一、噴煤的必要性 　　由于能源價格的上漲，使得噸鐵成本上升，公司內部挖潛改造、降低成本的空間已到極限，為了完成公司制定的產量目標和成本目標，必須采取新的措施來增產降耗，高爐噴煤配合富氧，則可大幅度的提高生鐵產量、降低生鐵成本，噴煤技術改造對我公司的發展具有非常重要的意義。 　　高爐噴吹煤粉是世界煉鐵正在迅速發展的一項重大技術，其目的是在高爐冶煉過程中，擴大高爐燃料來源，從風口向高爐噴吹煤粉，以價格低的煤粉替代價格昂貴的冶金焦，改善高爐的操作條件；增加高爐的調劑手段；最終達到節焦增產的目的。 　　在當前能源緊張的形勢下，必須采取措施大力節約和替代焦炭。煉鐵生產降低焦炭的途徑很多：如改進原料質量、提高風溫、改善操作、降低鐵水含硅量、加強管理等。但從效果上看擴大高爐噴吹煤粉，以煤代焦乃是降低焦炭消耗的最有效措施。因此，擴大高爐噴煤是當務之急，符合鋼鐵工業長遠規劃。 　 二、我公司三煉鐵噴煤現狀 　　我公司三鐵廠現有一座200m3高爐,單爐日產鐵650噸,年生產日為355天，則年產鐵為23萬噸。 　　根據我廠的生產實踐，結合國內的實際情況，總結出串聯罐的優點： （1） 實現連續無間斷噴吹； （2） 占地面積少； 它的缺點： （1） 倒罐時，瞬事流量計量失真； （2） 若罐系統出現故障，則噴煤中斷； （3） 廠房高，投資大，檢修不便； （4） 倒罐很難實現自動控制； 并聯罐的優點： （1） 罐系統出現故障，可三個罐輪流噴煤； （2） 倒罐較易實現自動控制； （3） 廠房低，投資小； 并聯罐的缺點： （1） 倒罐瞬間中斷噴吹； （2） 輸粉切斷閥開關頻繁，壽命短； 　　總之，隨著高爐噴煤自動化的實施，倒罐瞬間中斷噴吹已由原3分鐘減少到6秒，并聯罐系統已成趨勢，上鋼一廠2500 m3高爐新建噴煤即為并聯罐系統。 本初步設計按混合噴吹無煙煤、并罐噴吹系統設計。 三、工藝流程 四、設計原則 　　華鋼200m3高爐制煤、噴煤自動檢測控制系統的設計遵循先進性與實用性相結合的原則，充分考慮到滿足設備控制要求，完善測量功能，在檢測元件選型方面適應制煤、噴煤工藝氣粉混合測量和煤粉易燃爆的特點，具有測量準確、維護量小、防爆、使用壽命長等優點。高爐噴煤系統主要由制粉系統和噴煤系統兩部分組成。兩部分可以單獨運行，互不影響。 五、控制原理和硬件結構 　　噴煤系統計算機控制原理如下圖所示。 1、硬件配置 　　主要硬件設備：西門子S7-300可編程控制器一套、CP5611卡一張、上位機兩臺。西門子S7-300可編程控制器采用模塊化結構。硬件損壞時更換方便。 2、軟件配置 　　操作系統為Windows2000；應用軟件為STEP 7編程語言，用于控制程序開發并具有自診斷功能；西門子Wincc6.0軟件具有在線監視、調試功能，以及人機界面。 3、控制系統的通訊網絡 　　西門子S7-300可編程控制器通過PROFI-BUS通訊網絡，將制煤系統、噴煤系統成為一體，數據共享，實現數據采集和現場控制。 　　控制系統采用西門子S7-300可編程控制器為主控設備，執行并聯罐組自動充壓卸后裝煤等順序控制，完成工藝過程的數據采集和自動控制。監控部分選擇國內應用廣泛的研華工控機做上位操作站，它具有適于工業環境，抗干擾性好，可靠性高，價格較低等特點，通過操作站實現工藝過程人--機對話，各類數據處理和管理，集中監控功能，提高自動化操作水平。上位機進行實現參數輸入及生產數據輸出，現場模擬顯示數據打印及與工廠管理網的連接。上位機組態軟件采用西門子Wincc6.0軟件。該組態軟件與S7-300編程軟件STEP 7 緊密集成，可直接使用STEP 7變量表，并對PLC硬件故障進行診斷，有較強的網絡功能。 六、設計方案 　　 　　高爐噴煤系統為并聯流化罐側出料輸出形式，秤量方式為兩罐并聯雙秤計量。系統有流化罐、補氣器以及噴洗管路等組成。其中補氣量采用自動調節閥和手動操作器及PLC的模擬輸出，可以在控制室手動或由計算機自動進行調節。兩臺秤分別秤取兩噴吹罐重。另外，由于采用補氣量調節噴煤較用罐壓調節滯后性大為減少，能使操作人員更容易、更準確地調節噴煤量。 　　整個噴煤系統分為制粉系統和噴煤系統： 1、制粉系統 　　制粉系統工程主要由干燥爐、熱風管道、熱風調節閥、冷風調節閥、中速磨、雜物分離器、鎖氣器、粗粉分離器、主抽風管道、布袋收粉器、風量調節閥、風機、電機組成。