爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電自動控制系統(tǒng)，涉及燒結(jié)余熱利用【技術領域】，是為全新的爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電技術提供一種不影響燒結(jié)機生產(chǎn)、運行可靠的自動控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)包括按照整個燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)運，爐冷，取熱，發(fā)電等工藝流程所設置的現(xiàn)場控制站，工程師站，操作員站，服務器，通信網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)歸檔系統(tǒng)，報表打印系統(tǒng)等。本發(fā)明在信號輸入回路上以低成本實現(xiàn)了信號的電氣安全性，在遠程通信模塊、數(shù)據(jù)通信總線、控制器、以及控制級和操作級網(wǎng)絡部分都使用了冗余架構(gòu)，極大地提高了系統(tǒng)安全性，可靠性。本發(fā)明能實現(xiàn)系統(tǒng)入料量，冷卻爐進風量，余熱鍋爐用水量及產(chǎn)汽量，發(fā)電量，耗電量等參數(shù)的協(xié)調(diào)控制，滿足安全運行以及高度的集成自動化，充分實現(xiàn)余熱利用的最大化。
【專利說明】爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電自動控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及燒結(jié)余熱利用【技術領域】，具體地說，是一種用于爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電的自動控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟重要基礎產(chǎn)業(yè)，能源消耗量約占全國工業(yè)總能耗的15%，是節(jié)能減排的重點行業(yè)。在鋼鐵生產(chǎn)過程中，燒結(jié)工序的能耗較高，一般為鋼鐵企業(yè)總能耗的10-15%。目前，燒結(jié)礦是利用空氣介質(zhì)經(jīng)過帶式冷卻機或環(huán)式冷卻機進行冷卻，燒結(jié)礦在冷卻的過程中，熱能變?yōu)閺U氣顯熱，廢氣溫度在100-400°C之間。在燒結(jié)工序總能耗中，有近50%熱能以燒結(jié)機煙氣和冷卻機廢氣顯熱形式排放。
[0003]爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電工藝流程及設備配置，使燒結(jié)礦冷卻過程中排放的余熱得以充分利用，發(fā)電量明顯提高，燒結(jié)系統(tǒng)自用電率明顯降低，節(jié)能效果明顯的特點，是一項革命性技術，具有廣闊的發(fā)展前景。對于這種全新的爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電技術來說，要解決諸多工藝參數(shù)間的協(xié)調(diào)，耦合和控制，達到與預期一致的工藝狀態(tài)，才能實現(xiàn)最好的技術成果和最大的經(jīng)濟效益。其配置的一套實時性優(yōu)、穩(wěn)定性好，可靠性和安全性高的自動控制系統(tǒng)，對提高這種全新系統(tǒng)預期余熱利用率，降低能耗，達到最終顯著經(jīng)濟效益具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決上述技術問題，為爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電技術提供一種不影響燒結(jié)機生產(chǎn)、運行可靠、精確控制系統(tǒng)各項工藝參數(shù)，使爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電系統(tǒng)合理高效運行的一套自動控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采用的技術方案是:爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電自動控制系統(tǒng)，包含的多個現(xiàn)場控制站、熱礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)、冷卻爐進料自動控制系統(tǒng)、冷卻爐自動控制系統(tǒng)、冷礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)、余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)、汽輪機自動控制系統(tǒng)、服務器、操作員站；
