冶鋼熱處理連續(xù)退火爐改造方案

1、冶鋼熱處理連續(xù)退火爐改造方案初稿二六年三月目 錄概述1一、改造方案設計 11.1熱處理退火爐改造方框圖21.2改造測量點統(tǒng)計3二.DCS集散系統(tǒng)控制方案42.1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司控制方案42.2浙江中控技術有限公司控制方案9三.外圍設備改造方案113.11連續(xù)退火爐113.1.1外圍設備說明113.1.2方框圖123.22連續(xù)退火爐133.2.1外圍設備說明133.2.2方框圖143.3其它退火爐153.3.1外圍設備說明153.3.2方框圖173.4煤氣凈化站183.4.1外圍設備說明183.4.2方框圖20四.附錄21附1：連續(xù)退火爐蝶閥直徑明細表22附2：熱處理廠測量網(wǎng)絡分布圖

2、23概述冶鋼熱處理廠1、2連續(xù)退火爐燃燒控制系統(tǒng)是八十年代重慶自動化研究所安裝的286計算機控制系統(tǒng)，目前已全部癱瘓多年，生產僅僅靠人工手動控制，112段溫度波動在規(guī)定設定值的10，生產出的鋼材質量極不穩(wěn)定，而且煤氣與空氣配比控制不是很理想，造成煤氣未完全燃燒而被排放，能源浪費很大，為了新冶鋼早日實現(xiàn)產量型轉向質量型；質量型轉向穩(wěn)定型；穩(wěn)定型轉向品牌型；通過品牌轉向自主創(chuàng)新型；以自主創(chuàng)新型轉向專業(yè)化服務型；向高、精、尖發(fā)展先進企業(yè)的目標，達到集約化的目的，建議實施以1、2連續(xù)退火爐燃燒控制系統(tǒng)為中心，安裝一套DCS集散系統(tǒng)，改造分二步進行，第一部完成1、2連續(xù)退火爐燃燒控制系統(tǒng)，第二部可輻射廠

3、房內所有的18罩式退火爐、13退火爐、14高溫爐、15、16氮基爐、煤氣凈化站及能源計量系統(tǒng)等所有生產設施。因煤氣凈化站點離連續(xù)退火爐控制室有200米距離，若微弱信號衰減較大，準備采用MOX轉換器，光纖電纜傳輸方式，來保證信號的穩(wěn)定性和可靠性，最后在連續(xù)退火爐控制站提供數(shù)據(jù)能上新冶鋼內部網(wǎng)絡，并向有關單位進行OPC發(fā)布。讓熱處理廠全部測量信息達到共享和遠程控制，隨著自動化程度的提高，從人力、物力計算，生產成本可大幅度下降，產品質量控制可得到保證。改造方案設計：1.1熱處理退火爐改造方框圖見第2頁第1頁1.2改造測量點統(tǒng)計：熱處理區(qū)域測量點規(guī)格統(tǒng)計序號項目輸入信號輸入點數(shù)輸出信號輸出點數(shù)11連續(xù)

4、爐420mA25420mA配24V.DC5mV12開關4420mA26開關4小計463022連續(xù)爐420mA25420mA配24V.DC5mV12開關4420mA26開關4小計46303其它退火爐420mA22420mA配24V.DC7小計294凈化站420mA22420mA1小計221熱處理改造測量點規(guī)格統(tǒng)計序號輸入信號輸入點數(shù)輸出信號輸出點數(shù)1420mA942420mA配24V.DC173mV244開關85420mA536開關8合計14361第3頁二.DCS集散系統(tǒng)控制方案2.1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司控制方案冶鋼熱處理爐（退火爐）項目控制方案1、針對爐子的情況，燃燒控制采用經典的雙交

5、叉限幅燃燒控制?？刂扑脺囟仍谒狞c檢測溫度中，優(yōu)化選取。也可與用戶一道研究使用“虛擬熱值儀”技術，經過運算得到在線熱量值，作為PID實時控制的修正參數(shù)，以達到最佳控制。（控制流程圖略）2、在系統(tǒng)操作站上選擇爐內加工產品。將產品的控制參數(shù)、溫控曲線發(fā)往控制站，控制站將根據(jù)新的溫控曲線進行控制。系統(tǒng)可組態(tài)生成產品的溫控曲線64條。溫控曲線控制圖如下： SEONSEONRMPTBLPID time 爐溫SEON是當在操作站點擊開始時，輸出為ON，啟動控溫曲線開始工作。斜波發(fā)生器RMP與折線表TBL一起工作輸出設定好的溫控曲線。將該曲線引入雙交叉燃燒系統(tǒng)中的溫控PID的SP端，作為溫度設定值。系統(tǒng)將按

