芬兰罗德洛基拉赫钢铁厂自动化石英晶振

芬兰罗德洛基拉赫钢铁厂自动化

芬兰罗德洛基拉赫钢铁厂自动化 2011年12月10日 来源： 前言　　罗德洛基(Rautaruukki)是芬兰最大跨国钢铁集团公司，创建于1960年，现国家控股69％，拥有拉赫(Raahe)钢厂、薄板分厂、梅坊(Metform)制管分厂、钢结构分厂和工程设计部等部门，罗德洛基也是西欧大制造商和钢铁出口商之一，销售总额达20亿美元，雇员9100人。拉赫钢厂年产粗钢250万t。有烧结、焦化、高炉、炼钢、中厚板、薄板等厂和预制品生产线，生产微合金钢和特钢比例达钢总产量的40％，产品2000余种，雇员3700人。近10年来，公司对工艺装备现代化和自动化进行了大量投资，使拉赫钢厂成为世界先进水平的集约化钢铁厂，能耗低(生产能源效益为每吨钢19.5GJ)、高效(从订货到交货时间为2周)、高生产率(每人每年产钢680t)以及高产品质量和环境污染少，其自动化系统已出口并为多个国家所采用，如高炉监控及专家系统已为芬兰、美国、俄罗斯、匈牙利、西班牙、墨西哥、印度和我国武钢4＃高炉所采用。采用该系统后，高炉无需做任何改动，就可保证获得较高的经济效益。1　炼焦自动化　　拉赫钢厂有两座高7m、长16m、容积41.6m3的35孔焦炉，3座熄焦能力为50t/h和25t/h蒸汽的干熄焦装置以及相应的副产品工厂。整个焦化厂现在年产焦炭89万t，焦油3.8万t，苯1.1万t和硫1500t。炼焦自动化系统结构见图1，共分两级，即基础自动化级和过程管理级。

1.1炼焦基础自动化　　由数字过程自动化系统(DPAS，在我国通常称为仪表，是一种分布式系统,执行数据采集、测量、控制、报警等功能)和PLC(执行设备顺序控制，包括推焦机、熄焦机等定位，顺序控制和数据通信等)组成，数字过程自动化系统包括炼焦炉组、干熄焦CDQ设备和副产品厂的DPAS。此外，装煤称量设备的微型机，焦炉温度测量数据记录器，焦炭取样系统微型机及炼铁计算机网也是通过调制解调器和过程管理级的网络相连的。1.2炼焦过程管理系统(CPMS)　　其主要硬件有PC486，终端设备，打印机，以太网和数据采集装置等。软件有Unix操作系统，Progress数据库和工具，通信软件和CPMS应用软件等。　　系统主要功能如下。　　(1)数据采集包括焦饼温度，烟道温度，烟道烟气含氧量，烟气温度，加热气体温度、流量及发热量，助燃空气温度，煤温度，焦炉机械位置，推焦力和时间标号等。　　(2)焦炉机械动态时间调度模型它跟踪焦炉机械操作，并在每次推焦之后根据炼焦时间、炼焦顺序及其变化时间、两孔之间出焦时间、炉子维修时间和操作中断时间等计算出下一次推焦时间和下一个孔顺序号并发送给焦炉机械操作人员，使用本模型能使操作员及时准备出焦和调节维修时间，以把停止运转的干扰降到最低，本模型也是加热控制模型的基础。　　(3)炼焦炉组加热控制模型模型目标是在任何操作情况下都能使整个炉组焦侧温度一致和达到目标温度。建立模型的基础是：通晓煤变焦的转化，有足够的测控仪表、良好的监控系统和加热模型。煤向焦转化是焦煤在惰性气氛中加热时软化并变得具有可塑性，最后变成焦炭，这是一个温控使煤变焦过程，在碳化过程中，热通过炉墙传到焦炭和煤上，由于低温下煤导热率低，炉墙的煤温度在800℃以上，煤料中心温度则保持在200℃以下，可塑的料层从炭化室两侧向中心移动，当可塑的料层相遇时，炉墙和中心温度增加到最终温度。测控仪表控制炉组加热和煤向焦炭的转化，炉组加热是通过控制加热煤气流量和热值来控制，烟道温度由手提式高温计和便携式计算机来测量和记录，并传送到CPMS系统以进行数据处理和图形显示，通过测量机侧和焦侧废气温度、含氧量和CO含量来控制下加热情况，并由加热模型计算热损失。煤向焦炭转化的控制包括干馏气体温度测量(煤向焦炭转化中，干馏气体温度逐渐增高，到结束前降下来，其最高温度可作为炼焦终结的特征，是可塑料层在煤料中心相遇时产生的，此时产生大量干馏气体，氢含量增加，CH4含量减少到最终值)、焦饼温度测量(推焦时，在导焦槽上3个水平方向安装红外高温计以测量焦饼温度，并加以处理得出最高温度，传送到CPMS中)以及推焦杆的推力测量(它是工艺过程变化的良好指示器，它受到配料特性、加热均匀性、炭化程度和耐火砖状况影响)。加热控制模型包括前馈和反馈控制，调节热量供应以达到预定的出焦侧温度。加热控制模型是由动态调度模型、预测能量模型(采用前馈控制，根据炭化周期需要的能量计算出加热周期平均能量，并送基础自动化系统作为设定)和炼焦指数控制模型(在炭化周期中，干馏气体温度达最大值后计算炼焦指数CI，它等于动态调度模型中的t炼焦/t最大，式中的t最大为动态调度模型中的最大时间)组成。　　(4)图形显示典型的显示有：动态调度及其条形图，烟道温度，加热壁温度及其变化过程，焦炭温度，原燃气温度，炼焦指数的趋向，出焦侧平均温度，能量流量，推焦力及其变化过程，更新分析数据，参变数的趋势等。　　(5)打印报表典型的报表有：烟道温度的最新数据，加热壁温度的最新数据

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