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华海测控-自动化仪表在炉窑过程控制系统中的应用

华海测控-自动化仪表在炉窑过程控制系统中的应用

2013/6/6 16:55:08

        热处理炉窑仪表改造前采用原苏联设计的膜合压力测量,检测手段落后,测量精度低,不能满足生产工艺要求。改造后,煤气压力、空气压力、炉膛压力均采用自动化仪表控制调节,实时控制,在线测量,准确一致,从而保证节约能源和提高热处理质量。

1 仪表改造前状况分析

    改造前煤气、空气压力测量、炉膛压力测量采用原苏联设计的膜压指示表,这是一种古老的仪表,已安装使用多年,指示不准确,测量精度低,只有2. 5级。这种检测方法落后,手段不齐全,经常发生故障,影响生产的顺利进行。而且煤气压力、空气压力、炉膛压力不能自动调节,因而温度曲线很难控制,影响了热处理质量,造成了能源的浪费,给企业带来了经济损失。

2 仪表改造后控制系统分析

2. 1 控制系统结构

 图1自动化仪表控制系统原理

如图1所示,改造后煤气压力测量采用0 - 20

kPa压力变送器,测量精度为0. 5;空气压力测量采用0 - 10 kPa的压力变送器,测量精度0. 5

;炉膛压力测量采用0 - 2. 5 kPa的差压变送器,精度为1. 0,测量精度比原来提高了。采用

负反馈闭环控制系统,主要解决了煤气压力,空气压力,炉膛压力不能自动调节的问题。控制子系统主要有煤气压力控制调节系统,空气压力控制调节系统,炉膛压力控制调节系统,煤气压力电动安全控制装置等几部分。

2. 2 系统调节原理

   采用自动调节控制系统,即把被测量通过变送器变换成标准统一电信号后,送入调节器,调节器以一定调节规律输出一个统一电信号,然后送入操作器,操作器操作输出一个电信号送入执行器,执行器再把统一电信号按比例转变为具有一定推力的输出角位移来推动阀门的开、闭度,从而改变被测量。

2. 3 调节回路仪表分析及整定

   变送器、调节器、执行器等仪表是控制系统的重要组成部分。首先要把仪表本身调校准确,变送器量程要根据实际需要进行量程调节,包括矢量机构调整和电气部分调整。调节器要进行参数整定即PID调节,就是确定最佳过渡过程中控制器的比例度δ,积分时间Ti,微分时间To。整定方法很多,有理论计算法和工程整定法,经过试验,调整参数的经验范围(如表1) 。执行器的调节,主要是使电器与机械部分协调一致,使电流输出与输出轴转角一一对应。

  参数范围

控制系统

δ Ti/ min Td/ min

液位 20 %80 % - -压力 30 %70 % 0. 41 -流量 40 %100 % 0. 11 -温度 20 %60 % 310 0. 310

3 控制作用的实现

3. 1 可实现自动调节,提高测量精度通过进行系统调试,可实现对各被测量参数精确控制,所有控制元件参数均可实现在线修改、跟踪,达到精确测量的目的。

3. 2 可实现系统的自动、手动无扰动切换自动调节系统的工作状态由自动切换到手动”,手动操作时执行机构在自动调节时原有位置上进行操作,保证既使电气发生故障时,也可手动使系统正常运行,不影响生产顺利进行。工作状态由手动切换到自动”,调节系统的执行结构在原有手动操作的基础上进行调节,无扰动即原有工作状态无变化,保证系统工作稳定。

3. 3 可超限声光报警

    如果煤气压力、空气压力、炉膛压力超限,发出报警信号,使操作者及时采取措施,避免影响燃烧系统的状态出现质量事故。煤气压力控制使关键,煤气压力过高则燃烧剧烈,升温过快,浪费能源;煤气压力过低,则升温过慢,空气压力必须与煤气压力合理配比,才能保证合理燃烧,达到最佳燃烧状态,炉膛压力也影响燃烧系统的状态,一般要求炉膛保持微负压,因为炉压过高会产生喷火,危及人与设备,污染环境,炉压过低会带走大量热风,降低锅炉的热效率。

3. 4 可实现煤气压力下降时,电动安全控制

    它是由煤气压力调节器、阀门电动装置控制器及阀门组成的控制系统,阀门电动装置带开度指示器展示的启闭程度,当煤气压力下降低于允许的最低值时,阀门自动电动装置控制器迅速发出信号,阀门关闭,起到安全保护作用,可防止由于煤气压力过低产生回火,熄炉等危险的发生,在安全生产方面起到了保障作用。

4 结  论

     仪表改造前,由于煤气压力、空气压力、炉膛压力不能自动调节、故需要很长时间才使热处理到规定值;改造后,就能适时地达到规定值,节约工时。同时,由于采用自动调节系统,省去了操作者像过去那样用手搬动阀门,不仅保证了系统的稳定性,而且提高了测量精度及劳动生产率,另外,由于改造前煤气压力、空气压力、炉膛压力不能自动调节,造成煤气,空气大量浪费,改造后,使煤气压力、空气压力、炉膛压力达到最佳参数配合,从而节约了能源,提高了热处理质量,为工厂节约了部分开支,增加了经济效益。

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