1、 总论

向高炉喷吹煤粉对改进高炉生产有很重要的意义，它可以扩展风口前的回旋区，缩小呆滯区；可以增加煤气中的氢含量，改善还原过程；可以增加矿石在炉内停留的时间，提高一氧化碳利用率。另外，有利于提高风温，发挥高风温的作用，是高炉下部调剂的重要手段，与富氧鼓风同时采用，相辅相成，可以达到大幅度增产节焦的目的，具有显著的经济效益。因此得到广泛应用。

喷煤系统按工艺一般分为制粉和喷吹两大系统。制粉系统负责将原煤加工磨制成符合喷吹要求的煤粉，经袋式收尘器将煤粉回收至煤粉仓。喷吹系统通过煤粉管把煤粉连续、准确的送至高炉及需要煤粉的地方。

2、 喷煤工艺

1） 工艺流程简述

从厂外购入的原煤运至原煤场内，原煤经抓斗起重机加进配煤斗，通过配料秤按比例送至通廊皮带运输机后送入原煤仓，皮带运输机的上方设有电磁除铁器。原煤仓中的原煤经密封式皮带秤加进中速磨内，干燥介质用高炉热风炉烟气与烟气炉高温烟气混合后送入中速磨，原煤在磨煤机内磨碎并同时干燥。合格的煤粉沿管道进入袋式收尘器被收集后送往煤粉仓，煤粉仓的煤粉经下料阀进入喷吹罐，从喷吹罐排出的煤粉在喷吹罐下设置的侧出料流化装置混合后,用压缩空气输送到高炉旁分配器，再分配至各风口通过喷煤枪喷入炉内。

2） 系统组成

喷煤自控系统可以分为两大部分，由原煤储运、上料、干燥、磨机、风机组成的制粉系统和喷吹系统。

3、 三电自动化控制系统

根据喷煤生产工艺及工程要求，本着实用、先进、可靠、经济的原则，针对本系统自动化设计方案简述如下：系统硬件设备（包括系统软件）和控制应用软件满足高炉喷煤的各种工艺控制要求，能够更新升级换代，以保证连续稳定运行。

1） 系统设计思想

（1）系统采用可编程控制器(PLC)作为基础级控制站，上位计算机作为操作站。PLC控制设备的运行、检测系统中相关参数并对各个设备进行操作控制。包括逻辑控制和数据信息采集处理等。数据通讯网络及人机操作接口一体化；

（2）操作监视集中化。主工艺线（制粉、喷吹）上的设备均采用HMI（CRT操作站）操作，使自控系统人机界面统一化、共享化。操作站实现操作人员通过CRT上的实时动态画面监视现场的生产状况；根据现场的实际情况对生产过程进行必要的干预，进行人机对话。上位计算机处理生产数据和数据通讯，完成对系统的编程、操作、监视。

（3）整个系统正常生产时以自动操作为主，但在设计上充分考虑CRT

手动等各种后备手操以保证各种情况下生产的正常进行。

（4）系统尽最大能力收集信息，提供更多易懂、易看、易解析、易操作的画面，为有效地生产操作创造条件。

2） 系统主要控制、检测对象

（1）磨煤机的安全运行监控。

系统采集检测中速磨润滑油压、油温、油路故障以及中速磨运行加载负荷、粗粉分离器运行等参数，设定限定值。当相关参数超限定值时作报警处理，并在一定条件，按拟订程序进行自动停机等控制，以确保磨煤机的安全运行。

（2）入磨原煤量控制。

在原煤仓出料口安装密封定量给煤机，即可实现原煤量定量或变量入磨，同时可实现原煤用量的管理。

（3）中速磨进出口温度控制。

可通过调节入磨原煤量或入磨热风量等参数实现中速磨进出口温度的控制。

（4）煤粉仓煤粉量检测

煤粉仓安装料斗秤，用以监视煤粉仓内煤粉量贮存量情况，以便操作人员判断是否进行制粉操作。

（5）喷吹控制

喷吹系统包括煤粉仓和喷吹罐。喷吹系统实现自动装料和自动充压，连续不断地向高炉喷吹煤粉。根据设定喷吹量自动调整喷吹量。

喷吹罐的轮换程序是从喷吹罐1#到喷吹罐2#，然后再返回到1#。当一个喷吹罐到达低位重量值时，控制系统将自动启动另一个喷吹罐。被启动的喷吹罐在正在喷吹的罐到达最小重量设定值之前已经装好煤粉，充好压，处在等待喷吹状态。最小重量设定值信号同时设定在下一个罐上，以便能达到平稳地转换。

喷吹系统的控制系统，按设定程序开关和调节有关阀门以实现喷吹罐的泄压、装粉、充压、喷吹、补气、倒罐等控制。

每个喷吹罐配置减量秤仪表装置，用以实现对喷吹罐内的煤粉量实时检测，为自动倒罐、喷吹提供准确的控制操作点。

3） 自动化系统功能及构成

系统采用操作站（工控机）加控制站（PLC）结构形式。构成分散控制集中管理集散系统。自动控制系统在工艺上可分成2个控制子系统：煤粉制备系统和煤粉喷吹系统。

考虑到系统对PLC的要求，选用可靠性高、处理速度快的产品。PLC主站与从站之间采用PROFINET通讯；PLC主站与计算机之间的通讯用工业以太网实现。

PLC（I/O）接口：

——PLC的输入采用光隔离模块，输出采用继电器模块。

——用PLC驱动信号的直流电源驱动仪用（I/O）信号和RTD信号，将PLC与仪表直接相连，完成仪表信号直接进PLC

采用RS485总线或PROFIBUS方式完成与智能设备之间通讯。

电子称量系统采用智能电子秤，实现标定、校秤数据显示以及与上位机的通讯控制，与变频器完成配料的控制等。

系统的各类电源采用在UPS电源基础上的集中供配制，实用并便于维护管理。

计算机由于运行环境的原因，采用品质较好的、在各个行业应用广泛，性能稳定的工控机。实现与PLC系统的通讯，工艺流程及设备参数的实时监测。

操作员站主要实现与控制站的通讯交换数据信息，完成生产工艺流程参数的动态监测，人机对话数据信息的管理等。操作站通过网络实现数据共享，从而使主控室人员对整个喷煤生产工艺参数、设备运转情况有全面直观了解，做出正确分析，采取有效控制措施。

正常生产时在喷煤控制室可进行自动控制操作和软操作启动控制等。系统的主要功能有：

l 实现系统的自动控制及后备手动控制；

l 实现工艺设备运行动态实时流程监视；

l 实现工艺参数采集、处理等数据处理；

l 生产工艺参数设定、调整等。

4） 电气控制系统：

设备连锁控制、给煤磨煤控制、烟气炉燃烧控制 、烟气炉送风控制、热烟气引风控制、收粉控制、磨煤机入口负压控制、磨煤机出口温度控制、工艺参数测量监视、操作数据设定、数据整理及传送喷吹罐装煤阀门控制

喷吹罐放散阀控制、充压控制、流化调节控制、二次风调节控制、管道防堵集中控制、喷吹电气控制系统、喷吹罐自动加料控制、喷吹罐自动换罐控制、喷吹罐自动放散控制、喷吹罐加压控制、氮气压力控制、工艺参数测量监视、设备安全连锁控制、数据整理及传送、设备状态监控、生产报表。

4、 工程画面

1）

4）曲线

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一、 高炉自控

二、 烧结自控

三、 喷煤自控

四、 转炉自控

五、 发电项目

六、 变电站技术改造

七、 成套电气设备