宇宙维保四炼钢自动化烘烤培训

1、武钢炼钢总厂四分厂蓄热预混式钢水罐烘烤器安全使用培训编写：王爽宇宙科技二零一三年十月 第一章 烘烤器结构原理本烘烤器整体由机械结构、电气自动化控制两个部分组成。 第一节 机械结构部分1.1 主要构成主体由大包盖及机架、卷扬机及旋转机构、高压鼓风机、烟气引风机、管路输送调节系统、换向阀及驱动、蓄热燃烧器、氮气吹扫等组成。1.1.1 卷扬机及旋转机构 传动倾动式机构，倾动角度80（保证钢包的吊进吊出），旋转主轴（即空心转轴）与管路焊为一体，支撑于机架上的轴承座上，伸出的燃烧臂前端安装烘烤盖燃烧器，正对钢、铁水罐垂直向下进行喷火烘烤。烘烤完成后，由卷扬机驱动转轴后方的曲柄，通过空心转轴带动燃烧臂向上

2、抬起。启闭终点装有限位行程开关，以确保设备动作的安全可靠性。空心转轴内设两个仓室，一个为燃气仓，一个为助燃空气仓，中间用盲板隔开分别连接燃气管路和助燃空气管路。1.1.2 大包盖及机架 机架座采用直立于地面的三角型桁架结构，用大型钢制作。底板固定在预埋地脚螺栓上，其特点为应力分布均匀，强度和刚性好，运行平稳。机架大臂内置管道，分别将煤气和助燃风引到大包盖。大包盖通过螺丝和机架连接，蓄热体和切换阀采用管道和大臂连接密封。1.1.3 高压鼓风机 通电后接通旋转电机，驱动风叶高速运转，从风口送入含氧的助燃风，通过管路输送到大包盖蓄热体和切换阀。风机采用地脚螺丝定位安装，至于机架地面，便于维护、检修。

3、1.1.4 烟气引风机 利用切换阀的转换，从蓄热体抽出燃烧废气。引风机工作于可保护范围，当烟气温度高于120时停机，烟气温度下降到75时重启。1.1.5 管路输送系统 管道系统包括主煤气管路、鼓风管路、引风管路、长明火管路、氮气吹扫管路、驱动压缩气管路，分别向大包烘烤系统输送煤气、新风、废烟气、氮气、压缩空气。1.1.6 换向阀及驱动 由空气阀层和煤气阀层两部分组成。上部用于鼓风新风和引风烟气的通道切换，下部用于主煤气周期性切换。其工作周期为15秒至30秒。其驱动由换向电磁阀、中型气缸、压缩气管组成。 1.1.7 蓄热燃烧器 此乃烘烤效果好坏、能源消耗高低的关键部件。原理是燃气与助燃空气经各自

4、的仓室反方向旋转，经多级半预混再喷出后继续混合燃烧，增加燃气与助燃空气之间的接触面积，既能达到最佳掺混，燃气充分燃烧，又能提高火焰强度和喷射速度。克服了普通烧嘴燃烧不充分，火焰强度低的缺点。预混后的主火从其烧嘴里喷出，跟随切换阀的转换，对大罐进行烘烤。1.1.8 氮气吹扫 通过控制氮气电磁阀，对蓄热燃烧器内的残余煤气进行吹扫，消除烟气的放炮爆鸣。具体的操作为开机先进行氮气吹扫，再开启煤气；关机时，煤气切断后氮气吹扫启动，并延时20秒关闭。 1.2 蓄热式燃烧器的工作原理如图所示,从鼓风机出来的常温空气由换向阀切换进入蓄热式燃烧器A后,在经过蓄热式燃烧器B(陶瓷球或蜂窝体)时被加热，在极短时间内

5、常温空气被加热到接近包壁温度（一般比包温低50100C）。被加热的高温空气通过蓄热陶瓷后，和主煤气在烧嘴口进行预混合，主煤气在高温含氧空气的推动下%贫氧高温气流，同时往稀薄高温空气附近注入燃料（燃油或燃气）实现燃烧；与此同时，炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式燃烧器B排入大气，炉膛内高温热烟气通过蓄热式燃烧器B时，将显热储存在蓄热式燃烧器B内，然后以低于150C的低温烟气经过换向阀排出。工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换，使两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态，从而达到节能和降低NOX排放量等目的，常用的切换周期为1530秒。 下图为切换后的燃烧情形。第二节 电气自动化控制部分1