所述的多個現(xiàn)場控制站包括轉(zhuǎn)運控制站，冷卻爐控制站，余熱鍋爐控制站以及汽輪機控制站，轉(zhuǎn)運控制站控制熱礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)和冷礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)，冷卻爐控制站控制冷卻爐進料自動控制系統(tǒng)和冷卻爐自動控制系統(tǒng)，余熱鍋爐控制站控制余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)，汽輪機控制站控制汽輪機自動控制系統(tǒng)；
所述的熱礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)對熱礦輸送速度進行控制，其包括取料裝置、鏈板輸送機構(gòu)；轉(zhuǎn)運控制站采集鏈板輸送機構(gòu)的電機電流和轉(zhuǎn)速參數(shù)，同采集到的燒結(jié)礦出料量作出對比后，根據(jù)對比結(jié)果調(diào)整熱礦輸送速度，將給定參數(shù)輸出到變頻器，變頻器配置有頻率PID控制器，從而控制鏈板輸送機轉(zhuǎn)速在0.20m/s?0.30m/s變化，滿足燒結(jié)礦在不同生產(chǎn)工況下的輸送需求，鏈板輸送機將650-750度左右的燒結(jié)礦送入冷卻爐中進行冷卻；
所述的冷卻爐進料自動控制系統(tǒng)對布料速度進行控制，其包括冷卻爐布料器，棒式插板閥，水冷系統(tǒng)以及潤滑系統(tǒng)；冷卻爐布料器的電機采用變頻器組態(tài)頻率PID控制器，控制冷卻爐布料器轉(zhuǎn)速以適應燒結(jié)礦生產(chǎn)的不均勻性，冷卻爐進料自動控制系統(tǒng)采集冷卻爐的故障信息，在發(fā)生故障時，關閉棒式插板閥，對冷卻爐爐口完全密封，水冷系統(tǒng)以及潤滑系統(tǒng)上布置有水溫傳感器、水量傳感器、水位傳感器以及油位傳感器，用于同冷卻爐布料器進行連鎖控制，從冷卻爐布料器下方漏斗和溜槽旋轉(zhuǎn)出來的650度-750度的燒結(jié)礦料進入冷卻爐進行冷卻和取熱；
所述的冷卻爐自動控制系統(tǒng)對冷卻爐內(nèi)燒結(jié)料的料位、壓力和爐溫進行控制，包括冷卻爐預存室、冷卻室、冷卻爐下方的振動給料器、底部的鼓風機、冷卻爐底部的引風機、煙氣管道及其各種控制閥門；冷卻爐預存室上部設有料位檢測裝置，搭建料位PID控制器，根據(jù)料位檢測裝置采集到的料位信號，調(diào)節(jié)冷卻爐下方的振動給料器的頻率與幅度，改變爐子出料量的大小，改變控制爐子料位，冷卻爐底部的引風機電機配置變頻器和頻率PID控制器，調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)冷卻爐內(nèi)壓力，冷卻爐預存室上方安裝有壓力傳感器，同引風機和風機入口調(diào)節(jié)閥共同形成負壓控制器，保證冷卻爐預存室在_200Pa的微負壓狀態(tài)，冷卻爐底部的鼓風機電機配置變頻器和頻率PID控制器，調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)冷卻爐內(nèi)冷風量，從而調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度，振動給料器下方設置有溫度傳感器，同鼓風機和風機出口兩個百葉調(diào)節(jié)閥共同形成溫度控制器，保證冷卻爐的燒結(jié)礦出料溫度控制在120°C以下，燒結(jié)礦在冷卻室完成燒結(jié)礦與冷卻空氣的換熱，進入冷礦轉(zhuǎn)運工序中；
所述的冷礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)包括帶式輸送機、電子皮帶秤、高溫輻射計和超溫灑水裝置，電子皮帶秤對燒結(jié)礦進行連續(xù)稱量，稱量值與設定值的偏差值前饋給振動給料器，將排礦量控制在穩(wěn)定的設定值范圍內(nèi)，當高溫輻射計檢測到燒結(jié)礦溫度超過設定值上限時，啟動噴水裝置降溫，保護皮帶機；