6、此曲線進行控制。在更換鋼種時，只需在操作站上選擇鋼種，系統(tǒng)自動按新鋼種參數(shù)進行控制。標準控溫曲線可達100條。第4頁3、系統(tǒng)在一個坐標系內顯示出設定的標準溫控曲線和實際的溫度曲線。4、處理由于噴嘴切換引起的煤氣、空氣流量等參數(shù)的擾動的考慮。當燃燒噴嘴切換時，將回引起空氣、煤氣流量等參數(shù)不穩(wěn)定，將會引起燃燒系統(tǒng)的擾動。為了克服這個擾動，考慮采取下述兩種方法。方法一如下所示：PSWRSDON煤氣流量 煤氣流量PID測量端PSWRSDON 切換信號 timetime切換信號為當燃燒噴嘴切換時給出，將共引入RS觸發(fā)器的觸發(fā)端，使RS觸發(fā)器輸入為ON。將此ON31至2點選擇的選擇端，使PSW輸出保持。即

7、煤氣流量輸出保持切換瞬間的值不變。當RS觸發(fā)器輸出的ON保持了time時間后，DON將輸出為ON，將使RS觸發(fā)器輸出為OFF。Time的長度即是切換時擾動的時間，此時間應在調試中確定。若煤氣流量切換到擾動結束有變化時（較大的變化），可考慮方法二，如下所示：DONMAVPSWRSDONMAVPSWRS time 第5頁在切換時不是一直輸出切換前的煤氣流量值，而是輸出經過移動平均處理后的值，經過移動平均的處理擾動的影響降到極低。于系統(tǒng)可靠性的考慮系統(tǒng)采用冗余配置，控制站與網(wǎng)絡冗余，同時I/O模塊可熱插拔?？纱蟠筇岣呦到y(tǒng)的可靠性。第6頁DCS系統(tǒng)配置清單及報價明細1、系統(tǒng)配置1.1、輸入輸出點數(shù)匯總

8、：序號信 號 類 型系統(tǒng)要求I/O點數(shù)余量I/O點數(shù)配置點數(shù)1模擬量輸入（八通道420mA）204242模擬量輸入（八通道420mA二線制）1410243熱偶/熱阻輸入（八通道可混合輸入）244284模擬量輸出（四通道15 V與420mA）524565數(shù)字量輸入214166數(shù)字量輸出2687合 計114421561.2 控制柜硬件設備清單：序號名 稱型 號數(shù)量生產廠家1控制機柜80060021001川儀十八廠2控制站FCS2000-CS1川儀十八廠3電源SFY-2110K2川儀十八廠4模擬量輸入（八通道420mA二線制）FCS-11173川儀十八廠5熱偶/熱阻輸入（八通道可混合輸入）FCS-1

9、1354川儀十八廠6模擬量輸出（四通道15 V與420mA）FCS-112714川儀十八廠7模擬量輸入（八通道420mA）FCS-11163川儀十八廠8數(shù)字量輸入（十六通道）FCS-11471川儀十八廠9數(shù)字輸出（八通道）FCS-11581川儀十八廠第7頁1.3操作站硬件設備清單：序號名 稱型 號數(shù)量生產廠家1主機PIV2.4G/RAM512M/80G硬盤/50X光驅/3.5”軟驅/網(wǎng)卡 2DELL2顯示器19”液晶彩色顯示器2三星3交換機16口S10241D-LINK4操作臺76016001150mm（高寬深）1重慶川儀5使用說明書1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司1.4 軟件設備清單序號名稱型

10、號單位數(shù)量生產廠家1數(shù)據(jù)描述編輯器Picman.exe套1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司2通道庫編輯器Chb.exe套1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司3模板編輯Htmpled.exe套1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司4監(jiān)控器PicRT.exe套1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司5文檔（報表服務）Docserv.exe套1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司本配置預估價為人民幣：貳拾捌萬元整第8頁2.2浙江中控技術有限公司控制方案浙大中控SUPCON JX-300X DCS配置用戶名稱：湖北新冶綱有限公司項目名稱：熱處理連續(xù)退火爐改造系統(tǒng)規(guī)模序號信號類型I/O點數(shù)20%余量總點數(shù)1模擬量輸入（AI）420mA10

11、1 25 126 熱電阻24 8 32 2420mA輸出52 12 64 3開關量輸入（DI）8 8 16 4開關量輸出（DO）16 8 24 總點數(shù)：244點系統(tǒng)配置控制站硬件序號名稱卡件號數(shù)量單位1機柜XP2021 個2I/O機籠XP2114 個3數(shù)據(jù)轉發(fā)卡XP2338 塊4主控制卡XP2432 塊5電源XP251-14 個6電源箱機籠XP2511 個7電流信號輸入卡XP31321 塊8熱阻信號輸入卡XP3168 塊9模擬量輸出卡XP32216 塊107路觸點型開關量輸入卡XP3632 塊117路晶體管觸點開關量輸出卡XP3623 塊12電源指示卡XP2216 塊13I/O槽位保護卡XP0

