信息技术与信息化自动控制2009年第3期105余热利用智能控制系统的研发与应用ResearchandApplicationofIntelligentAutomaticControlSysteminResidualHeatEnergyUsing于海忠3利铭王军张一敏YUHai-zhongLIMingWANGJunZHANGYi-mindoi:10.3969/j.issn.1672-9528.2009.03.037摘要本文简要介绍了莱钢50吨电炉余热利用系统的工艺组成和控制系统结构,详细阐述了全流程温度模糊控制系统、阵列式烟气流量检测防堵技术、声纳振波除尘技术、风机节能变频动态调速等先进技术的设计与实现。关键词模糊控制阵列式烟气流量检测振波除尘变频调速冶金工序生产过程中多会产生大量高温粉尘废气,无序放散一是污染环境,二是造成能源浪费,因此除尘和余热利用成为各冶金企业研究和治理的重点。莱钢集团特殊钢厂50吨电炉除尘与余热利用系统于2007年3月正式投运,利用电炉生产冶炼过程中产生的高温烟气,生产出高品质的饱和蒸汽,用来满足VD炉生产需求。该系统工艺先进,控制精准,功能化设计实现了工艺过程的全流程控制,先进控制和检测技术的开发与应用保证了生产的稳定运行。下面对余热利用智能控制系统作详细阐述。1工艺简介电弧炉余热能源利用系统主要工艺原理是利用电炉冶炼生产过程中产生的高温烟气热能,在通过省煤气室(蒸汽发生器时将软化水气化成饱和蒸汽,同时将热能利用后的烟气通过除尘器除尘后排入到大气中。在莱钢特殊钢厂50T电炉余热利用系统中,系统产生的饱和蒸汽用来进行VD炉的生产应用以及电炉生产区域的供热供暖应用。余热利用生产工艺控制流程如图1所示:图1余热利用生产工艺控制流程图3莱芜钢铁集团有限公司自动化部山东莱芜271104建立人力资源(技术骨干的动态管理数据库,对关键工艺系统进行矢量化地图分析,实现维护车辆和人员的GPS定位。建立设备故障诊断专家系统,对信号进行分析处理、比较、判断,依据判定规则得出诊断结论,同时进行模拟仿真。7.6形成莱钢特色的“固定+流动+远程”自动化维护保障模式8总结莱钢自动化维护保障体系,整合了企业内部所有的过程控制系统数据资源,为生产管理、维护人员实现生产线自控系统的异地监控与维护提供一个集成化的平台;对自动化控制系统的多种性能指标进行实时检测和评估并进行分析、计算和预测,建立了具有自学习功能的故障及处理方法历史数据库,并在不断积累经验的基础上,优化处理故障预案,实现了管控一体化,打造出了具有莱钢特色的“固定+流动+远程”的自动化维护保障体系,实现了信息资源的共享和生产过程的统一管理。[作者简介]栾鲁民(1953~,男,高级工程师,主要从事自动化、信息化技术的研究与应用。(收稿日期:2009-04-17自动控制信息技术与信息化1062009年第3期电炉冶炼过程中,炉内排出的原始烟气温度约为1200℃左右,高温烟气首先通过电炉炉盖第四孔进入水冷滑套,然后经过水冷烟道和高温烟道,进入热管式余热锅炉后,余热利用系统工作。除盐软化水通过除氧器进一步除去水中的氧气,经过省煤气器预热后,进入余热锅炉系统,在余热锅炉中通过和高温烟气的热能交换,将软化水加热成中压饱和蒸汽,然后储存在蓄热器内,以供生产和生活使用。经过热能交换后的烟气温度降到150℃左右,然后通过管道进入除尘器本体,烟气经过除尘器净化后,由风机系统排入大气中。2控制系统结构组成根据系统生产工艺特点和要求,以及出于安全考虑,该项目控制系统由两套SIEMENSS7-400PLC控制器、三台监控站组成。两套系统分别在完成余热利用系统智能化控制和除尘系统的智能化控制的同时,系统间通过以太网进行通讯,分别监控对方的运行状况。余热和除尘两套S7-400PLC及三台上位机之间采用以太网方式进行实时通讯,实现监控终端的集中显示、操作和故障自诊断。PLC采用以太网模板CP443-1系列,利用CP443-1自身的处理器,独立处理工业以太网上的数据堵塞,减轻了CPU的通讯负担。控制系统网络结构如图2所示:图2除尘余热利用控制系统网络结构图基础级自动化的功能:现场电控系统和仪控系统设置为三电一体化(EIC控制,统一由两套S7-400PLC完成其控制功能。其中所有仪表检测参数均直接引入PLC控制系统,取消了中间的仪表显示,减少了中间环节,降低了故障发生的机率。电控系统的控制在监控微机上实现了集中控制,减...