所述的余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)包括雙溫雙壓鍋爐，鍋爐給水管，給水泵，鍋爐蒸汽管道，鍋爐汽包，給水管道設流量傳感器、蒸汽管道設流量傳感器和鍋爐汽包設水位傳感器，余熱鍋爐內(nèi)傳感器均采用水位串級PID控制器，余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)將水位信號和給定信號進行比較，蒸汽流量作為前饋量，控制器通過控制給水閥門開啟控制鍋爐水位；
所述的汽輪機自動控制系統(tǒng)包括汽輪機控制器，冷凝器水井，冷凝器補除鹽水調(diào)節(jié)閥，冷凝器再循環(huán)調(diào)節(jié)閥和冷凝泵，汽輪機控制器采集汽機轉(zhuǎn)速信號，功率信號和蒸汽壓力信號組成串級PID控制回路，并將采集到的信號結(jié)果輸出給冷凝器補除塵水調(diào)節(jié)閥，從而控制主蒸汽的進汽量，使汽輪機發(fā)電機系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定在設定值，冷凝器水井水位高于設定值，開啟冷凝泵，同時通過冷凝器再循環(huán)調(diào)節(jié)閥和冷凝器補除鹽水調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)，使冷凝器水井水位穩(wěn)定在設定范圍內(nèi)。
[0006]所述的現(xiàn)場控制站設有多個控制柜、控制柜內(nèi)包含信號隔離回路、浪涌抑制回路，模擬量輸入模件、熱電阻信號轉(zhuǎn)換模件、模擬量輸出模件、開關量輸入模件、開關量輸出模件和冗余的遠程通信模塊。
[0007]所述的現(xiàn)場控制站的冗余通信模塊通過冗余的現(xiàn)場總線與柜內(nèi)的主冗余控制器和從冗余控制器相連接，主冗余控制器和從冗余控制器同步工作，主冗余控制器和從冗余控制器分別被連接到冗余的控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)上，同工程師站、服務器、歷史歸檔服務器以及其他的控制器之間進行遠距離的數(shù)據(jù)傳輸，服務器和操作員站之間利用操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，使操作級設備和控制級設備處于不同的網(wǎng)段。[0008]本發(fā)明的有益效果是:
1、監(jiān)控燒結(jié)礦轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，保持鏈板機，輸送機等設備的良好運行，預見可能的故障，并提前做出處理，同時實現(xiàn)了在故障情況下的燒結(jié)礦料流切換操作。
[0009]2、自動調(diào)節(jié)引風機和鼓風機的風量，合理控制燒結(jié)礦冷卻爐的風溫，風壓，自動調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)下料閥的開啟，合理控制燒結(jié)礦冷卻爐的料位。通過對冷卻爐各項參數(shù)的精確控制，在不影響燒結(jié)礦強度和品質(zhì)的前提下，實現(xiàn)余熱利用的最大化，盡量多的滿足機組的安全經(jīng)濟運行。
[0010]3、自動調(diào)節(jié)鍋爐蒸汽減溫噴水量，保證鍋爐出口蒸汽溫度在中溫中壓鍋爐參數(shù)的合理范圍內(nèi)。中溫中壓余熱鍋爐的水位自動控制，保證鍋爐蒸汽產(chǎn)汽量及其溫度壓力在合理的范圍內(nèi)。
[0011]4、實現(xiàn)爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電系統(tǒng)的精準控制，安全運行以及高度的集成自動化。高度集成自動化實現(xiàn)了在盡量少的操作工人以及高度安全生產(chǎn)的前提下，創(chuàng)造出最大的利經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為冷卻爐取熱自動控制回路的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電的工藝流程示意圖；
圖4為本發(fā)明的信號隔離回路的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的浪涌抑制回路的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明的控制系統(tǒng)的信號流向示意圖；
