CN105154615A - 一种转炉二文喉口自动调节装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

一种转炉二文喉口自动调节装置及调节方法，属于转炉除尘设备及方法技术领域，用于对转炉二文喉口进行自动调节。其技术方案是：本发明突破了传统的炉口压力传感器的微差压控制方式，增加了煤气分析仪传感器、氧气分析仪传感器、氧枪位置传感器、氧气调节阀位置传感器，以一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的信号为标识，通过PLC控制喉口液压站，当检测信号全部满足条件要求时，重砣向下行进至规定位置，当检测信号中任一项不满足条件时，重砣向上行，恢复至初始位置，从而实现转炉二文喉口的自动控制调节。本发明简单实用、便于维护、安全可靠，无繁琐的控制程序，有效地降低了事故的发生，大大提高了煤气回收率，具有显著的经济效益。

Description

一种转炉二文喉口自动调节装置及调节方法

技术领域

本发明涉及一种对转炉二文喉口进行自动调节的装置及方法，属于转炉除尘设备及方法技术领域。

背景技术：

除尘装置是转炉不可缺少的设备，在各种除尘设备中有功率为2800Kw风机带动的湿法除尘装置，这种除尘设备包括汽化冷却烟道、喷淋塔、二级文氏管及喉口（简称：二文喉口）、脱水器、风机、三通阀、水封阀、V型水封等，其中二文喉口是转炉一次除尘核心设备，是烟气处理工况的重点，其起到精除尘的关键作用，关系着烟气净化与煤气回收量。在除尘过程中，二文喉口要根据转炉冶炼期间的烟气量的大小进行自动调节，以保证除尘设备的各项参数要求。

目前二文喉口的自动调节功能是通过安装于炉口的压力传感器信号控制二文喉口的环缝大小来实现。在生产实践中发现，这种调节装置和方法存在控制设备结构复杂、控制过程繁琐、传感器维护困难、故障率高、有时影响正常的除尘运行与生产等缺点，不能满足生产快速发展的需要，成为制约转炉除尘工作的老大难问题，亟待进行改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种转炉二文喉口自动调节装置及调节方法，这种自动调节装置及调节方法简单实用，可以有效地调节和控制二文喉口的环缝开度，使转炉一次除尘烟气外排含尘量达标，同时提高转炉煤气回收量与煤气热值。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种转炉二文喉口自动调节装置，它包括磁尺液压缸、液压伺服控制站、连杆、二级文氏管扩张段、喉口、二级文氏管收缩段、重砣、PLC工控机，液压伺服控制站与磁尺液压缸相连接，磁尺液压缸、连杆和重砣通过销轴连接为一体，二级文氏管扩张段、喉口和二级文氏管收缩段焊接连接，PLC工控机的信号输出端与液压伺服控制站相连接，在磁尺液压缸中安装有磁尺液压缸位置传感器，它还增加了煤气分析仪传感器、氧气分析仪传感器、氧枪位置传感器、氧气调节阀位置传感器，煤气分析仪传感器和氧气分析仪传感器分别安装在风机与三通阀的烟气管道侧面，氧枪位置传感器安装在氧枪升降电机后轴，氧气调节阀位置传感器安装在氧气调节阀门的中轴上下端，煤气分析仪传感器、氧气分析仪传感器、氧枪位置传感器、氧气调节阀位置传感器的信号输出端与PLC工控机的信号输入端相连接。

上述转炉二文喉口自动调节装置，所述重砣与手动控制装置相连接。

一种使用上述转炉二文喉口自动调节装置的调节方法，它采用以下步骤进行：

第一步，信号检测

通过磁尺液压缸的磁尺液压缸位置传感器检测重砣的实际位置，从而确定喉口、二级文氏管收缩段和重砣之间形成的重砣与喉口的环缝的间距；

通过煤气分析仪传感器检测烟气中的CO的百分含量；通过氧气分析仪传感器检测烟气中的O2的百分含量；通过氧气调节阀位置传感器检测氧气调节阀开关量；通过氧枪位置传感器检测氧枪位置的模拟量；

第二步，信号处理

将第一步中检测到的信号输入PLC工控机，PLC工控机对输入信号进行处理，通过检测参数对自动调节装置的状态进行判定，根据判定的结果发出控制指令；

第三步，控制输出

PLC工控机将控制指令输出到磁尺液压缸1的控制端，控制磁尺液压缸1的运行与停止。

上述转炉二文喉口自动调节装置的调节方法，在冶炼前，操作人员设定重陀上限位和重砣下限位，自动调节装置采用自动控制模式，其中：

若煤气分析仪传感器、氧气分析仪传感器、氧枪位置传感器检测到的一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的检测信号同时满足检测信号的条件要求时，重砣位置自动下行至下限位，转炉二文喉口开度增大；

