炼铁高炉电气自动化系统基本配置及其功能和优点分析
陈云东
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陈云东,. 炼铁高炉电气自动化系统基本配置及其功能和优点分析[J]. 冶金技术,20233. DOI:10.12721/ccn.2023.157024.
摘要: 在我国经济发展过程中,钢铁是非常重要的材料。在工业发展以及房屋建设等工程当中,钢铁都是不可或缺的材料。在钢铁冶炼过程中,高炉冶炼技术发挥着非常重要的作用,当前随着电气自动化系统的快速发展,需要重视加强高炉冶炼技术与电气自动化系统的有机结合,这样才能使钢铁演练的效率提升,保证我国钢铁的产量和质量。炼铁企业需要重视引入现代化的电气自动化控制系统,以提高生产效率,降低人力成本,保证企业的经济效益。
关键词: 炼铁高炉;电气自动化;基本配置;功能;优点
DOI:10.12721/ccn.2023.157024
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1炼铁高炉电气自动化系统概述

当前我国炼铁高炉电气自动化系统主要分成多个部分,相互之间有机配合,才能使炼铁的稳定性提升。自动化系统作为高炉电气自动化控制系统的核心,能够有效的监测钢铁冶炼过程中各种参数,对高炉炼铁的基本情况进行监测和掌握,实现一体化控制。控制人员可以通过自动化平台,了解高炉冶炼过程中的具体情况,远程监控高炉炼铁的各种设备。煤气净化控制系统主要作用在于对煤气当中的粉尘进行过滤,以符合高炉炼铁的具体需求。在煤气净化控制系统当中融入自动化系统可以有效地通过自动化控制系统对煤气过滤后的粉尘进行处理,定时进行卸灰,使高炉的性能提升。炼铁高炉使用的主要是炉顶供热系统,该系统作业时需要通过变频方式进行控制,以确保炉顶供料系统的平稳运行。电气自动化系统可以有效地对废气温度和炉顶温度进行采集和记录,炼铁高炉在作业时主要进行燃烧、换炉和送风三个步骤,针对不同阶段需要配置热风炉。使用热风炉的目的主要是将冷风加热成热风,接着在炼铁高炉当中送入热风,使炼铁的质量提升,合理使用热风炉可以降低人工成本,防止人工操作过程中各种疏忽问题导致的高炉内部作业受到影响。合理地对炼铁高炉自动化控制系统进行应用,可以及时了解炼铁的基本情况,掌握相关设备的运行状况,及时发现问题,保证炼铁反应的有效进行。

2炼铁高炉电气自动化系统的结构分析和基本配置

在炼铁高炉系统的内部,自动化控制系统是一个开放式的结构,可以融入各种设备,具有很强的集成性,可以使系统搭建的成本降低。企业对电气自动化控制系统进行应用可以监控整个过程,并且通过各种总线与设备进行通讯,发送命令时设备相互配合工作,使炼铁高炉的内部反应得到进一步的优化,保证高炉冶炼的质量。电气自动化控制系统的使用能够大幅度提升经济效益,对电气重要系统进行配置时需要重视加强通信系统的构建,合理进行布线,减少网线和电缆的使用。工作人员需要通过网络分层构架,逐步对各系统进行结合,以plc为控制平台,加强各操作系统的有效连接,使整体工作效率提升。设计人员通过网络连接的方式对plc设备进行使用,对各系统进行稳定的控制,并且利用plc设备采集相关数据传输到后台计算机当中,由主控计算机完成整个系统的控制,使整体性能提升。

设计人员在设计电气自动化控制系统时,需要对相关因素进行考虑,不同系统使用不同的冗余配置,提升整体性能。电气控制系统当中,如果某一设备产生问题,可以及时对该模块和设备进行更换,这样可以达到快速修复故障的目的,减少电气自动化控制系统出现故障对整个冶炼过程产生的影响[1]

3炼铁高炉电气自动化系统优点

高炉炼铁系统的自动化水平逐步提高,传统控制技术主要是通过继电器和接触器设备共同操作而完成的。这种操作方法在传统工业领域应用非常广泛,其成本非常低廉、而且操作比较方便,但缺陷在于信息的处理效率比较低下,电气控制技术的应用,能够将上述问题有效地规避,尤其是在高炉炼铁系统当中,利用PLC技术以及机电控制技术的有效结合,能够逐步改善机械设备运转质量,并且让不良因素造成的误差降低,提升监督和管控的精确度,通过这样的方法可以大幅度提升控制效率,优化工业生产水平。具体的优势如下。