圖示標記:1、主冗余控制器；2、從冗余控制器；3、控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)；4、歷史歸檔服務器；5、服務器；6、工程師站；7、報表打印系統(tǒng)；8、操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)；9、操作站；10、現(xiàn)場通信總線；11、冗余的遠程通信模塊；12、模擬量輸入模件；13、熱電阻信號轉(zhuǎn)換模件；14、模擬量輸出模件；15、開關量輸入模件；16、開關量輸出模件；17、轉(zhuǎn)運控制站；18、冷卻爐控制站；19、余熱鍋爐控制站；20、汽輪機控制站，21、冷卻爐，22、一次除塵器，23、緊急放氣閥，24、余熱鍋爐，25、二次除塵器，26、引風機，27、煙囪，28、鼓風機，29、關閉閥門，30、煙氣流量控制閥，31、燒結(jié)機，32、破碎裝置，33、熱礦輸送裝置，34、冷卻爐，35、一次除塵器，36、緊急放散閥，37、補汽凝汽式汽輪機，38、發(fā)電機，39、冷卻塔，40、循環(huán)水泵，41、凝汽器，42、凝結(jié)水泵，43、汽封加熱器，44、低壓給水泵，45、主給水泵，46、除氧器，47、冷礦排出裝置，48、冷礦輸送裝置，49、中壓汽包，50、低壓汽包。
【具體實施方式】
[0013]圖中所示，【具體實施方式】如下:
本發(fā)明所述的現(xiàn)場過程控制站采AB1756-L6X作為核心控制器。
[0014]本發(fā)明采用的冗余過程控制軟件為CONTROL L0GIX5000和RS VIEW。
[0015]爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電自動控制系統(tǒng)包含的多個現(xiàn)場控制站，主要有轉(zhuǎn)運控制站，冷卻爐控制站，余熱鍋爐控制站以及汽輪機控制站。每個現(xiàn)場控制站有多個控制柜，控制柜內(nèi)包含信號隔離回路、浪涌抑制回路、模擬量輸入模件、熱電阻信號轉(zhuǎn)換模件、模擬量輸出模件、開關量輸入模件、開關量輸出模件和冗余的遠程通信模塊。信號隔離回路用于模擬量輸入回路，同外部進入柜內(nèi)的4-20mA信號相連，屏蔽了外部危險電位，有效保證了柜內(nèi)信號和設備的安全。浪涌抑制回路用于柜內(nèi)電源回路和開關量輸入回路的保護，有效防止外部電擊以及接線錯誤和感應等造成的異常高電位?，F(xiàn)場控制站內(nèi)的遠程通信采用冗余結(jié)構(gòu)，大大增加了系統(tǒng)通信的安全程度。
[0016]浪涌抑制回路設置在控制柜和大電壓輸入端之間，由壓敏電阻和若干個熔斷器組成，壓敏電阻兩端分別串聯(lián)熔斷器，大電壓依次經(jīng)過熔斷器和壓敏電阻通入控制柜。
[0017]所述的熔斷器為端子式熔斷器，壓敏電阻為額定電壓24V直流，壓敏電壓為lmA47V0
[0018]根據(jù)壓敏電阻電阻值隨電壓而變的特性，將熔斷器和壓敏電阻組成的特殊結(jié)合的電氣回路。當有超過壓敏電阻閾值的電壓進入壓敏電阻時，快速形成短路，利用熔斷器的快熔特性，切斷侵入電壓回路。
[0019]將該組合回路作為穩(wěn)定的模塊，根據(jù)現(xiàn)場危險電壓以及電源回路入侵高電壓進入現(xiàn)場過程控制站的通路方式，進行該模塊連接位置和連接方法的選擇，只有正確的布置連接位置和連接方法，才能保證柜內(nèi)信號輸入模塊，通信模塊，以及控制器的安全。
[0020]現(xiàn)場控制站的冗余通信模塊11通過冗余的現(xiàn)場通信總線與柜內(nèi)的主冗余控制器和從冗余熱控器相連接，主冗余控制器和從冗余控制器同步工作，保證相互之間切換時的無擾動性。主冗余控制器和從冗余控制器分別被連接到冗余的控制極光纖以太環(huán)網(wǎng)上同工程師站、服務器、歷史歸檔服務器以及其他的控制器之間進行遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。服務器和操作員站之間利用另外的一個操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，保證操作級設備和控制級設備處于不同的網(wǎng)段，避免通信的相互影響和干擾。
