CN103320557B - 高炉喷煤并罐喷吹自动循环控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉喷煤并罐喷吹自动循环控制方法，首先进行参数设定，之后进行喷吹准备：之后判断是否达到设定的喷吹条件；若满足喷吹条件则开始喷煤；将喷吹罐所有阀门操作状态转到自动，并将两个喷吹罐投入循环状态，处于保持状态的喷吹罐首先开始喷吹，如果两个罐均处于保持状态则优先选择重量较轻者首先喷吹；每一喷吹罐均按装料、等待、充压、保持、喷吹、放散、再装料的程序循环交错地运行；当其中一个罐在喷吹时，则另一个罐处于放散、装料、等待、充压、保持状态；当一罐将要吹完之前，另一罐自动投入喷吹。从安全、实用、节能、操作便捷、降低设备损耗等多个角度综合考虑，实现对高炉并罐喷吹的连续自动循环控制，连续喷粉。

Description

高炉喷煤并罐喷吹自动循环控制方法

技术领域

本发明主要涉及高炉自动控制技术领域，具体涉及一种高炉炼铁喷煤制粉系统。

背景技术

高炉喷煤生产系统是高炉生产过程的重要关键工艺，有利于高炉以煤代焦、节约能源，降低成本。高炉喷煤生产过程的稳定、快速、连续是保证后续高炉生产稳定顺行的重要前提。 如图1所示为典型的高炉喷煤两罐并联喷吹系统，喷吹罐（7,8）的上部分别通过管道和装料切断阀14、下料切断阀15与煤粉仓1相连，用于喷吹罐装料；同时又分别通过管道及小放散切断阀12、大放散切断阀13与煤粉仓1相连，用于喷吹罐放散；它们的中部分别通过三路连接管道及阀和与氮气调压站2相连，即一路连接管道装有补压调节阀10及补压切断阀16，用于喷吹罐补压；一路连接管道装有充压切断阀17，用于喷吹罐充压；一路连接管道装有流化调节阀11及流化切断阀18，用于喷吹罐煤粉流化；它们的下部分别通过管道及喷煤切断阀19与混合器4相连，该混合器4又经管道和分配器5与高炉6的各个风口相连相连,同时混合器4通过输送气调节阀9与空压站3连接。

目前的技术中对该系统的控制一般都是基于简单的PID控制，形成PID串级控制回路，通过调节各个阀来调节喷吹量或喷吹速率。但是对于两罐并联时的相互配合与互补喷吹缺乏一个整体性的规划，无法保证连续稳定喷吹，影响高炉的正常生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种高炉喷煤并罐喷吹自动循环控制方法，从安全、实用、节能、操作便捷、降低设备损耗等多个角度综合考虑，以实现对高炉并罐喷吹的连续自动循环控制，保证向高炉连续喷粉，为高炉生产创造有利生产条件。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案： 

一种高炉喷煤并罐喷吹自动循环控制方法，其特征在于： 首先进行参数设定，之后进行喷吹准备：之后判断是否达到设定的喷吹条件；若满足喷吹条件则开始喷煤；将喷吹罐所有阀门操作状态转到自动，并将两个喷吹罐投入循环状态，处于保持状态的喷吹罐首先开始喷吹，如果两个罐均处于保持状态则优先选择重量较轻者首先喷吹；每一喷吹罐均按装料、等待、充压、保持、喷吹、放散、再装料的程序循环交错地运行；当其中一个罐在喷吹时，则另一个罐处于放散、装料、等待、充压、保持状态；当该一罐将要吹完之前，另一罐自动投入喷吹，以保证向高炉连续喷粉；

所述的喷吹准备包括：打开输送气调节阀，对高炉送风，当分配器入口压力比热风压力大20KPa后，分配器保持喷煤状态3分钟；

所设定的参数包括：罐满重量设定值、罐空重量设定值、放散压力设定值、喷吹压力设定值、慢充重量设定值、快充重量设定值；

所述的喷吹条件为：两罐中的一个喷吹罐进入保持阶段；输送气流量超过700m3/h；输送气压力超过900kpa；喷吹起点压力超过800kpa；分配器入口压力大于500kpa；热风压力大于200kpa。