若煤气分析仪传感器、氧气分析仪传感器、氧枪位置传感器检测到的一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的检测信号中有任一信号不满足条件要求时，重砣位置自动上行至上限位，转炉二文喉口开度减小。

上述转炉二文喉口自动调节装置的调节方法，所述煤气分析仪传感器、氧气分析仪传感器、氧枪位置传感器检测到的一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的检测信号的条件要求是：①CO含量>30%；②O2含量<0.5%；③氧枪枪位<13.03m。

上述转炉二文喉口自动调节装置的调节方法，在发生自动控制故障及异常工况时，采用手动控制状态调节控制方法，具体步骤如下：

(1)操作人员点击“手动按钮”后，二文喉口的重砣控制，由自动控制状态转为手动控制状态，然后由操作人员根据实际冶炼工况，对二文喉口的重砣位置进行手动调整，重托行程范围为-200mm——+380mm。

(2)当出现煤气柜有柜满拒收、除尘***参数大幅度波动等异常状况时，由操作人员点击“异常放散”按钮，重坨位置自动上行至预定的上限位，异常解除后，再点击“自动按钮”或“手动按钮”，状态恢复至自动控制状态。

本发明的有益效果是：

本发明突破了传统的炉口压力传感器的微差压控制方式，将转炉一次除尘***二文喉口自动控制方式分为重砣上行及下行两个概念，以一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的信号为标识，通过PLC控制喉口液压站，当检测信号全部满足条件要求时，重砣向下行进至规定位置，当一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置三个检测信号中任一项不满足条件时，重砣向上行，恢复至初始位置，从而实现转炉二文喉口的自动控制调节。本发明简单实用、便于维护、安全可靠，无繁琐的控制程序，使用后有效地降低了事故的发生，大大提高了煤气回收率，具有显著的经济效益。

附图说明

图1是本发明的转炉二文喉口自动调节装置结构示意图。

图中标记如下：磁尺液压缸1、液压伺服控制站2、连杆3、二级文氏管扩张段4、喉口5、二级文氏管收缩段6、重砣与喉口的环缝7、重砣8、煤气分析仪传感器9、氧气分析仪传感器10、氧气调节阀位置传感器11、氧枪位置传感器12、PLC工控机13。

具体实施方式

本发明的转炉二文喉口自动调节装置包括磁尺液压缸1、液压伺服控制站2、连杆3、二级文氏管扩张段4、喉口5、二级文氏管收缩段6、重砣8、PLC工控机13。

图中显示，PLC工控机13的信号输出端与液压伺服控制站2相连接，液压伺服控制站2与磁尺液压缸1相连接，磁尺液压缸1、连杆3和重砣8通过销轴连接为一体，二级文氏管扩张段4、喉口5和二级文氏管收缩段6焊接连接，PLC工控机13通过液压伺服控制站2控制件磁尺液压缸1上下移动，调整喉口5和二级文氏管收缩段6之间的间隙，保证重砣与喉口的环缝7的尺寸。重砣8还与手动控制装置相连接。

图中显示，在磁尺液压缸1中安装有磁尺液压缸位置传感器，它还增加了煤气分析仪传感器9、氧气分析仪传感器10、氧枪位置传感器12、氧气调节阀位置传感器11。煤气分析仪传感器9和氧气分析仪传感器10分别安装在风机与三通阀的烟气管道侧面，氧枪位置传感器12安装在氧枪升降电机后轴，氧气调节阀位置传感器11安装在氧气调节阀门的中轴上下端。煤气分析仪传感器9、氧气分析仪传感器10、氧枪位置传感器12、氧气调节阀位置传感器11的信号输出端与PLC工控机13的信号输入端相连接。

图中显示，磁尺液压缸1中的磁尺液压缸位置传感器、煤气分析仪传感器9、氧气分析仪传感器10、氧枪位置传感器12、氧气调节阀位置传感器11的检测信号进入PLC工控机13，PLC工控机13输出信号传到液压伺服控制站2，液压伺服控制站2控制件磁尺液压缸1执行动作。

