燒結(jié)余熱鍋爐上的PLC自適應(yīng)控制方法

高捷（三鋼閩光股份有限公司燒結(jié)廠維修車(chē)間，福建 三明 365000）

燒結(jié)余熱鍋爐上的PLC自適應(yīng)控制方法

高捷（三鋼閩光股份有限公司燒結(jié)廠維修車(chē)間，福建 三明 365000）

本文先介紹了燒結(jié)工序和余熱回收，然后再介紹了燒結(jié)余熱鍋爐工藝流程，為了讓大家更好的、更清晰的理解它們的流程和作用，然后從聯(lián)鎖控制方法、PLC控制系統(tǒng)和冗余技術(shù)和液位控制幾方面對(duì)PLC的自適應(yīng)控制方法進(jìn)行分析和介紹，分析如何才能減少燒結(jié)余熱鍋爐運(yùn)行中的障礙以及保證燒結(jié)余熱鍋爐的工作不被停止。

燒結(jié)工序、余熱回收、燒結(jié)余熱鍋爐、PLC控制

（1）余熱回收技術(shù)

冷卻機(jī)的排氣顯熱回收是到目前為止余熱回收技術(shù)應(yīng)用的主要方面，當(dāng)燒結(jié)機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)作時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)會(huì)對(duì)熱燒結(jié)礦吹風(fēng)，這個(gè)環(huán)節(jié)主要是對(duì)熱燒結(jié)礦的余熱進(jìn)行利用，此過(guò)程在經(jīng)過(guò)滑車(chē)在軌道上移動(dòng)的時(shí)候進(jìn)行，鼓風(fēng)機(jī)吹出的冷卻風(fēng)在強(qiáng)制穿過(guò)料礦層時(shí)被熱燒結(jié)礦加熱，因此提高了溫度，一般情況下可以達(dá)到300-400度的溫度，甚至可達(dá)450度左右。

（2）燒結(jié)工序

在鋼鐵企業(yè)中，能耗占第一位的是煉鐵，而占第二位的便是燒結(jié)工序，它是高爐礦料準(zhǔn)備入爐時(shí)的工序，在燒結(jié)總能耗中，余熱量比較高，回收和利用顯得尤為重要，據(jù)估計(jì)對(duì)于冷卻機(jī)廢氣來(lái)說(shuō)，相對(duì)于總能耗而言顯熱約占的20%～28%，而其排放的余熱約49%。

（3）工藝流程

燒結(jié)冷卻機(jī)余熱的回收方式即為通過(guò)煙氣對(duì)余熱鍋爐的加熱來(lái)達(dá)到對(duì)低品味余熱能源的回收，而煙氣有兩個(gè)來(lái)源，一是燒結(jié)冷卻機(jī)密閉段，二是燒結(jié)機(jī)尾落礦風(fēng)箱，通過(guò)對(duì)余熱鍋爐過(guò)熱蒸氣的利用，推動(dòng)低參數(shù)的汽輪發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電，此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)與低溫余熱發(fā)電技術(shù)相結(jié)合，相比較火力發(fā)電來(lái)說(shuō)，這種發(fā)電方式是比較環(huán)保的，因?yàn)樗?jié)約了一次性能源的使用，也就沒(méi)有廢氣、廢渣、粉塵產(chǎn)生，更不會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于二氧化硫的有害氣體。

1 聯(lián)鎖控制方法

按照控制系統(tǒng)的要求，為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)的控制、顯示、傳輸及報(bào)警，應(yīng)當(dāng)采用專(zhuān)用儀表來(lái)控制和檢測(cè)系統(tǒng)的各種參數(shù)，包括：震動(dòng)、溫度、流量、壓力、水位等。

給預(yù)熱器加溫主要是利用燒結(jié)環(huán)冷風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的余熱，首先要起動(dòng)給水泵，向預(yù)熱器加水，余熱溫度要控制得當(dāng)，PLC的主要作用是調(diào)整環(huán)冷風(fēng)機(jī)運(yùn)行速度和鼓風(fēng)風(fēng)門(mén)的開(kāi)度。PLC會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟汽包給水總管調(diào)節(jié)閥，汽包對(duì)蒸汽發(fā)生器充水，低于300℃或高于360℃的廢氣體會(huì)對(duì)預(yù)熱器中的水進(jìn)行預(yù)熱。蒸汽的形成是由環(huán)冷風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的廢氣作用于蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的，整個(gè)過(guò)程中應(yīng)保持供水速度，不應(yīng)過(guò)急，供水時(shí)間不應(yīng)過(guò)短，蒸汽溫度達(dá)到195℃時(shí)就會(huì)消耗汽包內(nèi)的軟化水，此時(shí)汽包內(nèi)的水就會(huì)相應(yīng)減少，達(dá)到一定數(shù)值時(shí)鍋爐給水泵會(huì)繼續(xù)供水。對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備的上限與下限的設(shè)定，要依據(jù)設(shè)備許可和工藝要求來(lái)定。

