[实用新型]转炉煤气回收优化控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种转炉炼钢煤气回收优化控制装置，具体应用于转炉煤气回收自动化控制领域。 

技术背景

转炉炼钢过程就是将铁水中的硅、磷、硫、锰、碳等杂质氧化，使各类成分调整到规定的范围之内，从而冶炼出成分合格的钢水。在转炉炼钢过程中，铁水中的碳氧化为CO和CO₂，每吨钢的生产过程约产生100m³左右的CO，俗称“转炉煤气”，它是一种优质资源。如何有效做好转炉煤气回收及综合利用，是钢铁企业节能降耗，消除污染、提高效益的重要课题。影响转炉煤气回收的主要因素有：转炉设备状况、原料条件、供氧强度、煤气回收工艺流程等等。目前，转炉煤气回收控制存在的问题： 

（1） 转炉炼钢工艺过程以及风机控制和转炉气柜生产状态，分别属于三个相对独立的控制系统。它们相互间的关联关系影响煤气回收的质量和数量。如何有效地将三个系统有效地统一在一个控制模型内是煤气回收自动化的一个难题。

（2） 转炉烟罩的升降直接影响回收煤气的质量。 

（3） 二文调节阀的动作，反应到炉口微差压的变化，是一个纯滞后大惯性环节，常规的控制方法难以在这种环节下得以实现。 

上述问题的存在，影响了转炉煤气回收工艺过程的连续、平稳运行。 

发明内容

本实用新型专利针对背景技术存在的问题，通过对炼钢工艺过程的深入研究，建立炼钢转炉煤气产生、净化、流动、回收的数学模型，提供了一种转炉炼钢煤气回收优化控制装置，它可以精准控制转炉炼钢煤气回收的进程，有效提高了煤气回收的质量和产量，增加能源效率，减少了环境污染。 

本实用新型转炉煤气回收优化控制装置，包括检测控制设备和系统及控制软件组成，检测控制装置硬件由PLC、HMI、工业以太网络组成， PLC通过工业以太网络与CO分析仪、O2分析仪、温度检测仪、烟气流量仪、行程位置开关和RD调节阀联通；系统及控制软件分别由计算模型、系统软件、组态软件等构成；转炉煤气回收优化控制装置可以对转炉煤气回收工艺过程进行实时状态检测和控制。 

本实用新型转炉煤气回收优化控制装置，对转炉煤气进行净化和回收的精准控制，具有重要意义： 

（1）减少环境污染。转炉煤气如不回收排放到大气中，将严重污染环境，成为社会公害。转炉煤气净化回收，可防止环境污染。

（2）回收煤气。每吨钢可以回收含CO(60%)左右的转炉煤气约100 m³，转炉煤气平均热值约为8.5MJ/m³，具有可观的经济价值。 

（3）回收余热。烟气温度为1500℃左右，这部分物理热可以采用汽化冷却形式回收，同时使烟气得到冷却，满足回收条件。汽化冷却烟道平均产蒸汽60——70kg/t钢。 

（4）回收烟尘。年产100万吨钢的转炉，每年可回收2万吨左右的烟尘，回收的烟尘可作辅料，参加烧结矿或球团矿的制品，作为炼铁原料或转炉的冷却剂等。 

附图说明

图一1 转炉煤气回收优化工艺流程图。

图2 转炉煤气回收优化控制装置结构示意图。 

图3 转炉煤气回收优化控制装置控制原理框图。 

具体实施方式

转炉煤气回收优化控制装置的软硬件设备以先进、实用、可靠为原则。为了遵循上述原则，满足煤气回收工艺的控制要求，控制装置硬件设备可采用西门子公司的产品，具体如下： 

（1）可编程控制器（CPU模块、电源模块、数字量输入模块  /输出模块、模拟量输入/输出模块等）；

（2）PN/DP(含MMC存贮卡)、集成PROFINET、以太网；

（3）HMI操作站（西门子 IPC工控机、液晶显示器等）；

（4）D-LINK交换机；

（5）根据现场应用条件，当上述硬件不适用于炼钢自动化系统通讯时，则可重新选择相应硬件设备。

控制软件由计算模型、组态软件构成，包括操作系统WINXP、HMI软件INTOUCH、数值计算软件MATLAB。由上述软硬件组成的优化控制装置，可对转炉煤气回收进行状态检测和实时控制。控制器为PLC系统及程序；执行器为二文RD调节阀；活动烟罩位置为离散的限位开关转化而来的模拟信号。