按上述技术方案，喷吹具体过程为：

若判断喷吹罐满足上述喷吹条件，则处于保持状态的喷吹罐A进入喷吹状态，与此同时，喷吹罐B则依次进入放散、装料、等待、充压、保持状态；

喷吹过程中，喷吹罐A的重量逐渐减少，当其重量达到罐空重量设定值，则喷吹结束，喷吹罐A进入放散状态，同时喷吹罐B立即转入喷吹状态，保证连续喷煤；

当喷吹罐A压力放散达到放散压力设定值时，则喷吹罐A进入装料状态，当其重量逐渐增加达到罐满重量设定值时，则喷吹罐A停止装料，进入等待状态，当喷吹罐B在喷吹过程中其重量达到慢充重量设定值时，喷吹罐A开始慢充；其重量达到快充重量设定值时，喷吹罐A开始快充，当喷吹罐A压力达到喷吹压力设定值时，喷吹罐A停止充压，进入保持状态，等待喷吹罐B结束喷吹，然后喷吹罐A则立即进入喷吹状态；如此反复，不断循环，以保证对高炉的连续喷煤。

按上述技术方案，喷吹结束后，依次关闭喷煤切断阀、补压切断阀、充压切断阀、流化切断阀、下料切断阀、装料切断阀；之后打开小放散切断阀、待罐压小于50kPa后，打开大放散切断阀，进入放散状态。

按上述技术方案，在放散过程中当罐压达到放散压力设定值时，进入装料状态，在装料过程中，确保流化切断阀、补压切断阀及充压切断阀关到位的前提下，首先打开装料切断阀，之后打开装料切断阀开始装料，当罐重达到罐满重量设定值时，首先关闭下料切断阀，延时10秒后关闭下料切断阀，进入等待状态。

按上述技术方案，充压分为两个过程包括慢充和快充；当正在喷煤的罐重达到慢充慢充重量设定值时，喷吹罐进入慢充压过程，关闭大小放散切断阀，打开流化气切断阀，这时喷吹罐通过流化气和反吹气进行充压，当正在喷吹的罐重达到快充重量设定值时，打开充压切断阀，进入快充过程；当压力达到喷吹压力设定值时，关闭充压切断阀，打开补压切断阀进入保持状态。

按上述技术方案，在保持状态过程中当罐压高于喷吹压力设定值25kPa后，打开小放散切断阀放散压力，当罐压高于喷吹压力设定值10kPa以下后关闭小放散切断阀，保持罐压稳定，当罐压低于喷吹压力设定值时通过补压调节阀进行补压调节。

按上述技术方案，打开喷煤切断阀进入喷吹状态，当喷吹罐重量达到罐空重量设定值时，处于喷吹状态的喷吹罐关闭喷煤阀转入放散状态。此时完成一个循环。在喷吹状态过程中当罐压高于喷吹压力设定值25kPa后，打开小放散切断阀放散压力，当罐压高于喷吹压力设定值10kPa以下后关闭小放散切断阀，保持罐压稳定，当罐压低于喷吹压力设定值时通过补压调节阀进行补压调节；同时，当由于热风压力突然提高或者由于提高喷吹率而引起罐压设定值提高时，此时当补压调节阀无法快速补压时，需要打开充压切断阀进行快速充压，当喷吹压力设定值高于罐压100kPa时打开充压切断阀，当喷吹压力设定值高于罐压50kPa以下时关闭充压切断阀，此后通过补压调节阀进行补压。

