一种炼铁高炉智能喷煤控制系统
文献发布时间：2023-06-19 16:04:54
技术领域
本发明涉及炼铁高炉喷煤技术领域，尤其涉及一种炼铁高炉智能喷煤控制系统。
背景技术
当前国内冶金行业中高炉炼铁所使用的喷煤系统，全自动仍然不完善，部分使用局部自动控制，都要求人工进行操作，这就要求操作人员对系统工艺、性能、功能等有相当深度掌握，由于高度精神力集中，容易使操作人员疲劳。配合高炉侧使用的先进专家控制系统，喷煤控制系统的要求也需要更智能，才能满足炼铁系统整体智能自动控制。
目前的技术对喷煤系统的控制一般人工来完成前期后期的启动和停止，人工选择喷枪的使用数量，人工操作来打开或关闭喷枪的输煤切断阀和吹扫切断阀，缺乏一个系统性的控制。
公开号为CN103555872A的中国专利公开了“高炉喷吹系统全自动控制方法及系统”，所述方法准备后的操作及停止喷吹时仍然需要复杂的人工操作，没有完全实现全自动控制。
公开号为CN103320557A的中国专利公开了“高炉喷煤并罐喷吹自动循环控制”，所述方法准备后的操作及停止喷吹时仍然需要复杂的人工操作，也无法完全实现全自动控制。
然而，上述专利方法及其他相关类似方法仅针对对两罐以上包括两罐中单喷煤罐泄压、步骤、装粉、充压、等待、喷吹循环的自动，以及两罐共喷和倒罐实现的自动。无法实现包含一键启动喷煤和一键停止喷煤、智能选枪、智能氮气回收等功能。
发明内容
本发明提出的一种炼铁高炉智能喷煤控制系统，可以实现包含一键启动喷煤、一键停止喷煤、智能选枪和智能氮气回收，解决了上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种炼铁高炉智能喷煤控制系统，包括至少两个相同的喷煤组，其特征在于：每个喷煤组均包括一个喷煤罐，所述每个喷煤罐的出煤管路均与二次补气装置相连通，所述二次补气装置与所述分配器相连通，所述分配器与若干个喷枪进煤管路相连通。
优选的，所述二次补气装置包括二次补气管路，二次补气管路上连通有二次补气切断阀、二次补气调节阀和二次补气器，所述喷煤组A、喷煤组B和喷煤组C的喷煤管路均与所述二次补气器相连通。
优选的，所述喷煤罐进煤管路上串联连通有上钟切断阀和下钟切断阀，泄压管路上并联连通有大泄压切断阀和小泄压切断阀，加压管路上串联连通有稳压切断阀和稳压调节阀，锥部流化管路上串联连通有锥部流化调节阀和锥部切断阀，底部流化管路上串联连通有底部流化调节阀和底部切断阀，出煤管路上串联连通有出煤切断阀、煤粉调节阀、一次补气器和混合切断阀，所述一次补气器上连通有一次补气调节阀和一次补气切断阀。
优选的，所述分配器连通有吹扫管路，吹扫管路上连通有吹扫切断阀。
优选的，与喷枪连通的进煤管路上均连通有输煤切断阀，与喷枪连通的进煤管路上还连通有反吹管路，反吹管路每条支路上连通有反吹切断阀，反吹管路前端连通有总反吹切断阀。
优选的，包括以下步骤：
步骤一，一键启动进行参数设置，具体为在控制界面设置一个一键启动按钮，点击一键启动按钮，并且被2次确认要进入一键启动后才进入一键启动步骤，来自高炉侧设定每小时喷煤量R
计算选择喷枪数量N
智能判读先使用哪一个喷煤罐起喷，选择喷煤罐中X_State值最接近K5即满足State小于等于K5的喷煤罐作为起喷罐，如果有任意两个以上的X_State值最接近K5，则以喷煤罐A为起喷罐；
当所有的出煤切断阀16都处于关闭状态，起喷罐重量大于等于起喷重量W
步骤二，当喷煤罐A投入全自动和自动状态时，喷煤罐A重量小于倒罐重量、喷煤罐A的压力大于装粉压力，进入泄压步骤，令State等于K1，K1、K2、K3、K4、K5、K6为常数，满足关系K1小于K2、K2小于K3、K3小于K4、K4小于K5、K5小于K6；
步骤三，当喷煤罐A投入全自动和自动状态时，喷煤罐A重量小于倒罐重量、喷煤罐A的压力小于等于装粉压力且喷煤罐A已完成泄压步骤时，进入装粉步骤，令State等于K2；
步骤四，当喷煤罐A投入全自动和自动状态时，喷煤罐A重量大于等于装粉最大值、喷煤罐A已完成装粉步骤时，判断进入充压步骤，令State等于K3；