6、.2.1 主要构成主体由站点控制柜、流量检测系统、压力传感系统、火焰检测系统、煤气泄漏报警系统、温度自动控制系统、以及上位机系统。 1.2.1.1 站点控制柜 控制柜由一次配电系统、二次控制系统、PLC模块组、智能仪表系统、信号分配系统、开关按钮组、指示灯组等组成。其中一次配电，由各级空开，以及鼓风机、引风机、卷扬机负荷控制、低压供电等构成。二次控制，主要由接触器、中间继电器、开关按钮、信号灯等组成。PLC模块组，肩负控制系统的指挥与运行，是自动化控制的核心部件。控制柜操作面板示图1.2.1.2 流量监测系统 煤气流量、空气流量数据由置于管道上的孔板导入到智能变送器，变送器将检测到的信号经过数

7、字化处理，变成420mA的标准信号，PLC对标准信号进行采集、处理、运算，反馈到上位机予以可视化监视。1.2.1.3 压力传感系统 传感器置于煤气主管上，当系统上电后即可检测到煤气的压力，其变动范围直接通过传感器输出4-20mA的标准信号，PLC对标准信号进行采集、处理、运算，反馈到上位机予以可视化监视，并可在煤气压力出现异常时切断系统。1.2.1.4 火焰检测系统 火焰窥视镜将观测到的火焰信号传到火焰监控器，火焰监控器对信号进行处理后，将报警开关量送到PLC进行程序处理，当大管内火焰异常时可安全切断系统。1.2.1.5 煤气泄漏报警系统 1#、2#大包区域一个报警点，3#、4#大包区域一个报

8、警点，5#、6#大包区域一个报警点。当哪一个区域煤气出现泄漏时，该报警点输出420 mA的标准信号，PLC将泄露信号进行处理后输出，达到设定值后切断系统。1.2.1.6 温度自动控制系统 包括热电偶、补偿导线、信号分配、程序处理等环节，是大包实现节能的关键指标。高温用于检测包盖温度，低温用于检测烟气温度。信号经过处理后上传到PLC，程序对信号处理后，进行逻辑运算和控制。当高温达到上限设定值时，系统停止；当高温下降到下限设定值时，系统重启。当低温达到上限设定值时，引风机停止；当低温下降到下限设定值时，引风机重启。1.2.1.7 上位机系统 上位机是实现远程控制的核心，更是生产过程技术监控和数据采

9、集的关键。本系统由美国惠普主机、惠普显示器、西门子PROFIBUS-DP网络系统等构成。1#-6#大包烘烤器通过网络组合成集中控制可视化界面，且每一台烘烤器均有独立的控制画面。大罐烘烤器各部件动作以及相关数据，都在画面上进行显示，烘烤数据和趋势图都可适时保存，对于特殊的报警事件，电脑也会保存记录。第二章 烘烤器上位机原理第一节 上位机组成2.1.1硬件配置本系统由惠普工控机一台（电脑主机）、惠普显示器、CP6511网络卡、PROFIBUS-DP网线、各控制柜站点CP342-5通讯模块组成自动化通讯网络。网络协议，采用PROFIBUS-DP工业网络标准，由主控上位机和各控制柜站点通过网络连接建立

10、通讯。主机可直接对各站点读取数据、并写入控制指令，监视各站点的运行状况。主要的网络连接形式如下所示：上位机（电脑主机）可视化界面（显示器）网络交换CP65111#控制柜站点2#控制柜站点3#控制柜站点4#控制柜站点5#控制柜站点6#控制柜站点2.1.2软件构成 上位机电脑操作系统Windows XP- SP2版本、西门子上位机软件WinCC6.2版本、西门子STEP7 V5.4 SP3版本、Automation License Manager、SQL2005等组成。其中西门子上位机软件WinCC6.2是关键部分，现场控制柜站点，都由其可视化界面予以操作和监控，是大包烘烤实现远程自动化的核心。西

11、门子STEP7 V5.4 SP3是PLC编程软件，各控制柜站点所有自动化程序都由其编写。程序定型后，此软件可作为维护使用，与生产操作无关。Automation License Manager为工控软件授权，管理工控软件，与生产操作无关。SQL2005为数据库处理软件，作为背景使用，与生产控制无关。第三章 烘烤器操作规程第一节 安全操作规则大包烘烤区域禁止吸烟。进入大包烘烤区域应携带煤气报警器；现场设置有固定煤气报警器时，应密切注意报警器的工作状况。当发现区域内煤气管路有泄漏时，停机后应立即找到泄漏点的管路，将上级阀门有效关闭，通知专业人员到场抢修。当区域内煤气管路泄露相当严重时，应停机后及时疏

