòng)電氣儀表裝置設(shè)計(jì)及安裝施工是整個(gè)高爐系統(tǒng)工程的重要組成部分，在工藝制造中有工業(yè)眼睛之稱(chēng)。隨著工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)水平的日益提升，現(xiàn)代智能儀器和PLC以及DCS等計(jì)算機(jī)技術(shù)控制系統(tǒng)在高爐制造中的應(yīng)用，其影響也愈來(lái)愈大，地位越來(lái)越高。某高爐儀器儀表工程項(xiàng)目按產(chǎn)品體系，主要包括以下幾個(gè)組成部分：室外綜合管路儀表、供料及上料控制系統(tǒng)儀表、本體及附件系統(tǒng)工程儀表、出鐵場(chǎng)控制系統(tǒng)儀表、水沖洗儀表、熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)儀表、煙氣清理控制系統(tǒng)儀表、通風(fēng)機(jī)站儀器儀表、煙氣余壓發(fā)電TRT系列儀表和噴煤系列儀表等控制系統(tǒng)。

2 高爐自動(dòng)化儀表的特點(diǎn)

自動(dòng)化儀表在高爐流程中，點(diǎn)多、線路長(zhǎng)、范圍廣，包括測(cè)定溫度、壓力、空氣流速、重量、物位、機(jī)械測(cè)量及化學(xué)成分分析等。工藝參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)布置于高爐內(nèi)的全部控制系統(tǒng)，能夠隨時(shí)隨地監(jiān)視著高爐的工作狀態(tài)，為生產(chǎn)操作提出了科學(xué)的根據(jù)。

3 高爐自動(dòng)化儀表的安裝要點(diǎn)

為了更好地確保高爐自動(dòng)化檢測(cè)儀表作用的良好發(fā)揮，并且能夠有效地促進(jìn)其產(chǎn)品質(zhì)量的改善，就必須要對(duì)自動(dòng)化儀表的運(yùn)行等情況進(jìn)行跟蹤和控制。然而，在實(shí)際的安裝使用中，由于受到了產(chǎn)品的安裝主體部件、安裝手段和操作模式以及產(chǎn)品進(jìn)行安裝調(diào)試等因素嚴(yán)重干擾，對(duì)于自動(dòng)化儀表的功能發(fā)揮影響甚大。因此，為更好地發(fā)揮檢測(cè)儀表的作用，結(jié)合某高爐工程為例，總結(jié)其自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的安裝、檢測(cè)及調(diào)試技術(shù)要點(diǎn)。

3.1 高爐溫度自動(dòng)化儀表的安裝

高爐本體溫度測(cè)量為爐基、爐底、爐缸、冷卻壁溫度控制;高爐喉十字測(cè)量，熱風(fēng)爐頂、供熱量溫度傳感器均為熱電偶、熱電阻。根據(jù)測(cè)量范圍，測(cè)量環(huán)境及條件的差異采用了B分度，S分度，K分度熱電偶以及PT100熱電阻等，并設(shè)置了各種類(lèi)型的補(bǔ)償引線，以進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

對(duì)于高爐溫度自動(dòng)化儀表來(lái)說(shuō)，困難和要點(diǎn)就在于爐體內(nèi)WRN-230熱電偶的裝配。這些熱電偶都是采用鋼結(jié)構(gòu)安裝或者由土建專(zhuān)業(yè)人員預(yù)先利用在爐腹?fàn)t缸冷卻墻、爐底磚襯等處預(yù)留的管道，作法蘭聯(lián)接方式進(jìn)行法蘭聯(lián)接而緊固在高爐爐殼上的。熱電偶安裝后，需要在熱電偶上部高爐殼體處焊接鐵板進(jìn)行保護(hù)，防止安裝及檢修人員將熱電偶踩壞。