配套有皮帶上料系統：受料斗、原煤倉、圓盤給料機、天車、抓斗等。 （1）PLC軟件功能規格 　　過程數據和過程、設備狀態信號采集、處理；燃燒爐出口熱風調節；熱風管混風溫度控制；除塵風量調節；給煤機變頻調速控制；倉壁振動器、給煤機、中速磨、引風機、反吹風機、脈動器、葉輪給料機和煤粉篩啟動/停止控制。 　　燃燒爐作為磨煤機組外圍設施，考慮到檢測控制和操作的相對獨立性及現場條件，采用單獨儀表顯示系統完成監控功能。重要的聯絡信號送磨煤操作室，進計算機系統處理顯示及報警聯鎖。 （2）制煤電氣系統設備啟停要求: 　　制煤機組電機控制包括：皮帶機、受料斗振動電機（2 臺）、給煤機、中速磨、引風機、反吹風機、脈動器、葉輪給料機、煤粉篩，油泵。 　　在上位機選擇系統工作方式為自動時，按動啟動按鈕可自動啟動制煤機組電機，順序為: 　　A、 啟動順序為：開潤滑油泵---開煤粉篩---開葉輪給料機---（引風風量調節閥關閉）開引風機---調節熱風調節閥---調節引風風量調節閥---調節冷風調節閥---開脈動器---開反吹風機---開中速磨---開給煤機。 　　B、 按動停止按鈕可自動停止制煤機組電機，順序為：停給煤機---停中速磨---調節冷風調節閥---調節熱風調節閥---關引風機---停反吹風機---停脈動器---調節風量調節閥---停葉輪給料機---停煤粉篩---停潤滑油泵。 　　在上位機選擇系統工作方式為手動時，可通過按動每個電機的啟動/停止按鈕進行電機的起停控制。 　　1#、2#皮帶機和受料斗震動電機可在上位機通過按動啟動/停止按鈕進行電機的起停控制。 　　熱風調節閥和風量調節閥可在上位機通過改變手動開度進行閥門開度的調節。 2、噴煤系統 　　噴煤系統自動控制方式分第1、第2系列，控制方式為：12列全自動－自動噴吹1；自動噴吹延時，與預備停噴延時配合，可實現間隔或重疊倒罐1。12列全自動－自動噴吹2；自動噴吹延時，與預備停噴延時配合，可實現間隔或重疊倒罐2；12列全自動－自動關1列噴煤閥；12列全自動－自動關2列噴煤閥。 　　噴煤系統可分為手動操作、手動帶罐壓自動調節操作、半自動操作和全自動操作四種操作方式。程序以自動操作為基礎，將噴煤的過程分為6種狀態如下： 　　加煤狀態←→加煤-停止中間狀態←→停止狀態←→就緒狀態←→就緒－噴吹中間狀態←→噴吹狀態,其中兩種狀態為中間狀態，加煤、停止、就緒、噴吹四種狀態可由人工發出命令，程序自動切換至命令的狀態，命令可隨時發出而不受當前狀態的限制，切換時狀態依順序切換，例如當前為加煤狀態，發出噴吹命令，程序將依次切換到加煤-停止中間狀態、停止狀態、就緒狀態、就緒－噴吹中間狀態，最后到噴吹狀態。程序中設置了如下標志： MARK1：當前發出的命令， MARK2：程序接受的命令， MARK3：當前狀態。 程序判斷MARK2和MARK3，如果MARK2>MARK3,則MARK3加1，如果MARK2七、監控畫面 　　采用西門子Wincc6.0軟件設計監視畫面，對操作界面漢化，進行制煤、噴煤的主要操作及狀態顯示；能根據生產需要實現參數修改，包括故障報警顯示及查找等。上位機管理系統要完成對噴煤數據的管理工作，通過PLC與上位機的雙向通訊，可取代編程器。其優點有：上位機在漢化的操作界面下管理著操作者的所有輸入，并以輸入內容做出檢查，避免出錯，操作非常容易；避免操作人員直接與PLC接觸，可防止因誤操作而破壞程序；與編程器互為備用，充分發揮現有的設備能力。 　　監控畫面動態顯示分類（動態顯示包括：過程數據實時顯示、切斷閥開／關狀態、調節閥開度、料倉／料罐料位高度變化、傳動電機運轉／停止狀態、報警窗口自動彈出等）：噴煤系統監控畫面；制煤系統工藝流程模擬畫面；制煤系統參數表畫面；制煤系統報警信息畫面；制煤系統調節儀表畫面。制煤系統電氣傳動啟車控制及狀態監控畫面；制煤系統重要參數實時趨勢記錄畫面；過程報警及運行報表打印；操作說明畫面。 八、結語 　　1、華鋼噴煤站在半年多的時間里由設計到施工順利結束，由試生產的40kg/t.Fe 的噴煤比幾天后就達到105kg/ t.Fe， 焦比由652kg/ t.Fe下降到現在的540 kg/ t.Fe，高爐各項指標明顯提高，并初見成效； 　　2、在建噴煤站的施工過程中，確保其安裝質量，使噴煤站現場清潔干凈，廢氣中粉塵排放濃度在10mg/m3以下，遠遠低于國家<