焦化厂加煤车取煤效率改进方法的分析与应用

2019-02-22乔希彬

设备管理与维修 2019年2期

乔希彬

（莱钢集团设备检修中心，山东莱芜 271104）

0 引言

作为焦炉四大机车的一部分，焦化厂加煤车工作效率影响到其他三大机车的协调工作，进而会影响到焦炉每天的K2系数（即推焦执行系数）稳定。在加煤车整个作业过程中，取煤及加煤操作占据了其总作业时间90%以上，这2套控制系统的先进程度直接影响到加煤车工作效率及后续多个关键工艺指标的提升。

对现场设备设施的运行情况进行摸底，发现加煤车取煤系统运行效率是制约煤车效率提高的主要因素。取煤系统因为设计的原因，接近开关通信方式不能满足现场需要，故障率高、效率低下。利用焦炉成熟的无线感应技术，设计适合的电气电路，编写PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）的自动运行程序，对加煤车取煤系统进行升级，实现加煤车取煤的自动操作。

1 问题分析与改进

运用排除法，对影响加煤车加煤效率的各类因素进行分析，得出4项主要影响因素，并针对这些因素逐一进行分析和改造、提升。

1.1 加煤车取煤系统故障率高和自动化程度低

1.1.1 运行现状及存在问题

受煤系统是炼焦生产过程中的一个重要环节，受煤速度的快慢直接影响生产作业的效率。传统的受煤控制系统，采用的方法是在地面放置操作箱，通过操作加煤车外现场操作箱，或者通过电磁接近开关来实现控制。以上2种方法都存在操作复杂、效率低下的问题，不能满足生产需要。

1.1.2 改进方案

实现煤车受煤的自动操作，首先需解决加煤车与地上PLC控制系统之间的通信问题。根据现场实际情况，引用了感应无线数据方式通信。此类通信是介于有线通信和无线通信之间的通信方式，通过安装在移动机车上的感应天线和沿机车轨道安装的编码电缆之间的电磁感应而实现数据通信。它是PLC与感应无线技术有机的结合，数据通信可靠，位置及信号检测精度高，能抗现场各种电磁干扰，耐高温，完全满足现场需要。这样，就解决了PLC的通信问题：将煤车上的煤罐料位信号引入车上PLC系统中，将受煤闸板控制系统中的开关限位信号、闸板开关控制、空气炮振煤等引入地上PLC系统，通过对车上及地面PLC的编程，实现全自动受煤控制。

1.1.3 编写程序控制流程

当机车行驶至指定位置时（此时PLC检测到煤车位置信号与现场位置相符），按下当前所处列的启动按钮，此时煤车自动打开全部的下煤口，同时空气炮启动开始振煤，间隔一段时间振动一次，直到煤罐料位满，料满后自动启动关闭下煤口，当PLC检测到所有闸板关信号时，方能允许机车行走。手动及自动程序如下：

1.2 加煤车加煤系统自动化程度低

1.2.1 运行现状

原设计加煤车自动装煤系统根据煤车煤罐料位进行控制，此控制方式不符合焦炉生产实际情况，在煤质及配煤比发生改变后，无法控制和调整加煤量，所以加煤车在投入使用后加煤自动系统无法使用。

1.2.2 问题分析

对实际使用情况进行研究，加煤车加煤量应由螺旋转数进行控制，4个炉孔要加煤稳定均衡，这对司机的操作水平提出很高的要求。由于螺旋加减速时间切换以及各车司机掌握的转数不统一，加煤量波动非常大，煤线控制困难，严重时导致加煤口堵眼，对焦炉本体造成严重损害。

1.2.3 改进方案

加煤车PLC控制系统为西门子S7-300系列，主要由1台主机CPU315-2DP和16个输入模块、15个输出模块组成，设置有远程站按钮开关点输入模块和信号灯输出模块硬件。为提高操作人员与PLC之间的交互，在原有硬件配置的基础上增设一套触摸屏装置，在PLC系统中增加CP343-1通信模块，建立通信模块与触摸屏之间的TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议）通信。

对影响加煤量的各个因素进行研究，发现螺旋转速、变频器输出频率控制以及变频的高中低速切换时机对加煤量影响较大。为解决这个问题，将煤车螺旋转数引入PLC系统，重新设计编写触摸屏的工艺画面，在触摸屏上设置平煤转数、螺旋停止转数、实际螺旋转数，其中平煤转数及螺旋停止转数可以由操作人员自由设定，这样完成了加煤车司机与PLC之间数据采集和输入。为进一步稳定装煤量，根据现场工艺特点，对装煤程序进行设计和编程，实现自动装煤操作。