干熄焦本体控制系统的设计与实现

摘要

所谓干熄焦，是指采用氮气气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。在干熄焦过程中，红焦从干熄炉项部装入，低温氮气气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内，吸收红焦显热，冷却后的焦炭从干熄炉底部排出，从干熄炉环形烟道出来的高温氮气气体流经干熄焦锅炉进行热交换，锅炉产生蒸汽，冷却后的氮气气体由循环风机重新鼓入干熄炉，氮气气体在封闭的系统内循环使用。干熄焦装置是冶金工业中较复杂的一种工艺生产装置。
　　新钢公司现有干熄焦3座，其中3#干熄焦系统产能设计为155t/h，1#、2#干熄焦为90t/h。本文针对新钢公司3#干熄焦(155t/h)这一全新的工艺流程，设计与实现干熄焦本体自动控制系统。基础自动化级以Simatic S7-400H可编程控制器冗余系统为核心，各PLC之间，以及L1级与HMI之间都采用基于TCP/IP协议的以太网，控制系统软件采用PCS7系统设计。
　　论文分析干熄焦工艺的特点和控制要求，针对干熄焦的运行特点，从控制系统的硬件到软件，进行了全面的设计与实现。设计并实现了提升、走行、装入系统控制、预存段料位控制、排焦系统排焦、运焦及称量控制、供水及锅炉系统的控制、气体循环系统的控制、除尘和焦粉排出回收系统的控制、预存室压力调节的优化控制。在上位机中通过WinCC完成监控系统的设计，提供良好的人机交互界面。
　　干熄焦项目投产至今，据现场的运行情况来看，本文中的干熄焦自动控制系统稳定可靠，干熄焦提升、走行和装入系统实现了全自动操作，实现了无人值守，并且保持正常的生产节奏、汽包液位调节上等都非常平稳，预存室压力稳定，蒸汽温度与压力完全满足发电机要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及现实意义

1．2 国内外干熄焦发展过程和技术现状

1．2．1 干熄焦的发展过程

1．2．2 国内干熄焦技术的现状与发展

1．2．3 干熄焦的优点

1．3 本文的主要工作

第2章 干熄焦工艺及设备

2．1 干熄焦的工艺流程

2．2 红焦的装入设备

2．3 冷焦排出设备

2．4 干熄炉

2．5 气体循环设备

2．6 干熄焦锅炉

2．7 本章小结

第3章 控制系统硬件设计

3．1 西门子PCS7简介

3．1．1 Step7简介

3．1．2 Wincc软件简介

3．2 西门子容错S7-400H简介

3．3 控制系统的总体结构

3．4 系统硬件设计

3．5 本章小结

第4章 控制系统软件设计

4．1 焦罐车和APS联锁控制软件设计

4．2 红焦提升、走行与装入控制软件设计

4．2．1 红焦提升、走行与装入流程

4．2．2 提升机控制程序关键及曲线

4．2．3 提升机上升(提升塔内)控制

4．2．4 提升塔至预存室正向运行控制

4．2．5 提升机下降(预存室侧)控制

4．2．6 提升机上升(预存室侧)控制

4．2．7 预存室至提升塔反向运行控制

4．2．8 提升机下降(提升塔内)控制

4．2．9 装入装置控制程序

4．2．10 其余相关辅助控制

4．3 预存段料位控制

4．3．1 系统概述

4．3．2 干熄炉内焦炭量计算

4．4 排焦系统及排焦、运焦及称量系统的控制及联锁

4．4．1 排焦系统及排焦、运焦及称量系统的控制

4．4．2 排焦系统及排焦、运焦及称量系统的联锁

4．5 供水及锅炉系统的控制

4．5．1 锅炉水位控制

4．5．2 锅炉主蒸汽压力控制

4．5．3 过热器出口蒸汽温度控制

4．6 其他辅助控制

4．6．1 气体循环系统的控制

4．6．2 除尘和焦粉排出回收系统的控制

4．6．3 预存室压力的控制

4．7 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