冶钢热处理连续退火炉改造预案

24/24冶钢热处理连续退火炉改造方案〔初稿〕二〇〇六年三月目录概述……………………1一、改造方案设计……11.1热处理退火炉改造方框图………21.2改造测量点统计………………3二.DCS集散系统操纵方案……………42.1重庆重庆川仪操纵系统有限公司操纵方案……42.2浙江中控技术有限公司操纵方案………………9三.外围设备改造方案………113.11＃连续退火炉……113.1.1外围设备讲明…………………113.1.2方框图………123.22＃连续退火炉……133.2.1外围设备讲明…………………133.2.2方框图………143.3其它退火炉………153.3.1外围设备讲明…………………153.3.2方框图………173.4煤气净化站………183.4.1外围设备讲明…………………183.4.2方框图………20四.附录………21附1：连续退火炉蝶阀直径明细表……22附2：热处理厂测量网络分布图………23概述冶钢热处理厂1＃、2＃连续退火炉燃烧操纵系统是八十年代重庆自动化研究所安装的286计算机操纵系统，目前已全部瘫痪多年，生产仅仅靠人工手动操纵，1～12段温度波动在规定设定值的±10℃，生产出的钢材质量极不稳定，而且煤气与空气配比操纵不是专门理想，造成煤气未完全燃烧而被排放，能源白费专门大，为了新冶钢早日实现产量型转向质量型；质量型转向稳定型；稳定型转向品牌型；通过品牌转向自主创新型；以自主创新型转向专业化服务型；向高、精、尖进展先进企业的目标，达到集约化的目的，建议实施以1＃、2＃连续退火炉燃烧操纵系统为中心，安装一套DCS集散系统，改造分二步进行，第一部完成1＃、2＃连续退火炉燃烧操纵系统，第二部可辐射厂房内所有的1～8＃罩式退火炉、13＃退火炉、14＃高温炉、15＃、16＃氮基炉、煤气净化站及能源计量系统等所有生产设施。因煤气净化站点离连续退火炉操纵室有200米距离，若微弱信号衰减较大，预备采纳MOX转换器，光纤电缆传输方式，来保证信号的稳定性和可靠性，最后在连续退火炉操纵站提供数据能上新冶钢内部网络，并向有关单位进行OPC公布。让热处理厂全部测量信息达到共享和远程操纵，随着自动化程度的提高，从人力、物力计算，生产成本可大幅度下降，产品质量操纵可得到保证。改造方案设计：1.1热处理退火炉改造方框图〔见第2页〕第1页1.2改造测量点统计：热处理区域测量点规格统计序号项目输入信号输入点数输出信号输出点数11＃连续炉4～20mA254～20mA配24V.DC5mV12开关44～20mA26开关4小计463022＃连续炉4～20mA254～20mA配24V.DC5mV12开关44～20mA26开关4小计46303其它退火炉4～20mA224～20mA配24V.DC7小计294净化站4～20mA224～20mA1小计221热处理改造测量点规格统计序号输入信号输入点数输出信号输出点数14～20mA9424～20mA配24V.DC173mV244开关854～20mA536开关8合计14361第3页二.DCS集散系统操纵方案2.1重庆重庆川仪操纵系统有限公司操纵方案冶钢热处理炉（退火炉）项目操纵方案1、针对炉子的情况，燃烧操纵采纳经典的双交叉限幅燃烧操纵。操纵所用温度在四点检测温度中，优化选取。也可与用户一道研究使用“虚拟热值仪”技术，通过运算得到在线热量值，作为PID实时操纵的修正参数，以达到最佳操纵。（操纵流程图略）2、在系统操作站上选择炉内加工产品。将产品的操纵参数、温控曲线发往操纵站，操纵站将依照新的温控曲线进行操纵。系统可组态生成产品的温控曲线64条。温控曲线操纵图如下：SEONSEONRMPTBLPIDtime炉温SEON是当在操作站点击开始时，输出为ON，启动控温曲线开始工作。斜波发生器RMP与折线表TBL一起工作输出设定好的温控曲线。将该曲线引入双交叉燃烧系统中的温控PID的SP端，作为温度设定值。系统将按此曲线进行操纵。