因?yàn)楦郀t自然本體空間狹小、無(wú)法進(jìn)行接地等因素，所以此處的熱電偶通常是不帶接地盒的，而是在爐體平臺(tái)上集中設(shè)有接地盒。高爐爐基、爐底溫度等檢測(cè)點(diǎn)，必須根據(jù)工程圖紙的設(shè)計(jì)要求在碳磚上劃線，砌爐工要根據(jù)劃線開(kāi)的槽式進(jìn)行埋設(shè)。開(kāi)的槽式需要確定長(zhǎng)度和寬窄，并確保將所有電偶管都埋入碳磚，在安裝后也要用碳?jí)K或木鍥夾緊，以防松動(dòng)。在全部安裝工作完畢之后，要逐個(gè)檢查各種電偶管，即檢查是不是有斷偶、斷裂以及凹凸不平的碳磚表面現(xiàn)象。因?yàn)闋t基爐底的電偶都是一次裝配，在生產(chǎn)中缺少大修更新的機(jī)會(huì)，因此要求熱電偶安裝時(shí)要反復(fù)測(cè)量，確保安裝質(zhì)量。

高爐溫度自動(dòng)化儀表出現(xiàn)顯示異常或者故障，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行排查：①檢查熱電偶是否損壞。②檢查接線箱的接線端點(diǎn)有無(wú)牢靠、正負(fù)極性有無(wú)接反。③檢查熱電偶的補(bǔ)償引線絕緣能否正常工作。④檢測(cè)通過(guò)保險(xiǎn)柵、輸入卡件等檢測(cè)電路中的電路元件工作是否異常。

3.2 高爐壓力測(cè)量?jī)x表的安裝

高爐生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)控制系統(tǒng)要通過(guò)檢測(cè)冷風(fēng)流速氣壓，熱風(fēng)爐雙加熱高溫燃燒爐、空氣、煤氣流速壓強(qiáng)，煙氣入口引風(fēng)流速壓強(qiáng)，燃料介質(zhì)氧化物，加壓空氣、氮?dú)?、蒸汽、煤氣以及高爐內(nèi)煤氣流速壓強(qiáng)等來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制，因此，壓力測(cè)量?jī)x表的安裝尤為重要。壓力取源元件的選取地點(diǎn)應(yīng)選在空氣介質(zhì)流動(dòng)平穩(wěn)的區(qū)域;加壓取源部分和高溫取源部分在同一個(gè)管線上時(shí)，加壓取源部分應(yīng)裝設(shè)于高溫取源部分的上側(cè)，端部不應(yīng)高于工藝設(shè)備或管線的內(nèi)部。在測(cè)定高溫超過(guò)60 ℃的液體、蒸氣的壓強(qiáng)時(shí)，就地裝設(shè)的壓力計(jì)的高溫取源部分宜帶環(huán)形彎曲或冷凝彎。

壓取源件在傾斜的工藝管線上安裝時(shí)，取壓孔的部位必須遵守下列規(guī)定：①當(dāng)測(cè)定氣體的壓強(qiáng)時(shí)，在工藝管路上部;②在計(jì)算液體壓力值時(shí)，在工藝技術(shù)管路底面與工藝管路的水平中心點(diǎn)成0°～45°的角度區(qū)域內(nèi);③測(cè)定總蒸氣壓時(shí)，取壓點(diǎn)取在工藝管道的上半部以及下半部，與工藝管路水平中心線呈0°～45°的夾角范圍內(nèi)。

壓力測(cè)量?jī)x表的出現(xiàn)顯示異?；蛘吖收?，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行排查：①檢查安裝問(wèn)題造成測(cè)量異常情況。②檢查導(dǎo)壓管的管壁是否有腐蝕積垢，出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象導(dǎo)致測(cè)量異常。③檢查壓力變送器本身是否異常。④檢測(cè)通過(guò)保險(xiǎn)柵、輸入卡件等檢測(cè)電路中的電路元件工作是否異常。⑤檢查是否存在電磁干擾問(wèn)題。

3.3 高爐流量測(cè)量?jī)x表的安裝

高爐流量檢測(cè)儀表的設(shè)置時(shí)必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定，對(duì)儀器左右的垂直管段（包含閘門(mén)、彎頭、縮管和各種導(dǎo)致介質(zhì)流線產(chǎn)生變化的截流設(shè)備）尺寸嚴(yán)格要求。確因位置問(wèn)題而無(wú)法確定的直管段，則要盡可能取得最長(zhǎng)直管段，并按儀表技術(shù)規(guī)定做好前后直管段的比例分配。確定了流速檢測(cè)儀表過(guò)程的安裝方向。以保證流體參數(shù)介質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程中方向和測(cè)量裝置流向保持一致，以防止測(cè)量誤差或測(cè)不到流量信息。分體式流量計(jì)的安裝：

