CN107794321A - 一种利用plc程序计算高炉炉缸侵蚀的方法 - Google Patents

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王道兰
霍广平
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HBIS Co Ltd Handan Branch
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Handan Iron and Steel Group Co Ltd
HBIS Co Ltd Handan Branch
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Abstract

本发明涉及一种利用PLC程序计算碳砖侵蚀的方法，属于高炉自动控制技术领域。技术方案是：通过在PLC控制程序中新增碳砖侵蚀模型计算模块实现各参数的计算；在画面中可快速、实时的查看各侵蚀参数，以及这些参数的趋势、动态模型，更直观、明了，方便工艺技术人员查看碳砖侵蚀情况，有效减少生产事故，减轻职工的劳动强度，为高炉稳定生产，延长高炉炉龄，打下良好的基础。

Description

一种利用PLC程序计算高炉炉缸侵蚀的方法
技术领域
本发明涉及一种利用PLC程序计算高炉炉缸侵蚀的方法，属于高炉自动控制技术领域。
背景技术
高炉经过一段时间的运行，冷却壁有损坏、炉缸已经有所侵蚀，但由于后期生产没有足够的电偶和计算模型，日常都是人工计算侵蚀情况，没有自动检测和计算模型，计算结果偏差较大而且繁琐，很难为生产提供保障，为后期安全生产带来了不便。
高炉炉缸和炉底碳砖侵蚀情况是一座高炉寿命的直接体现者，特别炉役后期情况下，炉缸、炉底碳砖侵蚀严重，为保证安全生产要对碳砖剩余厚度进行严密监测。目前很多高炉都有侵蚀模型，引进系统软件昂贵，虽然计算有些采取理论上精确的二维传热计算，甚至有到三维的，但由于高炉实际情况较复杂，传热过程更是变化较多，多维计算也是以一维计算为基础，计算增加了较多人为设定的条件，且增加了大量的计算过程，对计算结果影响较大。
发明内容
基于上述情况，本系统以一维计算为主，通过直接的横向导热计算，将计算结果与炉型直接匹配，能够较好的体现炉缸和炉底的侵蚀情况。
本发明目的是提供一种利用PLC程序计算高炉炉缸侵蚀的方法，快速、实时的对高炉炉缸侵蚀参数进行计算，把人从繁琐的人工计算碳砖侵蚀情况中解脱出来，减轻职工的劳动强度。 指标量化更加直观。强化了生产中对炉缸和炉底碳砖侵蚀情况监管能力，实现精细化操作，减少生产事故的发生，解决背景技术存在的上述问题。
本发明技术方案是：
本项目通过对炉缸热点偶的数据连续采集，根据数据分析和计算，将炉缸砖衬的厚度、热流强度、热面温度和残炭层厚度计算出来，并根据现实情况进行了数据修正，使得数据可靠性得到了保证，并根据数据的连续性采集计算得出了炉缸侵蚀的连续性数据，对数据进行了趋势性管理，动态模型的建立，使得整个模型的使用性更强，更直观明了。
一种利用PLC程序计算高炉炉缸侵蚀的方法，包含如下步骤：
（1）测量炉身温度的热电偶安装在高炉炉身不同部位，PLC控制器安装在电气室内，操作站安装在主控室内，测量炉身温度设备、PLC控制器、操作站相互相连；
（2）在PLC控制器中设置侵蚀模型计算程序，通过新增碳砖侵蚀模型计算模块实现侵蚀模型参数的计算；单次循环计算程序周期与PLC控制器运行周期相同，在100ms以内；
（3）数据采集：炉身温度检测设备将数据信号送入在PLC控制器的侵蚀模型计算模块，进行数据计算；
（4）根据 PLC控制器数据计算，并根据高炉实际进行数据修正，使得数据可靠性得到了保证，并根据数据的连续性采集，计算得出了炉缸侵蚀的连续性数据。
本发明的有益效果是：
1. 该侵蚀模型的侵蚀情况从横向和纵向，不同层次、不同角度直接体现出来，画面简洁明了，非常直观、实用。
2. 计算简单快捷，可以延伸至任何一座高炉使用。
3. 较完整全面的计算和体现出炉缸和炉底的碳砖侵蚀情况和状态。
4. 只要一次性的输入程序所需的基础数据，程序运算可以将整个高炉的所有侵蚀情况计算出来，也可通过侵蚀图查看各部位的实际模拟情况。
本发明通过在PLC控制器中设置此侵蚀模型计算程序，快速、实时的对碳砖侵蚀情况进行统计，对高炉的发展是个质的飞越，有效减少生产事故的发生，减轻职工的劳动强度。