[0021]本發(fā)明所述的熱礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)主要對熱礦輸送速度進行控制。包括:取料裝置、鏈板輸送機構(gòu)。轉(zhuǎn)運控制站采集鏈板輸送機電機電流，轉(zhuǎn)速等參數(shù)，同采集到的燒結(jié)礦出料量作出對比后，調(diào)整熱礦輸送速度，將給定參數(shù)輸出到變頻器，變頻器配置有頻率PID控制器，從而控制鏈板輸送機轉(zhuǎn)速在0.20m/s?0.30m/s變化，滿足燒結(jié)礦在不同生產(chǎn)工況下的輸送需求。整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，運行參數(shù)，通過控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)上傳至服務器，再通過操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)上傳至操作員站進行監(jiān)控，同時啟停操作命令及緊急處理命令通過操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)和控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)由操作員站下達到轉(zhuǎn)運控制站，輸出給鏈板輸送機構(gòu)。鏈板輸送機將大概700度左右的燒結(jié)礦送入冷卻爐中進行冷卻:
上述熱礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)的取料裝置上設置有觸點容量為Ac380V 5A的限位開關各I個，配合控制取料裝置進行切換。
[0022]所述的冷卻爐進料自動控制系統(tǒng)主要對布料速度進行控制。包括:冷卻爐布料器，棒式插板閥，水冷系統(tǒng)以及潤滑系統(tǒng)。冷卻爐布料器電機采用變頻器組態(tài)頻率PID控制器，控制冷卻爐布料器轉(zhuǎn)速以適應燒結(jié)礦生產(chǎn)的不均勻性。同時，冷卻爐自動控制系統(tǒng)采集冷卻爐的故障信息，一旦發(fā)生故障，關閉棒式插板閥，對冷卻爐爐口完全密封。水冷系統(tǒng)以及潤滑系統(tǒng)上布置有水溫傳感器、水量傳感器、水位傳感器和油位傳感器，用于同冷卻爐布料器進行連鎖控制。冷卻爐控制站采集布料器電機電流，轉(zhuǎn)速等參數(shù)，同轉(zhuǎn)運控制站的熱礦輸送速度作出對比后，調(diào)整布料速度參數(shù)，將給定參數(shù)輸出到變頻器，同時冷卻爐的料位限位信號冷卻爐控制站采集后，作為關閉棒式插板閥的命令。所有的水溫，水位及油位信號通過控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)上傳至服務器5，再通過操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)上傳至操作員站進行監(jiān)控，同時啟停操作命令及緊急處理命令通過操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)和控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)由操作員站下達到轉(zhuǎn)運控制站，輸出給冷卻爐布料器。從冷卻爐布料器下方漏斗和溜槽旋轉(zhuǎn)出來的約700度的燒結(jié)礦料進入冷卻爐進行冷卻和取熱:
所述的冷卻爐自動控制系統(tǒng)主要對爐內(nèi)燒結(jié)料的料位，壓力和爐溫進行控制。包括:冷卻爐預存室，冷卻室，下方的振動給料器，底部的鼓風機，冷卻爐底部的引風機，煙氣管道及其上的各種閥門等。冷卻爐預存室上部設有料位檢測裝置，搭建料位PID控制器，根據(jù)采集到的料位信號，調(diào)節(jié)冷卻爐下方振動給料器的頻率與幅度，改變冷卻爐出料量的大小，進而控制冷卻爐料位。冷卻爐底部的引風機電機配置變頻器和頻率PID控制器，調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)冷卻爐內(nèi)壓力，冷卻爐預存室上方安裝有壓力傳感器，同引風機和風機入口調(diào)節(jié)閥共同形成負壓控制器，保證預存室在_200Pa的微負壓狀態(tài)。冷卻爐底部的鼓風機電機配置變頻器和頻率PID控制器，調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)冷卻爐內(nèi)冷風量，從而調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度，振動給料器下方設置有溫度傳感器，同鼓風機和風機出口兩個百葉調(diào)節(jié)閥共同形成溫度控制器，保證冷卻爐的燒結(jié)礦出料溫度控制在120°C以下。冷卻爐系統(tǒng)的所有信號、測點、運行狀況參數(shù)被采集進冷卻爐控制站中，進行各回路的參數(shù)運算和控制方案選擇后，輸出命令到現(xiàn)場設備。