本发明的有益效果：

该方法在生产过程中无需人为干预，可实现并罐喷吹的连续自动循环控制，并将充压过程分为慢充和快充两个阶段，可减短保持过程的时间，避免在保持过程中多次充压及放散，可节约氮气能源，同时避免阀门频繁动作，降低阀门等设备损耗。此外，当热风压力突然升高时，可自动提高喷吹压力设定值，并紧急充压，可避免出现停喷或高炉回火的安全事故。该方法从安全、实用、节能、操作便捷、降低设备损耗等多个角度综合考虑，保证向高炉连续喷粉，为高炉生产创造有利生产条件。

附图说明

图1为本发明的方法所应用的高炉喷煤并罐喷吹系统结构图。

图中：1.煤粉仓；  2.氮气调压站；  3.空压站；  4.混合器；  5.分配器；  6.高炉；7.喷吹罐A；  8.喷吹罐B；  9.输送气调节阀； 10.补压调节阀； 11.流化调节阀；12.小放散切断阀； 13.大放散切断阀； 14.装料切断阀； 15.下料切断阀； 16.补压切断阀；17.充压切断阀； 18.流化切断阀； 19.喷煤切断阀。

图2为本发明的高炉喷煤并罐喷吹自动循环控制流程图。

图3为本发明喷吹罐的放散过程的控制流程图。

图4为本发明喷吹罐的装料和等待过程控制流程图。

图5为本发明喷吹罐的充压过程控制流程图。

图6为本发明喷吹罐的保持过程控制流程图。

图7为本发明喷吹罐的喷吹过程的控制流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。

高炉喷煤并罐喷吹系统进行喷吹自动循环控制时，每个喷吹罐（7,8）的自动循环运行包括六个周期；放散、装料、等待、充压、保持、喷吹，其中充压过程又包括慢充，快充两个阶段，该过程可以优化节约氮气能源，同时避免阀门频繁动作，降低阀门等设备损耗。煤粉仓内被流化的煤粉靠重力落入喷吹罐。

在喷吹前，首先需要进行初始化参数设置，包括设定罐满重量设定值、罐空重量设定值、放散压力设定值、喷吹压力设定值、慢充重量设定值、快充重量设定值；

参数设置完毕后，打开输送气调节阀，对高炉送风。当分配器入口压力比热风压力大20KPa后，分配器处于喷煤状态3分钟后，判断是否同时达到以下喷吹条件：

两罐中的一个喷吹罐进入保持阶段；

输送气流量超过700m3/h；

输送气压力超过900kpa；

喷吹起点压力超过800kpa；

分配器入口压力大于500kpa；

热风压力大于200kpa；

以上参数可根据工艺情况由工艺工程师自行调整，若达到以上述喷吹条件，则可开始喷煤；将喷吹罐所有阀门操作状态转到自动，并将两个喷吹罐投入循环状态，处于保持状态的喷吹罐首先开始喷吹，如果两个罐均处于保持状态则优先选择重量较轻者首先喷吹。

每一喷吹罐均按装料、等待、充压、保持、喷吹、放散、再装料的程序循环交错地运行。当其中一个罐在喷吹时，则另一个罐处于放散、装料、等待、充压、保持状态。当该一罐将要吹完之前，另一罐自动投入喷吹，以保证向高炉连续喷粉。

 进一步地，如图2所示，以喷吹罐A和B具体说明高炉喷煤并罐喷吹自动循环控制流程。当要开始循环喷吹时，首先判断喷吹罐是否达到上述喷吹条件，若达到则处于保持状态的喷吹罐A进入喷吹状态，与此同时，喷吹罐B则依次进入放散、装料、等待、充压、保持状态；

喷吹过程中，喷吹罐A的重量逐渐减少，当其重量达到罐空重量设定值，则喷吹结束，喷吹罐A进入放散状态，同时喷吹罐B立即转入喷吹状态，保证连续喷煤；

当喷吹罐A压力放散达到放散压力设定值时，则喷吹罐A进入装料状态，当其重量逐渐增加达到罐满重量设定值时，则喷吹罐A停止装料，进入等待状态，当喷吹罐B在喷吹过程中其重量达到慢充重量设定值时，喷吹罐A开始慢充；其重量达到快充重量设定值时，喷吹罐A开始快充，当喷吹罐A压力达到喷吹压力设定值时，喷吹罐A停止充压，进入保持状态，等待喷吹罐B结束喷吹，然后喷吹罐A则立即进入喷吹状态。如此反复，不断循环，以保证对高炉的连续喷煤。

