高炉出铁场布袋除尘控制系统的设计与实现

摘要

新钢2500m3高炉投产于2009和2010年，高炉技术装备处于全国同类型高炉的先进水平。环境保护越来越受到重视，出铁场是烟尘和粉尘产生的重点源。出铁场布袋除尘三电控制是复杂的控制系统，涉及中压10kV及低压380V众多设备的自动控制。本文基于2500m3高炉出铁场自动控制的设计，研究了出铁场的工艺流程，设计并实现了高炉出铁场布袋除尘自动控制系统。本文的主要研究工作如下：
　　(1)剖析了出铁场布袋除尘的工艺流程及设备组成，全面地分析了出铁场控制中的供配电、工艺控制要求，过程检测内容及要求，风机的软起动控制。论述了出铁场布袋除尘工艺与调速型液力偶合器工作原理。
　　(2)分析确定了关键设备的工作原理技术参数，给出了每一过程对象检测的上下限以及保护停机参数值。围绕出铁场布袋除尘工作时序曲线及分布，以电能物流自始至终的流程，逐步设计，完成了出铁场布袋除尘控制系统的总体设计。
　　(3)设计了出铁场布袋除尘供电系统，对出铁场低压负荷进行了计算，完成了1kV、2000kW电机继电保护电路设计以及继电保护数据的整定计算。进行了低压配电系统设计，完成了UPS的设计选型、DC24V电源容量的计算。完成了出铁场布袋除尘过程检测与控制设计。
　　(4)根据自动控制要求，完成布袋除尘PLC选型、I/O信号配置、硬件电路连接、以及主站与从站组网连接;完成出铁场L1级计算机网络连接、设计了出铁场风机启动、顺序清灰流程，卸灰控制及报警等关键环节的PLC程序设计。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 项目背景

1．2 国外部分大型高炉出铁场烟尘治理概况

1．3 我国高炉出铁场除尘技术的发展

1．4 我国高炉出铁场除尘系统存在问题与不足

1．5 本文的主要工作

第2章 除尘工艺

2．1 出铁工序简介

2．2 上悬式伞形除尘罩

2．3 布袋除尘器工艺流程

2．4 调速型液力偶合器工作原理与控制

2．4．1 调速型液力偶合器系统构成

2．4．2 调速型液力偶合器工作原理

2．4．3 液力偶合器节电效果分析

2．5 本章小结

第3章 除尘过程的检测与控制要求

3．1 出铁场布袋除尘控制过程的检测

3．2 主要设备保护的设定参数

3．3 主要工作状态与操作方式检测

3．4 出铁场布袋除尘主要控制功能

3．5 本章小结

第4章 除尘控制系统硬件设计

4．1 出铁场自动控制系统总体构建

4．2 出铁场自动控制系统PLC选型

4．2．1 罗克韦尔公司PLC控制器

4．2．2 PLC系统配置

4．3 UPS电源选型

4．4 24VDC直流电源选择

4．5 工控机(IPC)与显示器的选择

4．6 布袋除尘系统的供电设计

4．6．1 布袋除尘供电系统设计

4．6．2 供电负载计算

4．7 布袋除尘风机电机起动及运行控制的设计实现

4．7．1 2000kW风机电机10kV电路

4．7．2 进线柜与星点短接柜二次电路

4．7．3 液阻柜PLC控制

4．8 辅助部分电气控制的设计

4．9 本章小结

第5章 除尘系统的软件设计与实现

5．1 出铁场布袋除尘PLC程序设计

5．1．1 出铁场布袋除尘风机电机启动PLC程序设计

5．1．2 顺序清灰流程的PLC程序设计

5．1．3 卸灰控制PLC程序设计

5．1．4 允许布袋除尘机组开机及报警PLC程序设计

5．2 出铁场布袋除尘机组的HMI的设计实现

5．2．1 出铁场布袋除尘监控主画面

5．2．2 原料除尘操作画面、卸灰操作画面

5．2．3 出铁场布袋除尘监控历史趋势画面

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望‘

参考文献

致谢