電磁流量計(jì)在實(shí)際工作中，會(huì)因?yàn)楦鞣N故障而導(dǎo)致計(jì)量錯(cuò)誤的現(xiàn)象，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行排查：①檢查介質(zhì)中是否含有氣泡或者介質(zhì)非滿管;②測(cè)設(shè)備是否安裝的不合理導(dǎo)致流動(dòng)畸變，沉淀和結(jié)垢等問(wèn)題影響了測(cè)量;③外部電磁的干擾影響測(cè)量結(jié)果。

3.4 接地干擾的處理

高爐TRT余壓發(fā)電系統(tǒng)的儀表檢測(cè)主要為：①發(fā)電機(jī)的入、出壓、流速、溫度測(cè)量;②電機(jī)軸位移、軸振動(dòng)檢測(cè)控制;③儀表煤氣防爆措施。

在試車(chē)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油站啟動(dòng)后，溫度儀表檢測(cè)顯示異常，監(jiān)視器信號(hào)頻繁跳動(dòng)。通過(guò)分析，考慮有以下幾種原因：①實(shí)際的測(cè)溫測(cè)量設(shè)備不能精確計(jì)量，一體化溫度模塊不準(zhǔn)確。②潤(rùn)滑油站電動(dòng)機(jī)電纜與余熱發(fā)電機(jī)出口溫度電纜之間是否同走一路電纜橋架。③電源和儀器共地，干擾信號(hào)來(lái)自電源本身。④余熱發(fā)電機(jī)出口溫度信號(hào)電纜屏蔽線連接不可靠用。排除法查找并確定原因，具體操作如下。

（1）對(duì)溫度模塊進(jìn)行校驗(yàn)。將調(diào)節(jié)余熱發(fā)電機(jī)進(jìn)出口溫度的所用一體化模組拆下，并通過(guò)訊號(hào)控制器提供毫伏訊號(hào)校準(zhǔn)。根據(jù)此校驗(yàn)結(jié)果，模塊可以更精確指示實(shí)際環(huán)境溫度，從而消除了一體化模塊因自身造成實(shí)際環(huán)境溫度無(wú)法精確檢測(cè)的可能性。

（2）電纜干擾原因的排除。經(jīng)檢驗(yàn)，潤(rùn)滑油站的電動(dòng)機(jī)電纜和余熱發(fā)電機(jī)出口溫度電纜敷設(shè)時(shí)為同走的一路電纜橋架。根據(jù)排查結(jié)果，將余熱發(fā)電機(jī)出口的溫度電纜進(jìn)行重新鋪設(shè)，確保溫度電纜與動(dòng)力光纜敷設(shè)不在同一路橋架。但電機(jī)出口溫度檢測(cè)仍存在誤差。

（3）干擾信號(hào)來(lái)自電源的排除。經(jīng)檢測(cè)后，各種溫度電壓檢測(cè)電路均指向正確無(wú)誤，故消除了因開(kāi)關(guān)電源與儀器共地，影響信息直接來(lái)自開(kāi)關(guān)電源的可能性。

（4）確定原因?yàn)槠帘尉€接地不牢。為進(jìn)一步排除信號(hào)干擾，做了如下工作：①找到了余熱發(fā)電機(jī)出口高溫檢測(cè)回路線纜上的屏蔽線后，將其屏蔽線懸空，但高溫顯示比實(shí)際高溫時(shí)仍偏高，此現(xiàn)象更證明了干擾信息來(lái)源于線纜屏蔽接地;②使其與屏蔽線更緊密地相連（監(jiān)控室中），而盡管現(xiàn)場(chǎng)屏蔽線已懸空，但故障現(xiàn)象仍未能緩解;③將其與屏蔽線再次可靠地接通后（現(xiàn)場(chǎng)），控制室屏蔽線懸空，但故障問(wèn)題仍未能徹底解決;④將其屏蔽線的兩頭（現(xiàn)場(chǎng)和監(jiān)控室）進(jìn)行連接，故障現(xiàn)象可以解決。實(shí)際檢測(cè)的熱電阻輸出值與一體化溫度模塊指示溫度一致。