氮气回收投用，等待，喷煤罐B或喷煤罐C进入步骤7后，进行氮气回收，当A罐压力大于等于P
氮气回收未投用，可直接进行充压动作；
步骤五，等待，当喷煤罐A投入全自动和自动状态时，喷煤罐重量大于等于装粉最大值，喷煤罐A的压力大于等于P
步骤六，喷吹，当喷煤罐A投入全自动和自动状态时，分以下两种情况：
一是当喷煤罐B和喷煤罐C的任何一个罐都不在喷吹步骤、已完成步骤五时，进入喷吹步骤，令State等于K1；
二是当喷煤罐B和喷煤罐C的任何一个罐正在喷吹步骤、并且当喷煤罐B和喷煤罐C的任何一个罐的重量小于倒罐重量，喷煤罐A已完成步骤五，且喷煤罐A和喷煤罐B的压力差的绝对值小于P共差，喷煤罐A进入喷吹步骤，令State等于K5；
步骤七，完成，当A罐投入全自动和自动状态时：
喷煤罐A已完成步骤六、喷煤罐A的重量小于倒罐重量，喷煤罐A进入完成步骤，令State等于K6；
喷煤罐A在完成步骤7时，且氮气回收投用，则等喷煤罐B或喷煤罐C进入充压步骤四。当喷煤罐A压力小于等于P
喷煤罐A在完成步骤七时，且氮气回收未投用，可进入下一步骤；
步骤八，一键停止，在控制界面设置一个一键停止按钮，点击一键停止按钮，并且被两次确认要进入一键停止，才进入一键停止步骤；
所有喷煤罐进入连锁手动和手动状态；
所有调节阀PID进入手动状态；
关闭出煤切断阀，打开混合切断阀、一次补气切断阀、二次补气切断阀，同时把一次补气调节阀和二次补气调节阀开到最大，吹扫管路中剩余煤粉；
当吹扫管路时间大于T4时或分配器压力与高炉内的热风压力差小于P10时，关闭混合切断阀、一次补气切断阀、二次补气切断阀，同时把输煤切断阀关闭，并把反吹切断阀打开。
本发明的有益效果是：
本发明包括喷煤组A、喷煤组B和喷煤组C三个喷煤组，每个喷煤组均包括一个喷煤罐，所述每个喷煤罐的出煤管路均与二次补气装置相连通，所述二次补气装置与所述分配器相连通，分配器与若干个喷枪进煤管路相连通。二次补气装置包括二次补气管路，二次补气管路上连通有二次补气切断阀、二次补气调节阀和二次补气器，喷煤组A、喷煤组B和喷煤组C的喷煤管路均与二次补气器相连通。喷煤罐进煤管路上串联连通有上钟切断阀和下钟切断阀，泄压管路上并联连通有大泄压切断阀和小泄压切断阀，加压管路上串联连通有稳压切断阀和稳压调节阀，锥部流化管路上串联连通有锥部流化调节阀和锥部切断阀，底部流化管路上串联连通有底部流化调节阀和底部切断阀，出煤管路上串联连通有出煤切断阀、煤粉调节阀、一次补气器和混合切断阀，所述一次补气器上连通有一次补气调节阀和一次补气切断阀，本发明包括以下几个步骤，步骤1：一键启动；步骤2：泄压；步骤3：装粉；步骤4：充压；步骤5：等待；步骤6：喷吹；步骤7：完成；步骤8：一键停止，实现包含一键启动喷煤、一键停止喷煤、智能选枪和智能氮气回收，适合广泛推广。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明分配器管路连接示意图。
图3为本发明流程步骤示意图。
图中：1-大泄压切断阀、2-小泄压切断阀、3-上钟切断阀、4-下钟切断阀、5-稳压切断阀、6-稳压调节阀、7-锥部流化调节阀、8-锥部切断阀、9-底部流化调节阀、10-底部切断阀、11-一次补气调节阀、12-二次补气切断阀、13-二次补气调节阀、14-二次补气器、15-一次补气切断阀、16-出煤切断阀、17-煤粉调节阀、18-混合切断阀、19-一次补气器、20-分配器、21-吹扫切断阀、22-输煤切断阀、23-反吹切断阀、24-总反吹切断阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，一种炼铁高炉智能喷煤控制系统，共有喷煤组A、喷煤组B和喷煤组C三个喷煤组，分别对应有喷煤罐A、喷煤罐B和喷煤罐C，每个喷煤组均包括一个喷煤罐，二次补气装置包括二次补气管路，二次补气管路上连通有二次补气切断阀12、二次补气调节阀13和二次补气器14，喷煤组A、喷煤组B和喷煤组C的喷煤管路均与二次补气器14相连通。二次补气装置与分配器20相连通，分配器20与若干个喷枪进煤管路相连通。