炼钢除尘智能化节能实践

2020-11-20段自强段永卿陈建东丁力强王澜瑾

装备维修技术 2020年6期

段自强段永卿陈建东丁力强王澜瑾

摘要：炼钢除尘系统是绿色生产的保障，实现除尘系统经济、高效运行，是炼钢厂降本增效的重要目标。此项目中实体除尘系统包含：二次除尘2套、铁水预处理除尘2套;屋顶罩除尘、精炼除尘、地面料仓除尘各1套;共计7套。各除尘分散独立：需要通过技术、控制手段实现可远程诊断故障，自动调节风机转速。本实践基于除尘系统星形网络，在测试了各点通讯可靠后，将5套除尘运行后台电脑，逐一转移至除尘监控室。解决了各后台分散在不同地点，除尘系统无法统一协调同步，即时调度风量的难题。

关键词：除尘控制网络改进

本实践开发了“以光纤通讯为基础利用Net服务器Wincc交互&PLC智能自动控制变频闭环调速的控制技，确保了各除尘风机转速的动态控制，实现了除尘风机随工序使用需求进行即时动态调速;开发“光传输综合信号星形数据链，各有关信号同步汇总到服务器，实时更新;开发“除尘集中监控站，实现所有辅助除尘后台集中到一个监控室，节省了大部分人力物;开发“除尘网络与生产一级网络的通讯，实现了除尘系统故障的远程诊断查处。本设计对同类的钢铁单位有很高的适用性和参考价值。

1、问题的产生及描述

本改进系统中存在“2座转炉+1座脱磷炉分别配置1套一次除尘并共用2套二次除尘和1套三次屋顶罩除尘”、“双工位LF精炼炉2座+双工位RH精炼炉1座以及钢包处理设施3座，共用1套精炼除尘”;“合金、原料地面料倉配有料仓专用除尘1套”。在除尘系统中“一次除尘”和“辅助除尘”分别占比7%和93%，辅助除尘占绝对比重。相对3套一次除尘设计上能够随转炉吹炼进程自动调速，7套辅助除尘都是人工调速没有自动调节功能，在环保设施不能停运的背景下能耗、人力、故障率等方面存在效能不足。经过对各辅助除尘系统的调查，在负荷一定的情况下，现场的烟气量是主要的有效负载，当工序间歇或过程烟气量减少时，除尘风机保持定速将产生无用功消耗，造成能源的浪费。随工序实际需求调整除尘风机的转速可以提高用电效率、减少无功电能消耗，在满足除尘效果的同时，实现除尘系统降本增效。因此，除尘系统的关键是“集中监控和智能自动调速”。

2、制定实施解决方案

通过项目改造实现的总体思路：“构建星形网络通讯、后台集中监控、星网接入生产环网、生产及风阀信号采集、依据信号编写程序、修改画面单机测试、系统完成联调投用、结果分析跟踪优化”，分为8个步骤来实现：

1. 在除尘值班小二楼建立统一的“除尘监控室”。敷设光纤、Prifibus通讯线，与各除尘器的PLC端连接，构建除尘星形网，实现各除尘PLC与主控室点对点的通讯。

2. 点对点通讯测试后，逐一将5个后台转移集中到该“除尘监控室”内。实现以此基础的星形网络对7套除尘运行操控的集中监控。

3. 申请生产“一级环网”的为“除尘星形网”分配合适的IP地址，逐步统一监控电脑、PLC的通信IP，敷设光纤连接“除尘监控室”和生产主控四楼“服务器室”。实现除尘星网与生产环网对接的基础条件。

4. 采集各工序除尘风阀位置信号，测试进出口风阀受控和位置信号。对位置信号没有反馈到工序生产PLC内的逐一接入和测试，对模拟量、数字量反馈信号进行验证。所有信号调入主控服务器新建DB块。实现所有相关信号的采集和调用条件。

5. 编写“调用信号、手自动转换、状态条件判断、调节指令输出”的智能判断程序、自动控制程序段。实现转速根据生产和风阀信号合理输出调节转速。

6. WINCC画面新增“手/自动转换、现场风阀状态、高速、中速、低速显示与微调”等模块、画面与PLC程序链接及模拟测试。实现单机系统功能实测

7. 依据单机测试结果，将各单机系统同步投入，完整运行“除尘智能自动调速系统”，监控信号采集、传输、调用速率，系统响应时间，各除尘设备动作的协调完善。实现炼钢除尘智能化节能调速开发与应用。

8. 对实施后的系统，跟踪使用效果、各功能块的工作效率、节能降耗情况等，持续一个季度至半年，对数据分析、效益核算，并提出改进方案。实现项目效益。

3、关键技术及创新点

（1）开发基于现场生产设备实时需求信号的自动调速方法;