孫中領(lǐng) 杜勇 邱德輝

摘要：石橫特鋼3#高爐熱風(fēng)爐大修改造完成后，使用山東省冶金設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)智能燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)在熱風(fēng)爐的燃燒期以高爐送風(fēng)風(fēng)溫、拱頂溫度及廢氣溫度目標(biāo)值為依據(jù)，同時(shí)控制拱頂溫度、廢氣溫度在規(guī)定上限值內(nèi)，自動(dòng)調(diào)整空燃比、風(fēng)機(jī)變頻，有效提高了熱效率，實(shí)現(xiàn)了熱風(fēng)爐全自動(dòng)燒爐的效果。

關(guān)鍵詞：熱風(fēng)爐;風(fēng)溫;全自動(dòng)燒爐;智能燃燒;節(jié)能

1引言

石橫特鋼3#高爐有效容積1350m3，配置三座卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐，格子磚采用19孔，孔徑Φ30mm，配備2臺(tái)高壓變頻風(fēng)機(jī)，集中鼓風(fēng)，一用一備。單燒高爐煤氣，工作制度兩燒一送。采用板式換熱器同時(shí)預(yù)熱煤氣和空氣。目前平均風(fēng)溫維持在1210---1220℃，受?chē)?guó)家政策碳達(dá)峰，碳中和目標(biāo)因素影響，鋼鐵企業(yè)實(shí)施限產(chǎn)政策等各方面影響高爐未能實(shí)現(xiàn)全關(guān)大閘全風(fēng)溫操作。

2 熱風(fēng)爐概況

熱風(fēng)爐是加熱鼓風(fēng)的熱交換器，通過(guò)煤氣與空氣在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，將蓄熱室格子磚加熱，達(dá)到規(guī)定溫度后，換爐至送風(fēng)狀態(tài)，冷風(fēng)流經(jīng)蓄熱室被加熱到1200℃后進(jìn)入高爐，為高爐生產(chǎn)提供必要的熱量和氧氣。

目前大部分鋼鐵企業(yè)熱風(fēng)爐的燒爐過(guò)程基本全為人工操作，煤氣流量、空氣流量大小由人工憑經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)，由于廠區(qū)煤氣系統(tǒng)用戶(hù)多，煤氣壓力波動(dòng)頻繁，人工手動(dòng)調(diào)節(jié)跟不上煤氣壓力波動(dòng)的節(jié)奏;同時(shí)進(jìn)入冬季煤氣溫度低，煤氣質(zhì)量差等因素嚴(yán)重制約熱風(fēng)爐燒爐效果，空燃比需隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，人工手動(dòng)操作明顯滯后，故熱風(fēng)溫度很難滿(mǎn)足高爐需求。另外，各班操作人員由于工作時(shí)間長(zhǎng)短不一，各班操作人員之間燒爐技術(shù)水平也存在差距，因此手動(dòng)燒爐效果非常不理想。很難保證燒爐始終處于最佳燃燒狀態(tài)，同時(shí)，操作者在室內(nèi)不斷的調(diào)整燒爐、還要負(fù)責(zé)重力、布袋卸灰操作及室外設(shè)備的點(diǎn)檢、維護(hù)、潤(rùn)滑，班組區(qū)域大，設(shè)備多，造成職工的勞動(dòng)強(qiáng)度很大?？梢钥闯?，現(xiàn)有的手動(dòng)燒爐技術(shù)明顯跟不上高爐現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，因此實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能燃燒控制系統(tǒng)非常必要。

3 智能燃燒控制系統(tǒng)概述及應(yīng)用

3#高爐熱風(fēng)爐智能燃燒系統(tǒng)采用山東冶金設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)的自動(dòng)智能專(zhuān)家系統(tǒng)，采用氧化鋯殘氧分析儀測(cè)量熱風(fēng)爐煙道廢氣中的含氧量，作為調(diào)節(jié)依據(jù)，進(jìn)行電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)，控制熱風(fēng)爐空氣調(diào)節(jié)閥和煤氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)了熱風(fēng)爐自動(dòng)燃燒控制。其工藝過(guò)程是從熱風(fēng)爐儀表畫(huà)面，獲取熱風(fēng)爐的拱頂溫度、廢氣溫度、煤氣支管流量、空氣支管流量、煤氣壓力及助燃空氣壓力等多項(xiàng)參數(shù)。各參數(shù)經(jīng)智能燃燒專(zhuān)家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的軟件運(yùn)算處理后，先與上一次燒爐的空燃比等參數(shù)對(duì)比，在極短的時(shí)間內(nèi)尋找到本次熱風(fēng)爐燃燒的最佳配比值，并不斷的將現(xiàn)有的空燃比、拱頂溫度、廢氣溫度、燒爐時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行修正，保證當(dāng)前的空燃比隨時(shí)處于最佳狀態(tài)，熱風(fēng)爐處于最佳燃燒狀態(tài)，智能燃燒控制系統(tǒng)采用最有效的方法達(dá)到提高煤氣熱效應(yīng)、節(jié)省高爐煤氣的目的。