喷煤罐进煤管路上串联连通有上钟切断阀3和下钟切断阀4，泄压管路上并联连通有大泄压切断阀1和小泄压切断阀2，加压管路上串联连通有稳压切断阀5和稳压调节阀6，锥部流化管路上串联连通有锥部流化调节阀7和锥部切断阀8，底部流化管路上串联连通有底部流化调节阀9和底部切断阀10，出煤管路上串联连通有出煤切断阀16、煤粉调节阀17、一次补气器19和混合切断阀18，一次补气器19上连通有一次补气调节阀11和一次补气切断阀15。分配器20连通有吹扫管路，吹扫管路上连通有吹扫切断阀21。与喷枪连通的进煤管路上均连通有输煤切断阀22，与喷枪连通的进煤管路上还连通有反吹管路，反吹管路每条支路上连通有反吹切断阀23，反吹管路前端连通有总反吹切断阀24。
本发明具体参数设置：
R
P
K
R
N
W
P
T
P
P
P
P
T
K1、K2、K3、K4、K5、K6为常数，满足关系K1小于K2、K2小于K3、K3小于K4、K4小于K5、K5小于K6；
X_State为各罐状态，其中X可用其它字符代表一个喷煤罐，不可重复。
本发明具体包括以下步骤：
步骤一，一键启动进行参数设置，具体为在控制界面设置一个一键启动按钮，点击一键启动按钮，并且被2次确认要进入一键启动后才进入一键启动步骤，来自高炉侧设定每小时喷煤量R
计算选择喷枪数量N
智能判读先使用哪一个喷煤罐起喷，选择喷煤罐中X_State值最接近K5即满足State小于等于K5的喷煤罐作为起喷罐，如果有任意两个以上的X_State值最接近K5，则以喷煤罐A为起喷罐；
当所有的出煤切断阀16都处于关闭状态，起喷罐重量大于等于起喷重量W
步骤二，当喷煤罐A投入全自动和自动状态时，喷煤罐A重量小于倒罐重量、喷煤罐A的压力大于装粉压力，进入泄压步骤，令State等于K1，K1、K2、K3、K4、K5、K6为常数，满足关系K1小于K2、K2小于K3、K3小于K4、K4小于K5、K5小于K6；
步骤三，当喷煤罐A投入全自动和自动状态时，喷煤罐A重量小于倒罐重量、喷煤罐A的压力小于等于装粉压力且喷煤罐A已完成泄压步骤时，进入装粉步骤，令State等于K2；
步骤四，当喷煤罐A投入全自动和自动状态时，喷煤罐A重量大于等于装粉最大值、喷煤罐A已完成装粉步骤时，判断进入充压步骤，令State等于K3；
氮气回收投用，等待，喷煤罐B或喷煤罐C进入步骤7后，进行氮气回收，当A罐压力大于等于P
氮气回收未投用，可直接进行充压动作；
步骤五，等待，当喷煤罐A投入全自动和自动状态时，喷煤罐重量大于等于装粉最大值，喷煤罐A的压力大于等于P
步骤六，喷吹，当喷煤罐A投入全自动和自动状态时，分以下两种情况：
一是当喷煤罐B和喷煤罐C的任何一个罐都不在喷吹步骤、已完成步骤五时，进入喷吹步骤，令State等于K1；
二是当喷煤罐B和喷煤罐C的任何一个罐正在喷吹步骤、并且当喷煤罐B和喷煤罐C的任何一个罐的重量小于倒罐重量，喷煤罐A已完成步骤五，且喷煤罐A和喷煤罐B的压力差的绝对值小于P共差，喷煤罐A进入喷吹步骤，令State等于K5；
步骤七，完成，当A罐投入全自动和自动状态时：
喷煤罐A已完成步骤六、喷煤罐A的重量小于倒罐重量，喷煤罐A进入完成步骤，令State等于K6；
喷煤罐A在完成步骤7时，且氮气回收投用，则等喷煤罐B或喷煤罐C进入充压步骤四。当喷煤罐A压力小于等于P
喷煤罐A在完成步骤七时，且氮气回收未投用，可进入下一步骤；
步骤八，一键停止，在控制界面设置一个一键停止按钮，点击一键停止按钮，并且被两次确认要进入一键停止，才进入一键停止步骤；
所有喷煤罐进入连锁手动和手动状态；
所有调节阀PID进入手动状态；
关闭出煤切断阀16，打开混合切断阀18、一次补气切断阀15、二次补气切断阀12，同时把一次补气调节阀11和二次补气调节阀13开到最大，吹扫管路中剩余煤粉；
当吹扫管路时间大于T4时或分配器20压力与高炉内的热风压力差小于P10时，关闭混合切断阀18、一次补气切断阀15、二次补气切断阀12，同时把输煤切断阀22关闭，并把反吹切断阀23打开。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。