12、散现场人员，通知专业人员佩戴呼吸机进场抢修。点燃主烧嘴前确认长明火嘴头已经点燃。确认连锁关系：高温与系统启停连锁，鼓风机和主煤气连锁，低温报警与引风机连锁。即鼓风机出现故障，主煤气自动连锁切断；远程自动测温超上限时，系统停止，当高温低于下限时，系统自启动；烟气超温时，引风机关闭确保设备不被高温烟气烧损。在烘烤钢包时，立式包盖和钢包的间距应根据工艺调整。经常检查烘烤器上升、下降限位使用情况，如有问题必须在系统修复正常后才能投入生产使用；在操作过程中若遇到紧急情况，可立即按下系统急停按钮，再断开控制柜电源，卷扬系统停止工作，避免造成重大设备事故。在设备安装调试后，煤气截止阀正常位应开启最大。在设备

13、安装调试后，气动管路应保持开启位。在设备安装调试后，仪表内部设置温度参数不得调节。除非专业人员检修，否则不得更改电路及电器元件。切换阀换向时间已经确定为1530S，使用时不得更改设置。本系统温度信号有二：罐控温度及烟气温度。为保证设备运行安全，要定期确认温度信号是否正确达到控制柜和上位机。如有故障，应及时排除后方可将设备投入使用。本系统调试结束以后，定期检查空气过滤器是否积水，并手动排水。吊车更换钢包时应确保不损坏包温热电偶及耐火材料（纤维）。如有损坏需更换后才能使用烤包器。除非停电和检修等应急事件，各阀门位置不得扳动。定期检查升降极限，紧停系统的安全使用情况，若有问题及时恢复其功能。主煤气介

14、质属于焦油煤气，管路应定期清理，混合煤气也应注意排水，以免影响烤罐生产和发生烘烤事故。卷扬机要做好日常护理，按时加油、清理和更换磨损钢丝绳。上位机电脑必须做好日常除尘维护。上位机电脑开启自动烘烤后禁止将电脑关机。上位机电脑出现意外停电、断电时，应及时通知专业维护人员到场。上位机电脑禁止无关人员使用USB进行文件的操作，以防止病毒感染。上位机电脑必须按正常的生产操作步骤执行，不得私自删除文件，不得打开与烘烤界面无关的程序。上位机远程自动化的阀位、温度、时间设定值必须严格按照烤罐工艺执行。起始画面是总共六个烘烤器工作状态的总体显示画面。本画面只作显示用，所有显示的参数不能修改。在六个烘烤台的任一个

15、显示框内左键单击即可进入对应的烘烤台模拟画面。在模拟画面中所底色为白色的参数均为显示参数，不可修改；所有底色为黄色的参数均为控制参数，均可修改。所有可修改的参数均有一个数据范围。在每个烘烤台的模拟画面右上角都有一个图标，此图为返回到起始画面。远程手动框中的两个预设值公在远程手动时有效，且在通过“手动开”“手动关”调整阀门的开度时，这两个预设值也是不变的。对应的阀门实际开度在模拟画面“实际开度”显示框中。在控制柜主令开关选择为远程自动后，在上位机对应画面上的“远程”指示灯即为绿色；此时先左键点击“远程自动按钮”；再左键选择所需的包类型即点选“小修包”“中修包”“加热”，对应右侧显示对应的升温控制

16、参数；检查或调整相应的参数并确认正确后，左键单点“系统起动”即进入正常烘烤。更改烘烤类型重新选择升温曲线，必须先按“系统停止”待“小修包”“中修包”“加热”按钮上的字变为黑色而不是灰色后才能重新再选择。“小修包”“中修包”“加热”升温曲线框中的“高温上限”“高温下限”是各自独立的。即可根据实际需要做不同的设定。关于模拟画面的公共参数设定框中的续烘起点，是指中断烘烤一段时间后再继续烘烤或基于某种原因要跳过某一时间段时，在此参数框中输入相应的时间值，系统将自动以此时间为起点执行预设烘烤程序。例：一台烘烤8小时后暂停了40分钟，此时不想从头开始烘烤，而想直接从7小时开始，那么在续烤起点中输入420，