在更换钢种时，只需在操作站上选择钢种，系统自动按新钢种参数进行操纵。标准控温曲线可达100条。第4页3、系统在一个坐标系内显示出设定的标准温控曲线和实际的温度曲线。4、处理由于喷嘴切换引起的煤气、空气流量等参数的扰动的考虑。当燃烧喷嘴切换时，将回引起空气、煤气流量等参数不稳定，将会引起燃烧系统的扰动。为了克服那个扰动，考虑采取下述两种方法。方法一如下所示：PSWRSPSWRSDON切换信号timetime切换信号为当燃烧喷嘴切换时给出，将共引入RS触发器的触发端，使RS触发器输入为ON。将此ON31至2点选择的选择端，使PSW输出保持。即煤气流量输出保持切换瞬间的值不变。当RS触发器输出的ON保持了time时刻后，DON将输出为ON，将使RS触发器输出为OFF。Time的长度即是切换时扰动的时刻，现在间应在调试中确定。若煤气流量切换到扰动结束有变化时（较大的变化），可考虑方法二，如下所示：DONMAVDONMAVPSWRStime第5页在切换时不是一直输出切换前的煤气流量值，而是输出通过移动平均处理后的值，通过移动平均的处理扰动的阻碍降到极低。于系统可靠性的考虑系统采纳冗余配置，操纵站与网络冗余，同时I/O模块可热插拔。可大大提高系统的可靠性。第6页DCS系统配置清单及报价明细1、系统配置1.1、输入输出点数汇总：序号信号类型系统要求I/O点数余量I/O点数配置点数1模拟量输入（八通道4～20mA）204242模拟量输入（八通道4～20mA二线制）1410243热偶/热阻输入（八通道可混合输入）244284模拟量输出（四通道1～5V与4～20mA）524565数字量输入214166数字量输出2687合计114421561.2操纵柜硬件设备清单：序号名称型号数量生产厂家1操纵机柜800×600×21001川仪十八厂2操纵站FCS2000-CS1川仪十八厂3电源SFY-2110K2川仪十八厂4模拟量输入（八通道4～20mA二线制）FCS-11173川仪十八厂5热偶/热阻输入（八通道可混合输入）FCS-11354川仪十八厂6模拟量输出（四通道1～5V与4～20mA）FCS-112714川仪十八厂7模拟量输入（八通道4～20mA）FCS-11163川仪十八厂8数字量输入（十六通道）FCS-11471川仪十八厂9数字输出（八通道）FCS-11581川仪十八厂第7页1.3操作站硬件设备清单：序号名称型号数量生产厂家1主机PIV2.4G/RAM512M/80G硬盘/50X光驱/3.5”软驱/网卡2DELL2显示器19”液晶彩色显示器2三星3交换机16口S10241D-LINK4操作台760×1600×1150mm（高×宽×深）1重庆川仪5使用讲明书1重庆重庆川仪操纵系统有限公司1.4软件设备清单序号名称型号单位数量生产厂家1数据描述编辑器Picman.exe套1重庆重庆川仪操纵系统有限公司2通道库编辑器Chb.exe套1重庆重庆川仪操纵系统有限公司3模板编辑Htmpled.exe套1重庆重庆川仪操纵系统有限公司4监控器PicRT.exe套1重庆重庆川仪操纵系统有限公司5文档（报表服务）Docserv.exe套1重庆重庆川仪操纵系统有限公司本配置预估价为人民币：贰拾捌万元整第8页2.2浙江中控技术有限公司操纵方案浙大中控SUPCONJX-300XDCS配置用户名称：湖北新冶纲有限公司项目名称：热处理连续退火炉改造系统规模序号信号类型I/O点数20%余量总点数1模拟量输入（AI）4～20mA10125126热电阻2483224～20mA输出5212643开关量输入（DI）88164开关量输出（DO）16824总点数：244点系统配置操纵站硬件序号名称卡件号数量单位1机柜XP2021个2I/O机笼XP2114个3数据转发卡XP2338块4主操纵卡XP2432块5电源XP251-14个6电源箱机笼XP2511个7电流信号输入卡XP31321块8热阻信号输入卡XP3168块9模拟量输出卡XP32216块107