一种用于转炉汽包补水的控制系统的制作方法

本发明涉及炼钢转炉，尤其涉及一种用于转炉汽包补水的控制系统。

背景技术：

1、转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。

2、炼钢区转炉汽包补水都是汽化值班人员依靠转炉吹炼时间和摄像头监控汽包液位高低，根据转炉不同吹炼阶段手动进行补水，电话或对讲机遥控水泵工进行开停补水泵，两个岗位距离较远，有时电话占线或对讲机信号不好等原因会导致生产组织困难，运行中出现问题后不利于第一时间沟通处理，此种模式完全依赖于操作人员的经验水平，而且汽包液位控制精度差，不能进行实时调节，极易出现“虚假液位”现象。若汽包液位低于生产需求会使汽化冷却系统瘫痪，严重时会发生烟道爆管，水进入转炉会发生爆炸。

3、炼钢区转炉汽包补水都是汽化值班人员依靠转炉吹炼时间和摄像头监控汽包液位高低，根据转炉不同吹炼阶段手动进行补水。存在如下问题：汽包液位控制精度差，不能进行实时调节，极易出现“虚假液位”现象，可能会使汽化冷却系统瘫痪，严重时会发生烟道爆管，水进入转炉会发生爆炸。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于转炉汽包补水的控制方法，方法可以解决若汽包液位低于生产需求会使汽化冷却系统瘫痪，严重时会发生烟道爆管，水进入转炉会发生爆炸的问题。

2、用于转炉汽包补水的控制系统包括：plc子系统、三冲量控制子系统以及补水阀；

3、plc子系统设有汽包参数获取模块、汽包液位获取模块、蒸汽回收流量检测模块、转炉吹炼时间设置模块；

4、汽包参数获取模块用于获取汽包运行参数，并将汽包运行参数发送给三冲量控制子系统；

5、汽包液位获取模块用于获取汽包液位信息，并将汽包液位信息发送给三冲量控制子系统；

6、蒸汽回收流量检测模块用于检测蒸汽流量信息，并将蒸汽流量信息发送给三冲量控制子系统；

7、三冲量控制子系统基于汽包参数获取模块、汽包液位获取模块以及蒸汽回收流量检测模块发送的信息，生成控制指令，控制补水阀运行，给汽包自动补水。

8、进一步需要说明的是，三冲量控制子系统包括：第一比较模块、第二比较模块、第三比较模块、第一串级pid调节模块、第二串级pid调节模块、给水水位变化传递函数模块、蒸汽水位变化传递函数模块、给水流量调节模块、蒸汽流量调节模块以及水位变送器；

9、第一比较模块的输入端为三冲量控制子系统的输入端，第一比较模块的输出端与第一串级pid调节模块输入端连接，第一串级pid调节模块输出端与第二比较模块输入端连接，第二比较模块输出端与第二串级pid调节模块输入端连接；第二串级pid调节模块输出端和给水流量调节模块输入端分别与给水水位变化传递函数模块输入端连接；

10、给水水位变化传递函数模块输出端与第三比较模块第一输入端连接，第三比较模第二输入端与蒸汽水位变化传递函数模块输出端连接，蒸汽水位变化传递函数模块输入端和蒸汽流量调节模块输入端分别与蒸汽供应端连接；蒸汽流量调节模块输出端与第二比较模块第一反馈端连接；给水流量调节模块输出端与第二比较模块第二反馈端连接；

11、第三比较模块输出端分别连接三冲量控制子系统的输出端和水位变送器输入端；水位变送器输出端与第一比较模块反馈端连接。

12、进一步需要说明的是，第二串级pid调节模块输出端与给水水位变化传递函数模块输入端之间设置有调节阀放大模块。

13、进一步需要说明的是，还包括：汽包连接有高压水泵，高压水泵连接有变频器；plc子系统通过变频器控制高压水泵运行，给汽包恒压供水。

14、进一步需要说明的是，汽包参数获取模块用于获取汽包压力和温度信息。

15、进一步需要说明的是，在转炉吹炼期，当汽包的液位≤300mm时，三冲量控制子系统基于汽包参数获取模块、汽包液位获取模块以及蒸汽回收流量检测模块发送的信息，生成控制指令，控制补水阀运行，对汽包进行补水。

16、进一步需要说明的是，在转炉吹炼期，当汽包液位≥480mm时，plc子系统控制关闭补水阀，停止补水。

17、在转炉非吹炼期，当汽包液位为0mm时，plc子系统控制补水阀开启进行补水。

18、在转炉非吹炼期，当汽包液位≥50mm时，plc子系统控制关闭补水阀，停止补水。

19、进一步需要说明的是，plc子系统配置有手动控制模块、自动控制模块以及手自动切换模块。

20、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

21、本发明提供的控制系统实现了转炉汽包液位自动稳定控制，经过plc系统组态转换和生产装置运行检验，系统运行稳定可靠，操作方便且控制效果好，具有很好的推广性。而且能够手动自动切换，应对检修和日常运行操作。还通过设备本质化安全运行角度出发，实现了操作的安全稳定。

22、基于上述用于转炉汽包补水的控制系统能够对转炉汽包运行信息进行汇总储存，并处理，方便操作人员进行查阅和控制使用，有效的提升转炉汽包监控效率。还能够对转炉汽包运行信息高效率地收集、存储，并进行处理，基于转炉汽包的状态以及炼钢过程的状态实现过程控制，使用多维空间描述转炉汽包运行过程。提高炼钢过程的质量和效能，及时发现在转炉汽包运行过程的安全隐患并进行预警，以提高转炉汽包运行过程管理水平和效率，从而实现转炉汽包运行全过程控制的及时性和科学性。

技术特征：

1.一种用于转炉汽包补水的控制系统，其特征在于，包括：plc子系统、三冲量控制子系统以及补水阀；

2.根据权利要求1所述的用于转炉汽包补水的控制系统，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的用于转炉汽包补水的控制系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的用于转炉汽包补水的控制系统，其特征在于，还包括：汽包连接有高压水泵，高压水泵连接有变频器；plc子系统通过变频器控制高压水泵运行，给汽包恒压供水。

5.根据权利要求1所述的用于转炉汽包补水的控制系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的用于转炉汽包补水的控制系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的用于转炉汽包补水的控制系统，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的用于转炉汽包补水的控制系统，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的用于转炉汽包补水的控制系统，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的用于转炉汽包补水的控制系统，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种用于转炉汽包补水的控制系统，包括：PLC子系统、三冲量控制子系统以及补水阀；获取汽包运行参数，并将汽包运行参数发送给三冲量控制子系统；获取汽包液位信息，并将汽包液位信息发送给三冲量控制子系统；检测蒸汽流量信息，并将蒸汽流量信息发送给三冲量控制子系统；三冲量控制子系统基于汽包参数获取模块、汽包液位获取模块以及蒸汽回收流量检测模块发送的信息，生成控制指令，控制补水阀运行，给汽包自动补水。系统实现了转炉汽包液位自动稳定控制，系统运行稳定可靠操作方便且控制效果好。而且能够手动自动切换，应对检修和日常运行操作。还通过设备本质化安全运行角度出发，实现了操作的安全稳定。

技术研发人员：刘强,申作程,焦宏伟,许天兵,鲁明,蔡振波,刘成虎,张清华,陈文杰
受保护的技术使用者：日照钢铁控股集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13