附图说明
（按7.995M高度的0到90度之间其中三个参数为例）
附图1:炉身温度，其中一部分热电偶测量炉身温度时，在某一高度、不同角度分布的横切面分布图；
图1中，7.995M表示炉身高度，0,90,180,270表示四个方位的不同角度，TExxxx表示测温点的位号，位号旁边的数字显示，表示该温度的温度值。
附图2:侵蚀模型图，可以反映炉缸不同高度，不同角度的温度显示以及对应的侵蚀模型参数显示值；
图2中，GTExxxx表示位号，7.995M表示高度；
图2（a）表示0到90度之间其中三个（共四个）不同角度的碳砖侵蚀模型参数值。图2（b）表示在7.995M高度的0到90度之间，不同角度测温值，位号右侧的数值表示该位号对应的温度值。趋势8，趋势9是两个按钮，点开可以查看不同温度的趋势显示。
附图3:侵蚀模型参数趋势图，部分侵蚀模型参数中碳砖剩余厚度的趋势图；
图3中，下半部，ANG\TZSYHD1-ANGTZSYHD8分别表示八个不同角度的碳砖剩余厚度的位号，位号左侧的颜色代表八个不同碳砖剩余厚度的趋势笔的颜色。
上半部趋势图中的八种颜色分别代表八个不同碳砖剩余厚度的趋势,趋势图中，X轴表示时间，Y轴表示碳砖剩余厚度的量程范围，最小值是0，最大值是2。
附图4:碳砖侵蚀图，反映在不同高度，不同角度碳砖剩余厚度的动态画面图；
图4中，7.995M、8.572M表示两个炉身高度，0、 180表示两个方位的角度，GTExxxx表示测温点的位号，位号下面的数字1.094等表示碳砖剩余厚度的数值。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
一种利用PLC程序计算炉缸侵蚀的方法，包含如下步骤：
（1）测量炉身温度的热电偶安装在高炉炉身不同部位，PLC控制器安装在电气室内，操作站安装在主控室内，炉身温度设备、PLC控制器、操作站相互相连；
（2）在PLC控制器中设置侵蚀模型计算程序，通过新增碳砖侵蚀计算模块实现侵蚀模型参数的计算；以GTE1047、GTE1048为例计算该处的碳砖剩余厚度，碳砖剩余厚度=（1150-GTE1047）/(GTE1047-GTE1048) +0.15，其它各个参数都按同样的公式进行计算。
（3）数据采集：炉身温度检测设备将采集到的连续数据信号送入PLC控制器的侵蚀模型计算模块，进行数据计算；
（4）根据 PLC控制器数据计算，并根据高炉实际情况对热流强度、碳砖热面温度、凝滞层厚度、碳砖剩余厚度等参数进行修正；根据计算结果，碳砖剩余厚度大于1.094，把1.094送给碳砖剩余厚度，若小于1.094，按实际计算结果送给碳砖剩余厚度，并且把碳砖剩余厚度计算结果进行比较，始终把最低值传送至上位机。
所述操作站内的操作画面上可以查看各侵蚀参数，同时将这些参数做成趋势图、动态模型图，以便于工艺技术人员查看碳砖侵蚀情况，一旦参数趋势不正常，马上就可以发现是炉身什么高度、什么角度的碳砖出现问题，
本实例在某高炉生产运行，实现了碳砖侵蚀数字统计向趋线监控的转变，使指标量化更加直观。强化了高炉生产过程监管能力，可提醒工程技术人员快速查找引起碳砖侵蚀异常波动的原因，并采取有效措施消除波动，提高高炉生产的稳定性。延长高炉使用寿命。把人从繁琐的人工计算碳砖侵蚀情况中解脱出来，减轻职工的劳动强度。

Claims (2)

1.一种利用PLC程序计算高炉炉缸侵蚀的方法，其特征在于包含如下步骤：
（1）测量炉身温度的热电偶安装在高炉炉身不同部位，PLC控制器安装在电气室内，操作站安装在主控室内，炉身温度设备、PLC控制器、操作站相互相连；
（2）在PLC控制器中设置侵蚀模型计算程序，通过新增碳砖侵蚀计算模块实现侵蚀模型参数的自动计算，不用人为干预；
（3）数据采集：炉身温度检测设备将数据信号送入在PLC控制器的侵蚀模型计算模块，进行数据计算；
（4）根据 PLC控制器数据计算，并根据高炉实际情况进行参数修正。
2.根据权利要求1所述的一种利用PLC程序计算高炉炉缸侵蚀的方法，其特征在于：所述操作站内的操作画面上可以查看各侵蚀参数，同时将这些参数做成趋势图、动态模型图，便于工艺技术人员查看碳砖侵蚀情况；碳砖侵蚀的动态画面，可以更直观地看到炉缸炉壁的碳砖剩余厚度的情况。
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