同時，冷卻爐系統(tǒng)的所有參數(shù)通過控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)上傳至服務器，再通過操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)上傳至操作員站進行監(jiān)控，啟停操作命令及緊急處理命令通過操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)和控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)由操作員站下達到冷卻爐控制站，輸出給布料器。燒結(jié)礦在冷卻室完成燒結(jié)礦與冷卻空氣的換熱，進入冷礦轉(zhuǎn)運工序中:
上述冷卻爐自動控制系統(tǒng)的冷卻爐預存室還設置有氣體流量檢測元件，用于同環(huán)形氣道吸入空氣量調(diào)節(jié)閥配合調(diào)節(jié)預存室通管風流量，進而控制冷卻爐預存室壓力。
[0023]本發(fā)明所述的冷礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)包括:帶式輸送機、電子皮帶秤、高溫輻射計、超溫灑水裝置。電子皮帶秤對燒結(jié)礦進行連續(xù)稱量，稱量值與設定值的偏差值前饋給振動給料器，將排礦量控制在穩(wěn)定的設定值范圍內(nèi)，當高溫輻射計檢測到燒結(jié)礦溫度超過設定值上限時，啟動噴水裝置降溫，保護皮帶機。轉(zhuǎn)運控制站采集輸送機電流，冷礦溫度，冷礦出料量等參數(shù)，控制站在溫度控制回路進行比對，超溫時，輸出啟動信號到噴水裝置。冷礦排礦量通過網(wǎng)絡送入冷卻爐控制站去控制振動給料器。所有的電流、溫度、出礦量等參數(shù)通過控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)上傳至服務器，再通過操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)上傳至操作員站進行監(jiān)控，同時啟停操作命令及緊急處理命令通過操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)和控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)由操作員站下達到轉(zhuǎn)運控制站，輸出給帶式輸送機。
[0024]上述冷礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)的超溫灑水裝置上配置有壓力變送器，配置壓力PID控制器，用于同給水調(diào)節(jié)閥配合調(diào)節(jié)灑水壓力，進而控制輸出冷礦溫度。
[0025]所述的余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)包括:雙溫雙壓鍋爐，鍋爐給水管，給水泵，鍋爐蒸汽管道，鍋爐汽包等設備組成。給水管道設流量傳感器，蒸汽管道設流量傳感器，鍋爐汽包設水位傳感器，采用水位串級PID控制器，水位信號和給定信號進行比較，蒸汽流量作為前饋量，PID控制器通過控制給水閥門開啟，向余熱鍋爐內(nèi)供水控制余熱鍋爐水位。余熱鍋爐控制站采集流量、水位、閥位反饋等參數(shù)，余熱鍋爐控制站在各控制回路進行比對計算后，輸出信號到水閥門，從而實現(xiàn)控制。所有的流量、水位、閥位反饋等參數(shù)通過控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)上傳至服務器，再通過操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)上傳至操作員站進行監(jiān)控，同時啟停操作命令及緊急處理命令通過控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)和操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)由操作員站下達到余熱鍋爐控制站，輸出給各閥門。
[0026]上述余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)的鍋爐蒸汽管道設置有溫度傳感器和噴水減溫閥門，配置溫度PID控制器，控制噴水減溫閥門開啟，進而控制蒸汽溫度。