因此，為了避免接地干擾自動(dòng)化儀表的準(zhǔn)確度，在儀表施工過(guò)程中應(yīng)注意以下工作：①將儀表盤(pán)柜盡量地與動(dòng)力電氣柜分別設(shè)置，以防止強(qiáng)電對(duì)微弱電信號(hào)干涉，同時(shí)儀表線纜和動(dòng)力線纜盡可能分別敷設(shè)。需要相交時(shí)宜成直角形。當(dāng)儀表線纜和動(dòng)力線纜需要共用一路橋架敷設(shè)時(shí)，需要儀表線纜和動(dòng)力線纜盡可能間隔，層次分明，并通過(guò)金屬隔板進(jìn)行屏蔽，以避免強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)靜電場(chǎng)的危害和干擾。②在儀器、PLC控制系統(tǒng)、DCS的連接需要設(shè)有專(zhuān)門(mén)接地極，但不得與電氣強(qiáng)電共用同一接地極，以確保儀器測(cè)量控制的信號(hào)平穩(wěn)安全。③光纜具備較好的抗干擾性能，在與PLC控制系統(tǒng)互聯(lián)數(shù)據(jù)信息通信中盡量使用。

4 自動(dòng)化儀表檢測(cè)及調(diào)試要點(diǎn)

4.1 自動(dòng)化儀表的檢測(cè)

單臺(tái)儀器校驗(yàn)須在室內(nèi)完成，且標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量設(shè)備儀表有質(zhì)量計(jì)量檢定合格證件，應(yīng)當(dāng)在有效的試驗(yàn)期限內(nèi)，準(zhǔn)確度超過(guò)被校核的單臺(tái)儀器設(shè)備。校驗(yàn)工作項(xiàng)目、指標(biāo)、方式等應(yīng)當(dāng)滿足產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書(shū)的有關(guān)規(guī)定，并按照產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)圖樣中規(guī)范的量程，零點(diǎn)移動(dòng)量，報(bào)警連鎖數(shù)、極限位值等予以校驗(yàn)。校準(zhǔn)點(diǎn)通常不少于5個(gè)（0、1/4、1/2、3/4、1）。有禁油和脫脂條件的儀器需按規(guī)定做好禁油和脫脂處置，避免在安裝前污染。

測(cè)溫、氣壓、流速等儀器回路實(shí)驗(yàn)在檢測(cè)儀器裝置、管道、線路設(shè)置齊全，且經(jīng)檢驗(yàn)證明準(zhǔn)確無(wú)誤的情況下完成。

4.2 自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的調(diào)試

（1）在打點(diǎn)調(diào)試電路前，對(duì)各種信號(hào)變送器、傳感器、變換器、測(cè)試儀、訊號(hào)控制器、與編碼器形成接近的開(kāi)關(guān)等，都應(yīng)該進(jìn)行全方位檢測(cè)，以保持接線正確、動(dòng)作安全。

（2）按工序產(chǎn)品設(shè)計(jì)和邏輯管理的編程需要，對(duì)高爐系統(tǒng)各類(lèi)自動(dòng)化儀表的仿真數(shù)據(jù)輸入出口（AI/AO）和開(kāi)關(guān)點(diǎn)進(jìn)入/出口（AI/AO）信息，和對(duì)PLC系統(tǒng)開(kāi)展工程設(shè)計(jì)打點(diǎn)、調(diào)試過(guò)程。

（3）對(duì)部分自動(dòng)化儀器的調(diào)試工作，需要在同有關(guān)工藝、電氣設(shè)備等專(zhuān)業(yè)人員密切溝通后，雙方共同確定聯(lián)鎖保護(hù)要求和功能上的正確性，并對(duì)在測(cè)試過(guò)程中有關(guān)電氣設(shè)備和裝置的正常工作狀況和安全保護(hù)情況進(jìn)行了必要安全措施。

5 結(jié)束語(yǔ)

冶金行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展迅速，技術(shù)水平不斷地得到改善和提升，產(chǎn)量和整個(gè)生命周期內(nèi)的產(chǎn)能均保持較高的穩(wěn)步增長(zhǎng)。這就必然需要我們?nèi)ヅψ隽己脙x表設(shè)備的選型和正常的養(yǎng)護(hù)，使得儀表設(shè)備的生產(chǎn)操作過(guò)程順利進(jìn)行，既保證了生產(chǎn)工藝的精確性，又保證了安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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