本发明的使用上述转炉二文喉口自动调节装置的调节方法，它采用以下步骤进行：

第一步，信号检测

通过磁尺液压缸1的磁尺液压缸位置传感器检测重砣8的实际位置，从而确定喉口5、二级文氏管收缩段6和重砣8之间形成的重砣与喉口的环缝7的间距；

通过煤气分析仪传感器9检测烟气中的CO的百分含量；通过氧气分析仪传感器10检测烟气中的O2的百分含量；通过氧气调节阀位置传感器11检测氧气调节阀开关量；通过氧枪位置传感器12检测氧枪位置的模拟量；

第二步，信号处理

将第一步中检测到的信号输入PLC工控机，PLC工控机对输入信号进行处理，通过检测参数对自动调节装置的状态进行判定，根据判定的结果发出控制指令；

第三步，控制输出

PLC工控机将控制指令输出到磁尺液压缸1的控制端，控制磁尺液压缸1的运行与停止。

在本发明的转炉二文喉口自动调节装置的调节方法中，利用检测信号进行控制需要在PLC工控机中设定各种参数，用预先设定的参数与检测信号进行比较，然后发出控制指令对设备进行自动调节。

本发明在冶炼前，需要操作人员设定重陀上限位和重砣下限位，重砣8行程可根据冶炼***工况人为设定，范围为-200mm——+380mm。

在自动调节装置采用自动控制模式时：

若煤气分析仪传感器9、氧气分析仪传感器10、氧枪位置传感器12检测到的一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的检测信号同时满足检测信号的条件要求时，重砣8位置自动下行至下限位，转炉二文喉口开度增大；

若煤气分析仪传感器9、氧气分析仪传感器10、氧枪位置传感器12检测到的一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的检测信号中有任一信号不满足条件要求时，重砣8位置自动上行至上限位，转炉二文喉口开度减小。

本发明的煤气分析仪传感器9、氧气分析仪传感器10、氧枪位置传感器12检测到的一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的检测信号的条件要求是：①CO含量>30%；②O2含量<0.5%；③氧枪枪位<13.03m。

本发明在发生自动控制故障及异常工况时，采用手动控制状态调节控制方法，具体步骤如下：

(1)操作人员点击“手动按钮”后，二文喉口的重砣控制，由自动控制状态转为手动控制状态，然后由操作人员根据实际冶炼工况，对二文喉口的重砣8位置进行手动调整，重砣8行程范围为-200mm——+380mm。

(2)当出现煤气柜有柜满拒收、除尘***参数大幅度波动等异常状况时，由操作人员点击“异常放散”按钮，重坨位置自动上行至预定的上限位，异常解除后，再点击“自动按钮”或“手动按钮”，状态恢复至自动控制状态。

本发明的一个实施例采用的部分设备型号如下：

煤气分析仪传感器9的型号为：LGA-4100DN2000（CO）0-100%；

氧气分析仪传感器10的型号为：LGA-4100DN2000（O2）0-5%；

氧气调节阀位置传感器11的型号为：FLOWSERVE/Logix3200SeriesDigitalpositionerModel3200MD-28-D6-M-04-40-0G-0FSpringville，Utah，USA直行程；

氧枪位置传感器12的型号为：CE65M；

PLC工控机13的型号为：研华610L双核、2.80G主频、2G内存、500G硬盘（WINDOWSXP***）。

本发明的一个实施例的转炉二文喉口自动调节装置的调节方法如下：

A．操作人员冶炼前，设定重砣8上限位+350mm、下限位-100mm。

B．操作人员确认，二文喉口的重砣8处于“手动”状态。

C．操作人员在画面点击油泵“集中开启”状态（1#或2#油泵）

冶炼期间，检测信号开始参与控制，即当煤气回收前期与后期检测到①CO含量≤30%；②O2含量≥0.5%；③氧枪枪位≥12.73m。（开氧点限位13.03m，闭氧点限位13.33m）的任何以一条件时，重砣8位置自动调节至上限位+350mm。

D．冶炼中期，检测信号检测到同时满足以下三个条件时，即①CO含量>30%；②O2含量<0.5%；③氧枪枪位<13.03m。重砣8位置自动下行至下限位，-100mm。

以上工作完成一个完整的煤气回收的二文喉口自动调节控制。

手动控制状态调节控制方法（适用与自动控制故障及异常工况）

E．操作人员点击“手动按钮”后，二文喉口的重砣8控制，由自动控制状态转为手动控制状态，然后由操作人员根据实际冶炼工况，对二文喉口的重砣8位置进行手动调整，重砣行程范围为-200mm——+380mm。