[0027]所述的汽輪機自動控制系統(tǒng)包括:汽輪機控制器，冷凝器水井，冷凝器補除鹽水調(diào)節(jié)閥，冷凝器再循環(huán)調(diào)節(jié)閥，冷凝泵等設備。汽輪機控制器采集汽機轉(zhuǎn)速，功率和蒸汽壓力等信號組成串級PID控制回路，結(jié)果輸出給電液調(diào)節(jié)閥門，從而控制主蒸汽的進汽量，使汽輪機發(fā)電機系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定在給定值。冷凝器水井水位高于設定值，開啟冷凝泵，同時通過再循環(huán)和補除鹽水調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)使冷凝器水井水位穩(wěn)定在給定范圍內(nèi)。汽輪機控制站采集壓力，水位，水泵運行狀態(tài)，閥位反饋等參數(shù)，控制站在各控制回路進行比對計算后，輸出信號到閥門，從而實現(xiàn)控制。所有的壓力，水位，閥位反饋等參數(shù)通過網(wǎng)絡上傳至服務器，再通過網(wǎng)絡上傳至操作員站進行監(jiān)控，同時啟停操作命令及緊急處理命令通過網(wǎng)絡和由操作員站下達到汽輪機控制站，輸出給各閥門，電機。
【權(quán)利要求】
1.爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電自動控制系統(tǒng)，其特征在于:包含的多個現(xiàn)場控制站、熱礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)、冷卻爐進料自動控制系統(tǒng)、冷卻爐自動控制系統(tǒng)、冷礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)、余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)、汽輪機自動控制系統(tǒng)、服務器、操作員站； 所述的多個現(xiàn)場控制站包括轉(zhuǎn)運控制站，冷卻爐控制站，余熱鍋爐控制站以及汽輪機間控制站，轉(zhuǎn)運控制站控制熱礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)和冷礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)，冷卻爐控制站控制冷卻爐進料自動控制系統(tǒng)和冷卻爐自動控制系統(tǒng)，余熱鍋爐控制站控制余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)，汽輪機間控制站控制汽輪機自動控制系統(tǒng)； 所述的熱礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)對熱礦輸送速度進行控制，其包括取料裝置、鏈板輸送機構(gòu)；轉(zhuǎn)運控制站采集鏈板輸送機構(gòu)的電機電流和轉(zhuǎn)速參數(shù)，同采集到的燒結(jié)礦出料量作出對比后，根據(jù)對比結(jié)果調(diào)整熱礦輸送速度，將給定參數(shù)輸出到變頻器，變頻器配置有頻率PID控制器，從而控制鏈板輸送機轉(zhuǎn)速在0.20m/s~0.30m/s變化，滿足燒結(jié)礦在不同生產(chǎn)工況下的輸送需求，鏈板輸送機將650-750度左右的燒結(jié)礦送入冷卻爐中進行冷卻； 所述的冷卻爐進料自動控制系統(tǒng)對布料速度進行控制，其包括冷卻爐布料器，棒式插板閥，水冷系統(tǒng)以及潤滑系統(tǒng)；冷卻爐布料器的電機采用變頻器組態(tài)頻率PID控制器，控制冷卻爐布料器轉(zhuǎn)速以適應燒結(jié)礦生產(chǎn)的不均勻性，冷卻爐進料自動控制系統(tǒng)采集冷卻爐的故障信息，在發(fā)生故障時，關閉棒式插板閥，對冷卻爐爐口完全密封，水冷系統(tǒng)以及潤滑系統(tǒng)上布置有水溫傳感器、水量傳感器、水位傳感器以及油位傳感器，用于同冷卻爐布料器進行連鎖控制，從冷卻爐布料器下方漏斗和溜槽旋轉(zhuǎn)出來的650度-750度的燒結(jié)礦料進入冷卻爐進行冷卻和取熱； 所述的冷卻爐自動控制系統(tǒng)對冷卻爐內(nèi)燒結(jié)料的料位、壓力和爐溫進行控制，包括冷卻爐預存室、冷卻室 