12、0014 塊14I/O端子板（不冗余）XP52026 塊第9頁操作站硬件序號名稱部件號數(shù)量單位1DELL整機（P4/2.8G/256M/80G）SC4201套1DELL19液晶顯示器E193FP1個1平面式操作臺XP072-11張2集線器SWITCHXP425-12套3Scnet網(wǎng)卡XP0232塊4操作員鍵盤XP0321個5打印機臺XP071D1張6打印機EPSON1600K3H1臺操作站配置為：美國DELL SC420服務器（P4/2.8G/256M/80G），DELL19液晶顯示器操作站軟件序號名稱型號數(shù)量單位1實時監(jiān)控XP1111套2工程師站組態(tài)軟件XP1351套3中文Windows 2

13、000授權標準版1套外配設備序號名稱型號數(shù)量單位1繼電器柜XP2041 個2和泉繼電器RM2S-U DC2424個3西門子電源24V/5A 2只4空開C65N5只5端子（威得米勒）SAK2.5EN150個6山特UPSC3KS/1H1個浙江中控技術有限公司 2006-3-17第10頁外圍設備改造方案1連續(xù)退火爐外圍設備說明1連續(xù)退火爐利舊測量設備序號測量地點介質設備名稱技術參數(shù)數(shù)量1調節(jié)前煤氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA12調節(jié)后煤氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA13空氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA14煤氣流量煤量孔板15煤氣流量煤量差壓變送器

14、0-100H2o 4-20mA16輥軸調節(jié)調速變頻器 4-20mA17第112段溫度熱電偶K 0-1100128第112段空氣調節(jié)調節(jié)蝶閥 0-90129第112段煤氣調節(jié)調節(jié)蝶閥 0-90121連續(xù)退火爐新增測量設備序號測量地點介質設備名稱技術參數(shù)數(shù)量1輥軸調節(jié)速度測量儀 4-20mA2調節(jié)后煤氣壓力壓力電動執(zhí)行器 4-20mA 0-9013第112段空氣調節(jié)調節(jié)電動執(zhí)行器 4-20mA 0-90124第112段煤氣調節(jié)調節(jié)電動執(zhí)行器 4-20mA 0-90125集散系統(tǒng)調節(jié)DCS1套方框圖見第12頁第11頁2連續(xù)退火爐外圍設備說明2連續(xù)退火爐利舊測量設備序號測量地點介質設備名稱技術參數(shù)數(shù)量

15、1調節(jié)前煤氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA12調節(jié)后煤氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA13空氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA14煤氣流量煤量孔板15煤氣流量煤量差壓變送器0-100H2o 4-20mA16輥軸調節(jié)調速變頻器 4-20mA17第112段溫度熱電偶K 0-1100128第112段空氣調節(jié)調節(jié)蝶閥 0-90129第112段煤氣調節(jié)調節(jié)蝶閥 0-90122連續(xù)退火爐新增測量設備序號測量地點介質設備名稱技術參數(shù)數(shù)量1輥軸調節(jié)速度測量儀 4-20mA2調節(jié)后煤氣壓力壓力電動執(zhí)行器 4-20mA 0-9013第112段空氣調節(jié)調節(jié)電動執(zhí)行器 4

16、-20mA 0-90124第112段煤氣調節(jié)調節(jié)電動執(zhí)行器 4-20mA 0-9012方框圖見第14頁第13頁其它退火爐外圍設備說明其它退火爐新增測量設備序號測量地點介質設備名稱技術參數(shù)數(shù)量114#高溫爐南中北溫度溫度溫度變送器S0-1600 4-20mA3215氮基爐前上下后溫度溫度溫度變送器K0-1100 4-20mA4第15頁其它退火爐利舊測量設備序號測量地點介質設備名稱技術參數(shù)數(shù)量118#罩式退火爐溫度溫度變送器K0-1100 4-20mA8213#退火爐溫度溫度變送器K0-1100 4-20mA1316氮基爐前上下后溫度溫度溫度變送器K0-1100 4-20mA4413#退火爐煤氣流

17、量煤量孔板1513#退火爐煤氣流量煤量差壓變送器0-2.45KPa 4-20mA1614#高溫爐煤氣流量煤量孔板1714#高溫爐煤氣流量煤量差壓變送器0-3.92KPa 4-20mA18罩式退火爐煤氣流量煤量孔板19罩式退火爐煤氣流量煤量差壓變送器0-1.6KPa 4-20mA110總煤氣壓力壓力壓力變送器0-25KPa 4-20mA 111總煤氣壓力壓力配電器4-20mA 4-20mA112總煤氣壓力壓力壓力數(shù)顯儀4-20mA 0-25KPa113氮基爐煤氣壓力壓力壓力變送器0-25KPa 4-20mA114氮基爐煤氣壓力壓力配電器4-20mA 4-20mA115氮基爐煤氣壓力壓力壓力數(shù)顯儀