F．当出现煤气柜有柜满拒收、除尘***参数大幅度波动等异常状况时，由操作人员在画面上点击“异常放散”按钮，重砣8位置自动上行至预定的上限位（可人为设定上限位0mm——+380mm）。异常解除后，再点击“自动按钮”或“手动按钮”，状态恢复至自动控制状态。

以上工作完成一个完整的煤气回收的二文喉口自动调节控制。

Claims (6)

1.一种转炉二文喉口自动调节装置，它包括磁尺液压缸（1）、液压伺服控制站（2）、连杆（3）、二级文氏管扩张段（4）、喉口（5）、二级文氏管收缩段（6）、重砣（8）、PLC工控机（13），液压伺服控制站（2）与磁尺液压缸（1）相连接，磁尺液压缸（1）、连杆（3）和重砣（8）通过销轴连接为一体，二级文氏管扩张段（4）、喉口（5）和二级文氏管收缩段（6）焊接连接，PLC工控机（13）的信号输出端与液压伺服控制站（2）相连接，其特征在于：在磁尺液压缸（）中安装有磁尺液压缸位置传感器（），它还增加了煤气分析仪传感器（9）、氧气分析仪传感器（10）、氧枪位置传感器（12）、氧气调节阀位置传感器（11），煤气分析仪传感器（9）和氧气分析仪传感器（10）分别安装在风机与三通阀的烟气管道侧面，氧枪位置传感器（12）安装在氧枪升降电机后轴，氧气调节阀位置传感器（11）安装在氧气调节阀门的中轴上下端，煤气分析仪传感器（9）、氧气分析仪传感器（10）、氧枪位置传感器（12）、氧气调节阀位置传感器（11）的信号输出端与PLC工控机（13）的信号输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的转炉二文喉口自动调节装置，其特征在于：所述重砣（8）与手动控制装置相连接。

3.一种使用上述转炉二文喉口自动调节装置的调节方法，其特征在于：它采用以下步骤进行：

第一步，信号检测

通过磁尺液压缸（1）的磁尺液压缸位置传感器检测重砣（8）的实际位置，从而确定喉口（5）、二级文氏管收缩段（6）和重砣（8）之间形成的重砣与喉口的环缝（）的间距；

通过煤气分析仪传感器（9）检测烟气中的CO的百分含量；通过氧气分析仪传感（10）器检测烟气中的O2的百分含量；通过氧气调节阀位置传感器（11）检测氧气调节阀开关量；通过氧枪位置传感器（12）检测氧枪位置的模拟量；

第二步，信号处理

将第一步中检测到的信号输入PLC工控机（13），PLC工控机（13）对输入信号进行处理，通过检测参数对自动调节装置的状态进行判定，根据判定的结果发出控制指令；

第三步，控制输出

PLC工控机（13）将控制指令输出到磁尺液压缸（1）的控制端，控制磁尺液压缸（1）的运行与停止。

4.根据权利要求3所述的转炉二文喉口自动调节装置的调节方法，其特征在于：在冶炼前，操作人员设定重陀上限位和重砣下限位，自动调节装置采用自动控制模式，其中：

若煤气分析仪传感器（9）、氧气分析仪传感器（10）、氧枪位置传感器（12）检测到的一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的检测信号同时满足检测信号的条件要求时，重砣位置自动下行至下限位，转炉二文喉口开度增大；

若煤气分析仪传感器（9）、氧气分析仪传感器（10）、氧枪位置传感器（12）检测到的一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的检测信号中有任一信号不满足条件要求时，重砣位置自动上行至上限位，转炉二文喉口开度减小。

5.根据权利要求4所述的转炉二文喉口自动调节装置的调节方法，其特征在于：所述煤气分析仪传感器（9）、氧气分析仪传感器（10）、氧枪位置传感器（12）检测到的一氧化碳含量、氧气含量、氧枪位置的检测信号的条件要求是：①CO含量>30%；②O2含量<0.5%；③氧枪枪位<13.03m。

6.根据权利要求5所述的转炉二文喉口自动调节装置的调节方法，其特征在于：在发生自动控制故障及异常工况时，采用手动控制状态调节控制方法，具体步骤如下：

a.操作人员点击“手动按钮”后，二文喉口的重砣控制，由自动控制状态转为手动控制状态，然后由操作人员根据实际冶炼工况，对二文喉口的重砣位置进行手动调整，重砣行程范围为-200mm——+380mm；

b.当出现煤气柜有柜满拒收、除尘***参数大幅度波动等异常状况时，由操作人员点击“异常放散”按钮，重坨位置自动上行至预定的上限位，异常解除后，再点击“自动按钮”或“手动按钮”，状态恢复至自动控制状态。