3.1投用自動(dòng)燒爐

該自動(dòng)燒爐系統(tǒng)投用方便，只需雙擊桌面圖標(biāo)打開(kāi)智能燃燒系統(tǒng)，在工藝主畫(huà)面有“二級(jí)投入”按鈕，需要燃燒的熱風(fēng)爐在有燃燒信號(hào)的前提下，選擇拱頂溫度熱電偶序號(hào)，然后點(diǎn)擊“二級(jí)投入”按鈕即可投用自動(dòng)燒爐程序，在畫(huà)面風(fēng)機(jī)旁邊也有“風(fēng)機(jī)投入”按鈕，點(diǎn)擊按鈕變綠后智能燃燒系統(tǒng)即可根據(jù)設(shè)定的空氣總管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的頻率。如果想退出自動(dòng)燒爐轉(zhuǎn)為手動(dòng)，則可點(diǎn)擊“二級(jí)切除”按鈕變紅后即退出自動(dòng)燒爐程序。

3.2全自動(dòng)燒爐基本使用方法

全自動(dòng)燒爐系統(tǒng)按照用戶(hù)預(yù)先設(shè)置的燒爐時(shí)間，燒爐程序自動(dòng)調(diào)節(jié)煤氣、空氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)度控制流量大小從而在用戶(hù)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)燒到指定的拱頂、煙道溫度的方式?！盁隣t時(shí)間”為用戶(hù)規(guī)定的時(shí)間，已燒時(shí)間為已經(jīng)燃燒的時(shí)間。

3.3運(yùn)行調(diào)試各項(xiàng)參數(shù)設(shè)定

智能燃燒控制系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置方便，在“運(yùn)行調(diào)試”界面可以對(duì)風(fēng)機(jī)頻率上下限、煤氣空氣閥門(mén)上下限、燃燒室溫度、煙道溫度、預(yù)期燒爐時(shí)間、空氣總管壓力、空燃比、含氧量、煤氣系數(shù)等參數(shù)進(jìn)行修改。保證燃燒過(guò)程滿(mǎn)足高爐風(fēng)溫的需求。

4 智能燃燒系統(tǒng)使用后效果

4.1作業(yè)率

智能燃燒系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單可靠、調(diào)節(jié)方便、安全高，作業(yè)率達(dá)95%以上，只有在設(shè)備故障及休復(fù)風(fēng)短時(shí)間內(nèi)使用手動(dòng)燒爐，待故障排除后及時(shí)切換至自動(dòng)燒爐系統(tǒng)。

4.2自動(dòng)燒爐拱頂溫度實(shí)際情況

手動(dòng)燒爐時(shí)由于煤氣壓力波動(dòng)人為調(diào)節(jié)頻繁，拱頂溫度波動(dòng)大，送風(fēng)后風(fēng)溫下降快;采用智能燃燒系統(tǒng)后整個(gè)燒爐過(guò)程中拱頂曲線(xiàn)平穩(wěn)，波動(dòng)非常小，近似一條直線(xiàn)。

4.3煤氣消耗

自9月14日使用自動(dòng)燒爐之后，每天換爐次數(shù)平均12.5次，較以前換爐次數(shù)有所減少，全天煤氣消耗控制在240萬(wàn)左右。節(jié)能降耗明顯。

4.4風(fēng)溫情況

使用自動(dòng)燒爐后，送風(fēng)爐送風(fēng)末期拱頂溫度較手動(dòng)燒爐送風(fēng)末期溫度更高，拱頂后期溫度下降慢，風(fēng)溫始終控制在1210---1220℃之間，換爐期間未出現(xiàn)風(fēng)溫大幅度降落情況，提高了風(fēng)溫穩(wěn)定性。

4.5改善勞動(dòng)強(qiáng)度

采用智能燃燒系統(tǒng)后，極大地降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為操作工“操檢合一”創(chuàng)造了有利條件，能更好的點(diǎn)檢、維護(hù)外部設(shè)備。

5結(jié)語(yǔ)

3#高爐熱風(fēng)爐采用智能燃燒系統(tǒng)后，簡(jiǎn)化統(tǒng)一了四個(gè)橫班的操作制度，避免了因煤氣壓力、煤氣質(zhì)量和個(gè)人技術(shù)水平等外部因素對(duì)燒爐質(zhì)量的影響，為企業(yè)降低能耗、節(jié)約能源，改善職工勞動(dòng)強(qiáng)度創(chuàng)造了條件，也符合企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王英春，張建良.唐鋼1號(hào)高爐熱風(fēng)爐自動(dòng)控制燒爐技術(shù).

[2]李偉華，盧 勤，曾清.新鋼10號(hào)高爐熱風(fēng)爐自動(dòng)優(yōu)化燒爐技術(shù)實(shí)踐