以下分别对本发明控制方法中，喷吹罐进入放散、装料、等待、慢充、快充、保持、喷吹各过程时的具体流程进行详细介绍。

如图3所示为喷吹罐的放散过程的控制流程图。喷吹结束后，依次关闭喷煤切断阀、补压切断阀、充压切断阀、流化切断阀、下料切断阀、装料切断阀；之后打开小放散切断阀、待罐压小于50kPa后，打开大放散切断阀。

图4为本发明喷吹罐的装料和等待过程控制流程图。在放散过程中当罐压达到放散压力设定值时，进入装料状态，在装料过程中，确保流化切断阀、补压切断阀及充压切断阀关到位的前提下，首先打开装料切断阀，之后打开装料切断阀开始装料，当罐重达到罐满重量设定值时，首先关闭下料切断阀，延时10秒后关闭下料切断阀，进入等待状态。

图5为本发明喷吹罐的充压过程的控制流程图。充压分为两个过程包括慢充和快充。装料完成后有个等待过程，这一过程可避免浪费氮气，同时可避免过长的保持状态。当正在喷煤的罐重达到慢充重量设定值时，喷吹罐进入慢充压过程，关闭大小放散切断阀，打开流化气切断阀，这时喷吹罐通过流化气和反吹气进行充压，当正在喷吹的罐重达到快充重量设定值时，打开充压切断阀，进入快充过程。当压力达到喷吹压力设定值时（一般为500-1200kpa），关闭充压切断阀，打开补压切断阀进入保持状态。

图6为本发明喷吹罐的保持过程的控制流程图。在保持状态过程中当罐压高于喷吹压力设定值25kPa后，打开小放散切断阀放散压力，当罐压高于喷吹压力设定值10kPa以下后关闭小放散切断阀，保持罐压稳定，当罐压低于喷吹压力设定值时通过补压调节阀进行补压调节。

图7为本发明喷吹罐的喷吹过程的控制流程图。打开喷煤切断阀进入喷吹状态，当喷吹罐重量达到罐空重量设定值时，处于喷吹状态的喷吹罐关闭喷煤阀转入放散状态。此时完成一个循环。在喷吹状态过程中当罐压高于喷吹压力设定值25kPa后，打开小放散切断阀放散压力，当罐压高于喷吹压力设定值10kPa以下后关闭小放散切断阀，保持罐压稳定，当罐压低于喷吹压力设定值时通过补压调节阀进行补压调节。同时，当由于热风压力突然提高或者由于提高喷吹率而引起罐压设定值提高时，此时当补压调节阀无法快速补压时，需要打开充压切断阀进行快速充压，当喷吹压力设定值高于罐压100kPa时打开充压切断阀，当喷吹压力设定值高于罐压50kPa以下时关闭充压切断阀，此后通过补压调节阀进行补压。

Claims (6)

1.一种高炉喷煤并罐喷吹自动循环控制方法，其特征在于：首先进行参数设定，之后进行喷吹准备：之后判断是否达到设定的喷吹条件；若满足喷吹条件则开始喷煤；将喷吹罐所有阀门操作状态转到自动，并将两个喷吹罐投入循环状态，处于保持状态的喷吹罐首先开始喷吹，如果两个罐均处于保持状态则优先选择重量较轻者首先喷吹；每一喷吹罐均按装料、等待、充压、保持、喷吹、放散、再装料的程序循环交错地运行；当其中一个罐在喷吹时，则另一个罐处于放散、装料、等待、充压、保持状态；当该一罐将要吹完之前，另一罐自动投入喷吹，以保证向高炉连续喷粉； 