路触点型开关量输入卡XP3632块117路晶体管触点开关量输出卡XP3623块12电源指示卡XP2216块13I/O槽位爱护卡XP00014块14I/O端子板（不冗余）XP52026块第9页操作站硬件序号名称部件号数量单位1DELL整机（P4/2.8G/256M/80G）SC4201套1DELL19"液晶显示器E193FP1个1平面式操作台XP072-11张2集线器SWITCHXP425-12套3Scnet网卡XP0232块4操作员键盘XP0321个5打印机台XP071D1张6打印机EPSON1600K3H1台操作站配置为：美国DELLSC420服务器（P4/2.8G/256M/80G），DELL19"液晶显示器操作站软件序号名称型号数量单位1实时监控XP1111套2工程师站组态软件XP1351套3中文Windows2000授权标准版1套外配设备序号名称型号数量单位1继电器柜XP2041个2和泉继电器RM2S-UDC2424个3西门子电源24V/5A2只4空开C65N5只5端子（威得米勒）SAK2.5EN150个6山特UPSC3KS/1H1个浙江中控技术有限公司2006-3-17第10页外围设备改造方案1＃连续退火炉外围设备讲明1＃连续退火炉利旧测量设备序号测量地点介质设备名称技术参数数量1调节前煤气压力压力压力变送器0-15KPa4-20mA12调节后煤气压力压力压力变送器0-15KPa4-20mA13空气压力压力压力变送器0-15KPa4-20mA14煤气流量煤量孔板15煤气流量煤量差压变送器0-100H2o4-20mA16辊轴调节调速变频器4-20mA17第1～12段温度热电偶K0-1100℃128第1～12段空气调节调节蝶阀0-90°129第1～12段煤气调节调节蝶阀0-90°121＃连续退火炉新增测量设备序号测量地点介质设备名称技术参数数量1辊轴调节速度测量仪4-20mA2调节后煤气压力压力电动执行器4-20mA0-90°13第1～12段空气调节调节电动执行器4-20mA0-90°124第1～12段煤气调节调节电动执行器4-20mA0-90°125集散系统调节DCS1套方框图见第12页第11页2＃连续退火炉外围设备讲明2＃连续退火炉利旧测量设备序号测量地点介质设备名称技术参数数量1调节前煤气压力压力压力变送器0-15KPa4-20mA12调节后煤气压力压力压力变送器0-15KPa4-20mA13空气压力压力压力变送器0-15KPa4-20mA14煤气流量煤量孔板15煤气流量煤量差压变送器0-100H2o4-20mA16辊轴调节调速变频器4-20mA17第1～12段温度热电偶K0-1100℃128第1～12段空气调节调节蝶阀0-90°129第1～12段煤气调节调节蝶阀0-90°122＃连续退火炉新增测量设备序号测量地点介质设备名称技术参数数量1辊轴调节速度测量仪4-20mA2调节后煤气压力压力电动执行器4-20mA0-90°13第1～12段空气调节调节电动执行器4-20mA0-90°124第1～12段煤气调节调节电动执行器4-20mA0-90°12方框图见第14页第13页其它退火炉外围设备讲明其它退火炉新增测量设备序号测量地点介质设备名称技术参数数量114#高温炉南中北温度温度温度变送器S0-1600℃4-20mA3215＃氮基炉前上下后温度温度温度变送器K0-1100℃4-20mA4第15页其它退火炉利旧测量设备序号测量地点介质设备名称技术参数数量11～8#罩式退火炉温度温度变送器K0-1100℃4-20mA8213#退火炉温度温度变送器K0-1100℃4-20mA1316＃氮基炉前上下后温度温度温度变送器K0-1100℃4-20mA4413#退火炉煤气流量煤量孔板1513#退火炉煤气流量煤量差压变送器0-2.45KPa4-20mA1614#高温炉煤气流量煤量孔板1714#高温炉煤气流量煤量差压变送器0-3.92KPa4-20mA18罩式退火炉煤气流量煤量