2 PLC控制系統(tǒng)

為了監(jiān)測(cè)余熱利用范圍內(nèi)的設(shè)備，所以引入了PLC控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的就是對(duì)設(shè)備的控制及保護(hù)，所以說(shuō)從整個(gè)余熱鍋爐內(nèi)各控制回路的設(shè)備而言，PLC檢測(cè)并控制了各類(lèi)熱工參數(shù)以及閥門(mén)等。PLC為了使各種不同的通訊要求都能夠得到滿足，配置好本系統(tǒng)信息層、控制層，實(shí)現(xiàn)全廠數(shù)據(jù)信息通訊，因此建立了工廠信息層網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠獨(dú)立完成就地監(jiān)控功能，也可以實(shí)現(xiàn)PLC遠(yuǎn)控。

3 冗余技術(shù)和液位控制

從設(shè)備的安全性角度考慮，為了保證加水的連續(xù)性，就要有兩臺(tái)鍋爐給水泵、兩臺(tái)除氧給水泵互為備用，保證當(dāng)一臺(tái)給水泵出現(xiàn)緊急故障而停機(jī)時(shí)，另一臺(tái)自動(dòng)起動(dòng)。將冗余技術(shù)運(yùn)用到信號(hào)處理和管理上，將實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行與虛擬運(yùn)行兩手抓，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)開(kāi)度和燒結(jié)系統(tǒng)的環(huán)冷風(fēng)機(jī)速度采用兩套硬件模板。拿鍋爐給水泵來(lái)說(shuō)，當(dāng)一臺(tái)給水泵出現(xiàn)故障、不能正常運(yùn)作時(shí)，及時(shí)關(guān)閉它，然后自動(dòng)起動(dòng)另外一臺(tái)水泵，這就要依靠PLC自動(dòng)檢測(cè)水泵來(lái)完成這一工作要求。虛擬運(yùn)行一路對(duì)實(shí)際運(yùn)行一路的安全進(jìn)行有效補(bǔ)充，這個(gè)過(guò)程需要一定的比較判斷處理時(shí)間，但對(duì)數(shù)據(jù)采集和程序運(yùn)行不會(huì)造成影響。

三沖量調(diào)節(jié)方式可控制鍋筒水位回路，所謂的三沖量即是指：鍋爐給水量、鍋爐水位、控制模塊采用鍋爐主蒸汽流量，這三個(gè)沖量對(duì)于鍋筒水位的控制，是首先采用一個(gè)差壓變送器，它可以將鍋筒的水位轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后再將這個(gè)電信號(hào)傳送至PLC控制模塊，至變頻器的電信號(hào)應(yīng)當(dāng)是經(jīng)過(guò)運(yùn)算的，鍋筒水位因此而應(yīng)當(dāng)被控制在給定范圍內(nèi)，采用這種方式，能夠降低虛假水位的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

燒結(jié)余熱鍋爐的可控對(duì)象是關(guān)鍵數(shù)據(jù)，應(yīng)用了聯(lián)鎖控制，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)選擇導(dǎo)通路徑，此項(xiàng)工藝不僅有利于環(huán)保，減少了溫室氣體的排放，而且依據(jù)參數(shù)進(jìn)行比較，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，減少了設(shè)備過(guò)載而造成的損壞的發(fā)生機(jī)率，有效降低了能源的流失，燒結(jié)過(guò)程中高溫?zé)煔獾耐馀帕恳泊蟠鬁p少，除此之外，將冗余技術(shù)使用到控制程序中，及時(shí)診斷故障并且快速切換，縮短了故障停機(jī)時(shí)間，在一定程度上縮短了故障處理應(yīng)急時(shí)間，保證了程序的正常運(yùn)行和燒結(jié)余熱鍋爐的正常工作。

［1］王志凱，郭宗仁，李琰.用PLC實(shí)現(xiàn)模糊控制的兩種程序設(shè)計(jì)方法［J］.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2002，2：61-62.

［2］張子才，龔爭(zhēng)理，黃良沛，王少力.鍋爐汽包水位串級(jí)三沖量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］，國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2011，4：43-44.

［3］付光杰.鍋爐水位的參數(shù)自調(diào)整Fuzzy-PI控制［J］.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2002，21（5）：16-18.

［4］王曉瑜，張冬潔.余熱鍋爐結(jié)構(gòu)形式及運(yùn)行特性研究綜述［J］.中國(guó)有色冶金，2012（1）：40-42