17、起动后，系统将直接进入第7小时的参数进行烘烤。所设定的参数与运行计时不同：将下本次烘烤停机时清零，而运行计时是下次起动时清零；煤气累计流量的清零，可随时进行，但要严格按照现场的管理执行；煤气压力低报警延时5秒确认后系统停机，并不再自动重起动；鼓风机故障时系统停机，并不再自动重起动；煤气泄露时系统停机，并不再自动重起动；运行中火焰监测报警为火焰熄灭时，延时5秒确认后，系统停车，并不再自动重起动；引风机故障时只停引风机，其它设备仍正常工作；系统运行状态指示灯：正常烘烤时点亮；系统停车进行氮气吹扫时闪烁；高温过上暂停烘烤时闪烁；包盖提升控制运行状态：只要包盖有提升动作即闪烁，当到上限位后点亮；包盖下

18、降控制运行状态：只要包盖有下降动作即闪烁，当到下限位后点亮；煤气调节阀和空气调节阀旋钮：仅在就地手动操作时有效。PLC上所有指示灯均应为绿色，如果发现有非绿色LED灯亮那说明PLC或相关设备有故障；隔离变送器正常工作时应为绿色指示灯，否则为故障；MR开关电源正常为绿色常亮且无鸣叫声，否则为故障；面板数显表请参照其说明书判断处理；操作前要确认弄明各工序的关联互锁关系，并严格按照操作说明，参照烤罐的工艺填写好烘烤数据。操作时应看清画面再点击要进行的工况，不得随意操作或者进行与工作无关的操作。烘烤进行中，应注意观察画面工况，做到烤罐的数据心中有数，出现问题时应立即通知维保，紧急情况时可按下急停，再进

19、行停机，待故障或危险排除后方可开启烘烤。第二节 操作步骤以下条目按操作先后顺序排列：钢包准确就位。控制柜送电，即仪表供电，程序器系统自检。常明火检查正常。（正常时常明火一直点燃着，此为安全开火标志。）就地时，控制柜调节好面板上煤气阀开度、空气阀开度。就地时，控制柜按动如下启动按钮：鼓风机启动、引风机启动、氮气吹扫、煤气开启、换向启动，系统开始烘烤运行。（运行开指示灯亮，换向指示间断地亮灭。）远程时，设置好烘烤所需的阀位、温度、时间等工艺参数。远程时，点击该台监视界面的系统启动，系统开始烘烤运行。烘烤结束，就地时，控制柜按下如下停止按钮，鼓风机停止、引风机停止、氮气吹扫、煤气停止、换向停止，系统

20、停机。（各烘烤相关指示灯灭）。烘烤结束，远程时时，点击该台监视界面的系统停止，系统停机。（界面上各烘烤相关图标变红、部分图标消失）。烘烤中需要调节大包盖和钢包的间距时，应到控制柜跟前，按动控制面板的上升或者下降按钮。烘烤中应适时观察包内燃烧情况，确认火焰状况及换向切换良好。远程界面上也有相关显示，可作参考。在远程自动工作状态下，当钢包温度达到上限设定值时系统自动进入保温状态，系统停机；当高温下降到下限设定值时，系统重启。（此为一个保温周期）烤包中出现突发意外事件，应按动急停按钮，在处理完故障隐患后再行烤罐。（若遇特殊环节时，则要关闭煤气手动截止阀。）烘烤完毕取罐，应到控制柜跟前，按动控制面板的

21、上升按钮，将大包盖开到（卷扬）至设置的极限高度（注意限位开关使用情况）。指吊取罐，应注意避免天车碰撞到大包盖，以免造成事故。第三节 自动化烘烤细化操作说明一、 就地烘烤操作；本操作为直接操作控制柜。1、开机烘烤1) 将选择开关旋到就地；2) 将煤气、空气调节阀调到烘烤设定值；3) 按鼓风机启动按钮，鼓风机启动；4) 按引风机启动按钮，引风机启动；5) 按氮气吹扫启动按钮，氮气吹扫启动；6) 按煤气启动按钮，煤气快切阀打开；7) 按换向启动按钮，换向阀启动进行30秒切换；8) 按包盖下降按钮，将包盖落到低位烘烤。2、烘烤停机1) 按换向停止按钮，换向停止；2) 按煤气停止按钮，煤气快切阀关闭；3) 按氮气吹扫启动按钮，氮气吹扫启动；4) 按引风机停止按钮，引风机停止；5) 按鼓风机停止按钮，鼓风机