孔板19罩式退火炉煤气流量煤量差压变送器0-1.6KPa4-20mA110总煤气压力压力压力变送器0-25KPa4-20mA111总煤气压力压力配电器4-20mA4-20mA112总煤气压力压力压力数显仪4-20mA0-25KPa113氮基炉煤气压力压力压力变送器0-25KPa4-20mA114氮基炉煤气压力压力配电器4-20mA4-20mA115氮基炉煤气压力压力压力数显仪4-20mA0-25KPa116氮基炉煤气压力其它语音报警器≤10KPa低压报警117氮基炉煤气流量煤量孔板118氮基炉煤气流量煤量差压变送器0-1.57KPa4-20mA119直流供电其它电源箱24V.DC.1A120西蒸汽流量蒸量孔板121西蒸汽流量蒸量Smar变送器0-13.44KPa0-4t/h122总空气流量空量孔板123总空气流量空量差压变送器0-10KPa4-20mA124氮气流量氮量孔板125氮气流量氮量差压变送器0-1KPa4-20mA1方框图见第17页第16页煤气净化站煤气净化站是发生炉煤气脱焦的配套系统，目前为2座连续退火炉使用，随着焦化工程的上马，依照公司煤气管网安排，待投产后，连续炉改烧焦化煤气，其它退火炉改烧高炉混合煤气通过煤气净化站脱焦后的煤气，因煤气净化站点离连续退火炉操纵室有200米距离，微弱信号衰减较大，预备采纳MOX转换器，光纤电缆传输方式，来保证信号的稳定和可靠性。外围设备讲明煤气净化站新增测量设备序号测量地点介质设备名称技术参数数量1蒸汽温度温度温度变送器Pt1000-300℃4-20mA12煤气进口温度温度温度变送器Pt1000-100℃4-20mA13东、西电辅后温度温度温度变送器Pt1000-100℃4-20mA24东、西绝缘箱温度温度温度变送器Pt1000-100℃4-20mA251～3#干箱东、西温度温度温度变送器Pt1000-100℃4-20mA6第18页煤气净化站利旧测量设备序号测量地点介质设备名称技术参数数量1总煤气压力压力压力变送器0-25KPa4-20mA12总煤气压力压力配电器4-20mA1-5V13总煤气压力压力压力数显仪4-20mA0-25KPa14煤气进口压力压力Smar变送器0-25KPa4-20mA15煤气进口压力压力配电器4-20mA1-5V16煤气进口压力压力压力数显仪≤4.5KPa报警25KPa17煤气进口压力调节调节气动薄膜阀0.02-0.1KPa0-100%18煤气出口压力压力压力变送器0-10KPa4-20mA19煤气出口压力压力压力数显仪≤3.8KPa报警10KPa110东、西电辅后煤气压力压力压力变送器0-20KPa4-20mA211东、西电辅后煤气压力压力配电器4-20mA1-5V212东、西电辅后煤气压力压力压力数显仪4-20mA0-20KPa213进口煤气流量煤量孔板114进口煤气流量煤量差压变送器0-2.45KPa4-20mA115进口煤气流量煤量配电器4-20mA1-5V116进口煤气流量煤量开方器1-5V4-20mA117进口煤气流量煤量流量显示仪1-5V0-1000字/h118生产水压力压力压力变送器0-1MPa4-20mA119生产水压力压力压力数显仪4-20mA0-1MPa120蒸汽压力压力压力变送器0-1MPa4-20mA121蒸汽压力压力配电器4-20mA1-5V122蒸汽压力压力压力数显仪4-20mA0-1MPa122蒸汽流量蒸量孔板123蒸汽流量蒸量差压变送器0-33.33KPa4-20mA124蒸汽流量蒸量配电器4-20mA1-5V125蒸汽流量蒸量开方器1-5V4-20mA126蒸汽流量蒸量流量显示仪4-20mA0-100%127煤气低压报警其它闪光报警器8路128直流供电其它电源箱24V.DC.5A1方框图见第20页第19页附录总体方案由四部分组成，在初部建立操纵站时，机柜、机笼同步建设，充分预留总体方案后二部分的I/O板位置〔二期〕，将操纵系统以I/O单元的形式分散到工业现场