淺談全氫燃氣罩式退火爐的溫度控制

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1、淺談全氫燃氣罩式退火爐的溫度控制【摘要】全氫燃氣罩式退火爐是冷軋帶鋼退火的i種主要設(shè)備，它對提高產(chǎn)品質(zhì)量起著十分重耍的作用。由于其使用易爆的氫氣作為保護氣，因此對控制系統(tǒng)的要求是安全、可靠。自控系統(tǒng)是退火工藝的核心，而自控系統(tǒng)主要是靠壓力和溫度控制，下面就談?wù)勌粕浇埨滠垙S全氫燃氣罩式退火爐是如何進行溫度控制的?！娟P(guān)鍵詞】全氫燃氣罩式退火爐；工藝過程；自動控制；溫度控制1?總述1.1簡介唐山建龍冷軋廠的全氫燃氣罩式退火爐生產(chǎn)線籌建于2007年12月，2008年5月36個爐臺全部投入使用，目前運行狀態(tài)良好。本工程屬于江蘇凱特爾公司承包，電控部分由武漢海進承接。1.2設(shè)備組成主

2、體設(shè)備分為：19臺加熱罩，17臺冷卻罩，36座加熱冷卻爐臺，24座終冷爐臺，36套儀表閥架，2套液壓系統(tǒng)，36套電控系統(tǒng)。2.自動控制系統(tǒng)2.1基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)采用徳國西門子公司生產(chǎn)的S7-300PLCo從每個爐臺均完全獨立的工藝特性出發(fā)，本著控制分散、管理集中的原則，每個爐臺用一套S7-300PLC控制，CPU控制模塊采用315-2DPo36套S7-300PLC,通過6臺交換機和光纖電纜連接成環(huán)狀工業(yè)以太網(wǎng)，接成環(huán)狀工業(yè)以太網(wǎng)的目的是為了提高工業(yè)以太網(wǎng)的可靠性?，F(xiàn)場各類檢測信號通過控制電纜接到DI模塊和AI模塊。各類控制信號經(jīng)DO模塊和A0模塊，也通過控制電纜

3、送到現(xiàn)場，分別控制各種閥門及調(diào)節(jié)閥等。36座爐臺，用2臺操作站(OS)進行操作、監(jiān)視和控制。2臺操作站的監(jiān)測軟件功能一樣，正常情況下，每臺操作站監(jiān)控36個爐臺;當(dāng)某一臺操作站故障時，另一臺操作站可繼續(xù)監(jiān)控該故障操作站在故障前所監(jiān)控的爐臺，另外述有一臺工程師站，工程師站供軟件工程師維護和優(yōu)化軟件之用。該自動化控制系統(tǒng)還設(shè)計有一臺二級機(HPC)o該二級機實時采集生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)，供生產(chǎn)管理部門或者調(diào)度部門實時掌握罩式爐車間的生產(chǎn)情況；同時該上位機留有與上級管理和通訊接口。屆時完成與三級機通訊的軟件設(shè)計和編程任務(wù)。上位機HPC通過以太網(wǎng)從三臺操作站采集數(shù)據(jù)。為了罩式爐的生產(chǎn)安全，

4、HPC只能采集數(shù)據(jù)，不能干預(yù)罩式爐的生產(chǎn)過程。2.2網(wǎng)絡(luò)配置3.溫度控制2.1加熱裝置的組成加熱罩為一圓柱形半殼結(jié)構(gòu)，加熱系統(tǒng)包括：8只分兩層布置的高速燒嘴;8套燃氣電磁閥、比例閥；8只IFS258燒嘴控制器及TZT點火變壓器；8只熱空氣電動調(diào)節(jié)閥；空氣流量調(diào)節(jié)閥、切斷閥；助燃風(fēng)機、空氣預(yù)熱器及連接管道；燃氣孔板流量變送器，壓力開關(guān)及壓力表；1套燃氣切斷電閥門，減壓穩(wěn)壓閥，燃氣計量儀表和1套快速街頭。燒嘴工作時，通過助燃空氣的電動閥門來調(diào)節(jié)空氣壓力大小，再由空氣壓力來調(diào)節(jié)比例閥門的開度，從而來控制煤氣進氣量的大小，達到一個合適的空燃比例，獲得最佳的燃燒效果。配有一個燒嘴操作

5、箱，具體有以下電氣元件：手動/自動開關(guān)；加熱罩點火指示燈；加熱罩故障指示燈；帶電插頭的手動電氣連接線。所有至PLC的信號，均由電氣連接線傳送，點火控制器及莫元件，所有復(fù)位信號均通過它完成。每個燒嘴裝有窺視鏡，如果一個燒嘴發(fā)生故障，只有發(fā)生故障的燒嘴自動停止，加熱罩有其他燒嘴操作，經(jīng)由復(fù)位系統(tǒng)可以對故障燒嘴單獨從新啟動。1.2退火溫度控制過程3.2.1設(shè)定值控制各個程序段的溫度設(shè)定值被歸納到退火程序的溫度軌跡屮，溫度程序器處理設(shè)定值的控制，在程序開始之前，退火程序必須發(fā)送到工作爐臺的PLC中（可編程控制器）。3.2.2溫度控制直接由PLC自動控制爐內(nèi)溫度，溫度控制主要是靠爐臺

6、熱電偶實現(xiàn)，加熱罩溫度僅用于顯示和超溫保護，即當(dāng)爐內(nèi)溫度超過設(shè)定值5°C,或加熱罩溫度超過設(shè)定值上限10°C,燃燒系統(tǒng)自動斷開。3.2.3脈沖調(diào)節(jié)控制如果出現(xiàn)以下情況，就要以脈沖調(diào)節(jié)控制向開/關(guān)控制的轉(zhuǎn)換；加熱罩溫度比設(shè)定值高10°C,并且在空氣電動閥上已經(jīng)達到最小設(shè)定值；工作負荷空間的溫度比設(shè)定值高5°C,并口在電動閥上已經(jīng)到最小設(shè)定值；3.2.4溫度測量工作負荷空間加熱罩和爐臺溫度用K型鎧裝熱電偶進行測量，現(xiàn)場采集的模擬量溫度信號直接進入PLC模塊6ES7331-7KF002-0AB0中，如果加熱罩溫度超出最大設(shè)定溫度10°C或以上，為保護退火設(shè)備，加熱系統(tǒng)即被斷開。如

7、果工作負荷空間的溫度超出設(shè)定溫度5°C或以上，為保護爐料，加熱系統(tǒng)即被斷開。加熱罩和工作負荷空間溫度由操作站進行記錄顯示，即使在冷卻過程中也是如此。3.3退火爐內(nèi)溫度自動控制3.3.1退火溫度控制設(shè)定值菜單說明溫度控制設(shè)定值菜單（見本說明附圖2退火程序操作畫面區(qū)域4）分為9行3列，列1為退火溫度控制段升溫、降溫標(biāo)識，上箭頭表示本行為升溫段，下箭頭表示本行為降溫段；列2為各控制段退火溫度設(shè)定值；列3為各控制段升溫保溫設(shè)定時間。9行分別表示退火過程9個溫度控制分段控制數(shù)據(jù)。3.3.2退火溫度控制過程3.3.2.1加熱罩