3.1安全性能高

高炉炼铁需要在高温环境下作业,如果出现事故可能会导致严重的损失,比如说前些年出现的南钢铁水流出的事件,造成大量人员伤亡。工作人员通过使用电气自动化控制系统,可以有效的监控各设备的数据,在中控室就可以了解整个钢铁冶炼的具体过程,一旦出现异常可以及时发出警报,保证工作人员的安全性。刚出炉的钢铁温度较高,在现场作业时对工人的身体会出现一定的损伤,通过自动化控制系统可以实现高炉冶炼加工的自动运行,提升冶炼的效率。

3.2工作效率高

电气自动化控制系统的应用可以提升工作效率,当前钢铁加工环节很多操作需要实时监控,并且进行相应的异常处理。通过电气自动控制系统融入物联网、大数据、人工智能等技术,可以实现控制的柔性化,使工作效率提升[2]

3.3操作精度高

在高炉炼铁系统当中,通过物联网技术使用传感器可以及时了解高炉内部炉温状态,并且与标准温度范围相结合,及时了解高炉炼铁的内部环境,使设备在获得相关参数后可以进行精确的操作。保证高炉设备反应的正常进行,使操作精度提升。比如说在高炉炼铁环节,热风炉是炼铁反应的重要组成部分,及时对热风炉的废气温度和拱顶温度进行监测,与阈值进行比对,可以对热风炉工作状态进行调整,提高高炉冶炼反应的效果。

4炼铁高炉电气自动化系统功能

4.1具有自动化控制功能

炼铁高炉自动化控制系统具有较强的自动控制功能,可以依照设定的程序,合理的分析参数,并且调控电气系统的运行情况。在高炉炼铁时,整体设备如果产生异常,电气自动化控制系统可以及时对异常进行检测,并且采取合理的保护措施控制损失,对该系统进行应用具有较好的效果。传统高炉炼铁时需要人工整体化的对高炉进行监控,及时发现故障和问题,然而人工监控的效率较低,很容易可能出现疏忽大意影响电气系统的运行,导致企业出现损失。电气自动化控制系统的应用,可以大幅度提升监控的效率,改变传统高炉炼铁时出现的各种弊端,使炼铁高炉的工作效率提升[3]

4.2具有保护功能

传统高炉炼铁需要耗费大量的人力物力,使用自动化控制系统可以使高炉炼铁的工作效率整体提升。高炉炼铁系统当中电气自动化控制平台通过电缆和网线连接各种组件,具有很强的保护功能,可以利用plc系统进行控制。及时监测系统当中出现的问题,如果出现明显的故障,可以进行系统保护,以降低设备故障造成的损失。

4.3具有生产过程监控功能

电气控制系统能够有效的监测生产的整个过程,控制人员通过事先设定的程序来对生产进行管控,同时可以通过传感器采集相关数据,查看数据是否在阈值范围内,如果超出 阈值时进行处理,并且发出警报,提醒检修人员进行检修。检修人员可以依照监测获得的数据制定针对性的维护预案,使高炉炼铁异常导致的损失降低。电气自动化控制系统的合理利用可以大幅度提升生产的安全性,通过监控系统采集大量数据,掌握钢铁冶炼时的实际情况,可以保证高炉炼铁反应的稳定进行,检测人员也可以通过数据指导后续的检修和维护[4]

结束语

在高炉炼铁系统当中融入电气自动化控制系统,可以使自动控制的效率提升,钢铁冶炼行业逐步开始重视节能增效。合理使用电气自动化控制系统,可以使高炉炼铁对电能消耗降低,同时可以提升高炉炼铁的效率,在后续阶段需要重视加强自动化控制系统的集成化、柔性化,通过引入云计算、人工智能等技术,逐步提升控制的精确度。

参考文献

[1]严飞. 炼铁高炉的电气自动控制系统探究[J]. 中国设备工程, 2018, No.402(17):93-95.

[2]张林. 炼铁高炉的电气自动控制系统探究[J]. 数字化用户, 2018, 024(017):59.

[3]戚健. 炼铁高炉的电气自动控制系统探究[J]. 科技创新与应用, 2016, 000(010):119-119.

[4]刘诚. 电气自动化控制系统的优点与设备可靠性分析[J]. 商品与质量, 2019, 000(042):210.