所述的喷吹准备包括：打开输送气调节阀，对高炉送风，当分配器入口压力比热风压力大20kPa后，分配器保持喷煤状态3分钟； 

所设定的参数包括：罐满重量设定值、罐空重量设定值、放散压力设定值、喷吹压力设定值、慢充重量设定值、快充重量设定值； 

所述的喷吹条件为：两罐中的一个喷吹罐进入保持阶段；输送气流量超过700m3/h；输送气压力超过900kPa；喷吹起点压力超过800kPa；分配器入口压力大于500kPa；热风压力大于200kPa； 

喷吹具体过程为： 

若判断喷吹罐满足上述喷吹条件，则处于保持状态的喷吹罐A进入喷吹状态，与此同时，喷吹罐B则依次进入放散、装料、等待、充压、保持状态； 

喷吹过程中，喷吹罐A的重量逐渐减少，当其重量达到罐空重量设定值，则喷吹结束，喷吹罐A进入放散状态，同时喷吹罐B立即转入喷吹状态，保证连续喷煤； 

当喷吹罐A压力放散达到放散压力设定值时，则喷吹罐A进入装料状态，当其重量逐渐增加达到罐满重量设定值时，则喷吹罐A停止装料，进入等待状态，当喷吹罐B在喷吹过程中其重量达到慢充重量设定值时，喷吹罐A开始慢充；其重量达到快充重量设定值时，喷吹罐A开始快充，当喷吹罐A压力达到喷吹压力设定值时，喷吹罐A停止充压，进入保持状态，等待喷吹罐B结束喷吹，然后喷吹罐A则立即进入喷吹状态；如此反复，不断循环，以保证对高炉的连续喷煤。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于喷吹结束后，依次关闭喷煤切断阀、补压切断阀、充压切断阀、流化切断阀、下料切断阀、装料切断阀；之后打开小放散切断阀、待罐压小于50kPa后，打开大放散切断阀，进入放散状态。 

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于在放散过程中当罐压达到放散压力设定值时，进入装料状态，在装料过程中，确保流化切断阀、补压切断阀及充压切断阀关到位的前提下，首先打开装料切断阀，之后打开下料切断阀开始装料，当罐重达到罐满重量设定值时，首先关闭装料切断阀，延时10秒后关闭下料切断阀，进入等待状态。 

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于充压分为两个过程包括慢充和快充；当正在喷煤的罐重达到慢充重量设定值时，喷吹罐进入慢充压过程，关闭大小放散切断阀，打开流化气切断阀，这时喷吹罐通过流化气和反吹气进行充压，当正在喷吹的罐重达到快充重量设定值时，打开充压切断阀，进入快充过程；当压力达到喷吹压力设定值时，关闭充压切 断阀，打开补压切断阀进入保持状态。 

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于在保持状态过程中当罐压高于喷吹压力设定值25kPa后，打开小放散切断阀放散压力，当罐压高于喷吹压力设定值10kPa以下后关闭小放散切断阀，保持罐压稳定，当罐压低于喷吹压力设定值时通过补压调节阀进行补压调节。 

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于打开喷煤切断阀进入喷吹状态，当喷吹罐重量达到罐空重量设定值时，处于喷吹状态的喷吹罐关闭喷煤阀转入放散状态；此时完成一个循环；在喷吹状态过程中当罐压高于喷吹压力设定值25kPa后，打开小放散切断阀放散压力，当罐压高于喷吹压力设定值10kPa以下后关闭小放散切断阀，保持罐压稳定，当罐压低于喷吹压力设定值时通过补压调节阀进行补压调节；同时，当由于热风压力突然提高或者由于提高喷吹率而引起罐压设定值提高时，此时当补压调节阀无法快速补压时，需要打开充压切断阀进行快速充压，当喷吹压力设定值高于罐压100kPa时打开充压切断阀，当喷吹压力设定值高于罐压50kPa以下时关闭充压切断阀，此后通过补压调节阀进行补压。