150 t干熄焦提升機(jī)自動控制系統(tǒng)優(yōu)化

溫 良

(山東鋼鐵集團(tuán)濟(jì)南分公司檢修工程公司,山東濟(jì)南 250101)

150 t干熄焦提升機(jī)自動控制系統(tǒng)優(yōu)化

溫 良

(山東鋼鐵集團(tuán)濟(jì)南分公司檢修工程公司,山東濟(jì)南 250101)

主要介紹了干法熄焦的工藝設(shè)備,結(jié)合干熄焦提升機(jī)控制系統(tǒng)近期的運(yùn)行狀況,對影響干熄焦連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的一系列因素進(jìn)行了分析,提出了一套切實可行的解決方案和改進(jìn)措施。

干熄焦;控制系統(tǒng);編碼器;提升機(jī)

1 干熄焦工藝

干熄焦工藝是利用惰性氣體(氮?dú)?,在干熄爐內(nèi)與熾熱紅焦進(jìn)行換熱,從而冷卻焦炭。吸收了紅焦熱量的惰性氣體,將熱量傳遞給干熄焦鍋爐產(chǎn)生高溫高壓蒸汽,蒸汽送至汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電(蒸汽冷凝成水后,打入除鹽水箱循環(huán)使用)。冷卻后的循環(huán)氣體再由風(fēng)機(jī)加壓,鼓入干熄爐內(nèi)循環(huán)使用。干熄焦系統(tǒng)主要由焦炭物流系統(tǒng)(提升機(jī)、干熄爐、裝入裝置、排焦裝置、電機(jī)車及焦罐臺車、焦罐)、氣體循環(huán)系統(tǒng)(循環(huán)風(fēng)機(jī)、干熄爐、一次除塵器、二次除塵器、鍋爐)、干熄爐系統(tǒng)、除塵地面站、自動控制系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)等部分組成,見圖1所示。

2 系統(tǒng)制約因素

濟(jì)鋼焦化150 t/h干法熄焦工程,2005年6月由中日聯(lián)公司承建,2006年10月正式投產(chǎn),年產(chǎn)焦炭112.7萬噸,利用余熱年發(fā)電1077億k Wh,是一套節(jié)能環(huán)保項目。目前該系統(tǒng)投運(yùn)已達(dá)十年,一方面設(shè)備老化嚴(yán)重,故障率高,需要更新?lián)Q代;另一方面系統(tǒng)應(yīng)急措施不足,需要優(yōu)化。整套系統(tǒng)已不能適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)節(jié)奏,必須尋求一種切實可行的解決方案,以提高系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

我們通過梳理分析,發(fā)現(xiàn)影響干熄焦提升機(jī)控制系統(tǒng)的因素主要有以下四個方面:

(1)控制系統(tǒng)PLC原CPU、Control Net網(wǎng)絡(luò)、DeviceNet網(wǎng)絡(luò)和Ether Net網(wǎng)絡(luò)等主要控制通訊模塊都已停產(chǎn),備件采購困難,需要進(jìn)行升級改造。

(2)原控制系統(tǒng)為單系統(tǒng),即單CPU的控制模式,一旦控制模塊出現(xiàn)故障將會造成提升機(jī)控制系統(tǒng)癱瘓,且需長時間來恢復(fù)。

(3)傳動系統(tǒng)的信號檢測環(huán)節(jié)單一,無備用系統(tǒng)。見圖2所示,提升和走行編碼器無備用,一旦編碼器及線纜出現(xiàn)故障,無法立即恢復(fù)。

(4)主令保護(hù)控制環(huán)節(jié),設(shè)置較為簡單,無法實現(xiàn)全流程的精準(zhǔn)控制。

圖1 干熄焦工藝組成流程

圖2 提升工段編碼器安裝圖

3 解決方案

針對焦化以上制約因素,我們相應(yīng)地提出了如下優(yōu)化方案:

(1)根據(jù)羅克韋爾公司PLC的特點(diǎn),我們優(yōu)選該公司新推上市的產(chǎn)品L73系列的CPU來替換現(xiàn)用的L55系列的CPU,升級網(wǎng)絡(luò)通訊模塊,同步將原13版本的軟件程序編譯升級為21版本軟件程序并下載至CPU中。

(2)重新配置自動控制系統(tǒng)構(gòu)架。將原單CPU系統(tǒng)升級為冗余CPU系統(tǒng),實現(xiàn)CPU系統(tǒng)的熱備功能;將原星形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架改為環(huán)網(wǎng)構(gòu)架,提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。

(3)在傳動系統(tǒng)中將原提升和走行流程的檢測方式擴(kuò)展為在用/備用模式,每個流程將各有兩套編碼器作為檢測手段,在用一套故障時備用一套可通過畫面按鈕快速切換為在用狀態(tài),可確保提升機(jī)運(yùn)行不間斷。

(4)將提升和走行流程原4點(diǎn)保護(hù)主令,更換為12點(diǎn)多點(diǎn)控制主令。原設(shè)置的保護(hù)點(diǎn)保留,增加8個過程控制點(diǎn),這樣主令控制器也可作為編碼器檢測的備用系統(tǒng),一旦編碼器(包括DeviceNet)系統(tǒng)全部失效時,我們依舊可通過12點(diǎn)的主令控制器來完成提升機(jī)的控制操作,為處理編碼器系統(tǒng)故障提供充足的時間。檢測系統(tǒng)的雙重備用將從根本上提升提升機(jī)控制系統(tǒng)的整體可靠性和作業(yè)率。

4 完好性保障措施

再完善的應(yīng)急備用系統(tǒng)也需要人來管理,因此要保障應(yīng)急備用系統(tǒng)完整可靠,必須制定嚴(yán)格的定期維護(hù)管理制度。建議在每月初或計劃檢修開始前和準(zhǔn)備生產(chǎn)前用空罐進(jìn)行提升試驗,測試在用/備用編碼器系統(tǒng)的切換以及主令控制器的切換使用情況,發(fā)現(xiàn)問題及時排除,并應(yīng)形成切換檢查記錄。

5 結(jié)束語

干熄焦技術(shù)作為焦炭余熱循環(huán)發(fā)電的新技術(shù),符合當(dāng)前國家節(jié)能減排要求,發(fā)展前景廣闊。同時先進(jìn)成熟的自動控制技術(shù)在干熄焦控制系統(tǒng)上不斷采用,將極大地提升提升機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,推動干熄焦技術(shù)更上一層樓。

The Optimization of Hoist Automatic Control System for 150 t Coke Dry Quenching

WEN Liang
(Shandong Iron and Steel Group Ji'nan branch and Maintenance Engineering Co., Ji'nan 250101,Shandong,China)

The paper introduces coke dry quenching production process,combining with current running situation of the automatic control system of coke dry quenching,analyzes a series of problems for the stable and continuous of coke dry quenching,puts forward the imprevement measures and feasibility methods.

coke dry quenching,devicedet,encoder,hoist

TQ520.5

A

1001-5108(2017)01-0035-02

溫良,工程師,主要從事儀表和自動化設(shè)備的安裝調(diào)試及其運(yùn)行維護(hù)方面的工作。