18、4-20mA 0-25KPa116氮基爐煤氣壓力其它語音報警器10KPa低壓報警117氮基爐煤氣流量煤量孔板118氮基爐煤氣流量煤量差壓變送器0-1.57KPa 4-20mA119直流供電其它電源箱24V.DC.1A120西蒸汽流量蒸量孔板121西蒸汽流量蒸量Smar變送器0-13.44KPa 0-4t/h122總空氣流量空量孔板123總空氣流量空量差壓變送器0-10KPa 4-20mA124氮氣流量氮量孔板125氮氣流量氮量差壓變送器0-1KPa 4-20mA1方框圖見第17頁第16頁煤氣凈化站煤氣凈化站是發(fā)生爐煤氣脫焦的配套系統(tǒng)，目前為2座連續(xù)退火爐使用，隨著焦化工程的上馬，根據(jù)公司煤氣管

19、網(wǎng)安排，待投產后，連續(xù)爐改燒焦化煤氣，其它退火爐改燒高爐混合煤氣經過煤氣凈化站脫焦后的煤氣，因煤氣凈化站點離連續(xù)退火爐控制室有200米距離，微弱信號衰減較大，準備采用MOX轉換器，光纖電纜傳輸方式，來保證信號的穩(wěn)定和可靠性。外圍設備說明煤氣凈化站新增測量設備序號測量地點介質設備名稱技術參數(shù)數(shù)量1蒸汽溫度溫度溫度變送器Pt100 0-3004-20mA 12煤氣進口溫度溫度溫度變送器Pt100 0-1004-20mA 13東、西電輔后溫度溫度溫度變送器Pt100 0-1004-20mA 24東、西絕緣箱溫度溫度溫度變送器Pt100 0-1004-20mA 2513#干箱東、西溫度溫度溫度變送器P

20、t100 0-1004-20mA 6第18頁煤氣凈化站利舊測量設備序號測量地點介質設備名稱技術參數(shù)數(shù)量1總煤氣壓力壓力壓力變送器0-25KPa 4-20mA12總煤氣壓力壓力配電器4-20mA 1-5V13總煤氣壓力壓力壓力數(shù)顯儀4-20mA 0-25KPa14煤氣進口壓力壓力Smar變送器0-25KPa 4-20mA15煤氣進口壓力壓力配電器4-20mA 1-5V16煤氣進口壓力壓力壓力數(shù)顯儀4.5KPa報警 25KPa17煤氣進口壓力調節(jié)調節(jié)氣動薄膜閥0.02-0.1KPa0-100%18煤氣出口壓力壓力壓力變送器0-10KPa 4-20mA19煤氣出口壓力壓力壓力數(shù)顯儀3.8KPa報警

21、10KPa110東、西電輔后煤氣壓力壓力壓力變送器0-20KPa 4-20mA211東、西電輔后煤氣壓力壓力配電器4-20mA 1-5V212東、西電輔后煤氣壓力壓力壓力數(shù)顯儀4-20mA 0-20KPa213進口煤氣流量煤量孔板114進口煤氣流量煤量差壓變送器0-2.45KPa 4-20mA115進口煤氣流量煤量配電器4-20mA 1-5V116進口煤氣流量煤量開方器1-5V 4-20mA 117進口煤氣流量煤量流量顯示儀1-5V 0-1000字/h118生產水壓力壓力壓力變送器0-1MPa 4-20mA119生產水壓力壓力壓力數(shù)顯儀4-20mA 0-1MPa120蒸汽壓力壓力壓力變送器0-

22、1MPa 4-20mA121蒸汽壓力壓力配電器4-20mA 1-5V122蒸汽壓力壓力壓力數(shù)顯儀4-20mA 0-1MPa122蒸汽流量蒸量孔板123蒸汽流量蒸量差壓變送器0-33.33KPa 4-20mA124蒸汽流量蒸量配電器4-20mA 1-5V125蒸汽流量蒸量開方器1-5V 4-20mA 126蒸汽流量蒸量流量顯示儀4-20mA 0-100%127煤氣低壓報警其它閃光報警器8路128直流供電其它電源箱24V.DC.5A1方框圖見第20頁第19頁附錄總體方案由四部分組成，在初部建立控制站時，機柜、機籠同步建設，充分預留總體方案后二部分的I/O板位置二期， 將控制系統(tǒng)以I/O單元的形式分散到工業(yè)現(xiàn)場，且冗余I/O控制總線，確?，F(xiàn)場控制信息的安全、快速傳