、冷卻爐下方的振動給料器、底部的鼓風機、冷卻爐底部的引風機、煙氣管道及其各種控制閥門；冷卻爐預存室上部設有料位檢測裝置，搭建料位PID控制器，根據(jù)料位檢測裝置采集到的料位信號，調(diào)節(jié)冷卻爐下方的振動給料器的頻率與幅度，改變爐子出料量的大小，改變控制爐子料位，冷卻爐底部的引風機電機配置變頻器和頻率PID控制器，調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)冷卻爐內(nèi)壓力，冷卻爐預存室上方安裝有壓力傳感器，同引風機和風機入口調(diào)節(jié)閥共同形成負壓控制器，保證冷卻爐預存室在_200Pa的微負壓狀態(tài)，冷卻爐底部的鼓風機電機配置變頻器和頻率PID控制器，調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)冷卻爐內(nèi)冷風量，從而調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度，振動給料器下方設置有溫度傳感器，同鼓風機和風機出口兩個百葉調(diào)節(jié)閥共同形成溫度控制器，保證冷卻爐的燒結(jié)礦出料溫度控制在120°C以下，燒結(jié)礦在冷卻室完成燒結(jié)礦與冷卻空氣的換熱，進入冷礦轉(zhuǎn)運工序中； 所述的冷礦轉(zhuǎn)運自動控制系統(tǒng)包括帶式輸送機、電子皮帶秤、高溫輻射計和超溫灑水裝置，電子皮帶秤對燒結(jié)礦進行連續(xù)稱量，稱量值與設定值的偏差值前饋給振動給料器，將排礦量控制在穩(wěn)定的設定值范圍內(nèi)，當高溫輻射計檢測到燒結(jié)礦溫度超過設定值上限時，啟動噴水裝置降溫，保護皮帶機； 所述的余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)包括雙溫雙壓鍋爐、鍋爐給水管、給水泵、鍋爐蒸汽管道、鍋爐汽包、給水管道設流量傳感器、蒸汽管道設流量傳感器和鍋爐汽包設水位傳感器，余熱鍋爐內(nèi)傳感器均采用水位串級PID控制器，余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)將水位信號和給定信號進行比較，蒸汽流量作為前饋量，控制器通過控制給水閥門開度控制鍋爐水位； 所述的汽輪機自動控制系統(tǒng)包括汽輪機控制器，冷凝器水井，冷凝器補除鹽水調(diào)節(jié)閥，冷凝器再循環(huán)調(diào)節(jié)閥和冷凝泵，汽輪機控制器采集汽機轉(zhuǎn)速信號，功率信號和蒸汽壓力信號組成串級PID控制回路，并將采集到的信號結(jié)果輸出給冷凝器補除塵水調(diào)節(jié)閥，從而控制主蒸汽的進汽量，使汽輪機發(fā)電機系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定在設定值，冷凝器水井水位高于設定值，開啟冷凝泵，同時通過冷凝器再循環(huán)調(diào)節(jié)閥和冷凝器補除鹽水調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)，使冷凝器水井水位穩(wěn)定在設定范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的現(xiàn)場控制站設有多個控制柜、控制柜內(nèi)包含信號隔離回路、浪涌抑制回路，模擬量輸入模件、熱電阻信號轉(zhuǎn)換模件、模擬量輸出模件、開關量輸入模件、開關量輸出模件和冗余的遠程通信模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的爐冷燒結(jié)礦余熱發(fā)電自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的現(xiàn)場控制站的冗余通信模塊通過冗余的現(xiàn)場總線與柜內(nèi)的主冗余控制器和從冗余控制器相連接，主冗余控制器和從冗余控制器同步工作，主冗余控制器和從冗余控制器分別被連接到冗余的控制級光纖以太環(huán)網(wǎng)上，同工程師站、服務器、歷史歸檔服務器以及其他的控制器之間進行遠距離的數(shù)據(jù)傳輸，服務器和操作員站之間利用操作級光纖以太環(huán)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，使操作級設備 和控制級設備處于不同的網(wǎng)段。
【文檔編號】F01K27/02GK104034174SQ201410189325
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】王應麗, 吳永強, 栗繼魁, 康繼鋒, 呂勇, 朱建峰, 于小環(huán), 高瑞芳, 胡輝, 段衛(wèi)清, 李曉燕 申請人:中信重工機械股份有限公司, 洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司