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关于维护蓄热式加热炉仪表的几点小经验
关于维护蓄热式加热炉仪表的几点小经验
来源:中制冷设备网    2009-6-3
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  [摘要]本文介绍了畜热式加热炉仪表的工作原理,并从生产实践中总结出一套对加热炉仪表常见故障的判断和排除方法。缩短仪表了维护时间,保证加热炉的正常生产。 
    [关键词]畜热式加热炉 仪表维护  


    1前言 
    2004年以来,鸡西北钢带钢厂相继投产了两座畜热式加热炉。由于畜热炉与传统加热炉的供热和排烟方式有很大不同,所以其控制过程也不一样,畜热炉比传统炉增加了自动换向控制和气化冷却控制两部分。操作工们在很长时间内都无法掌握操作要领和控制工作原理,往往因为一个小故障手足无措足,导致停炉甚至停产。为此,对加热炉的常见故障进行分析和研究,总结出工艺与电气知识相结合的方法来判断仪表故障,使其能在最短的时间内查明故障原因并排除故障,维护正常生产。

  
    2我厂畜热式加热炉控制系统组成 
    畜热式加热炉控制系统由燃烧过程控制、换向控制和气化冷却控制三部分组。我厂先投入的通道式集中换向畜热式加热炉(2号炉),之后又建一座外置烧嘴式分段换向式畜热式加热炉(3号炉)。都采用的是德国西门子的S7300PLC可编程序控制器作为下位机来实现所有信号的采集、运算和调解,以S7300CP5611与工控机的通讯接口卡,台湾研华工控机IPC610作监控及编程调试之用,以Windows2000中文平台作为操作系统,2号中央处理模块为CPU314,以组态王软件进行监控,3号中央处理模块为模块CPU315,以WINCC软件进行监控。  


    2.1燃烧过程控制 
    (1)工艺要求 
    燃烧过程控制主要通过对温度、流量和压力检测,来调节一些阀门开度大小,以便控制燃料的多少、排烟量的大小。 
    (2)控制原理 
    温度信号的采集是通过一次仪表热电偶或热电阻来完成的,流量、压力是通过差压、压力变送器来完成的。其检测及控制过程如下: 
    热电偶(热电阻)的毫伏(电阻)信号,差压、压力变送器的毫安信号→S7300PLC的模拟量输入模块SM331→通讯卡CP5611用监控软件在上位工控机中显示→(以3号炉为例,)经过CPU315模块的PID运算→模拟量输出模块SM332→对阀门进调解,以达到控制炉温的确。 
    (3)判断和处理故障的方法 
    在生产过程中,有经验的操作工目测炉墙、钢的颜色可知炉温,误不大于±20℃,由此可知计算机显示的数据是否准确。(炉子外部的光线阴暗的情况下,观察的火色会亮些,外部光线充足的情况下观察的火色会亮些。) 
    金属颜色与温度对照表 
    颜色温度,℃颜色温度,℃ 
    暗褐色530~580亮红色830~880 
    赤褐色580~650橘黄色880~1050 
    ①温度常见故障的判定与处理方法: 
    如果电脑显示的温度与操作工观察的钢温不一致,如0℃是线路有短路的地方,或热偶极性接反(铂铑热电偶正极较硬);
如果显示温度最大,证明开路,不是热偶断了就是补偿导线断了;如电脑显示的温度过低,说明线路接触不良,也可测量一下现场的信号,对照热电偶或热电阻的分度表判断一下电脑显示的正误。 
    ②流量、压力常见故障的判定与处理方法: 
    流量、压力可以通过观察空、燃气配比,及火焰的颜色就可知所显示的数值是否准确。如果电脑显示值的与观察的钢温不符,如始终不变,大多数情况是取样管的问题;如始终偏低或偏高,大多数情况是差压或压力变送器的零点漂移了。差压和压力变送器输出4-20mA,关掉取样管阀门,对大气差压或压力变送器的输出电流应为4mA,电脑中压力或流量显示值应为零。差压变送器的外部都设有调零螺钉,顺时针增大逆时针减小。(炉压除外,因其量程是±100Pa、故对大气是12mA,此时电脑应显示零)。炉压可观察炉门喷火状态观察大小判断电脑显示的正误,往炉内吸冷气是负压,平衡是零,喷火是正压。一般喷出火苗在50cm左右,炉压是20-30pa。注意:关闭差变送器压取样管时,一定要先打开平衡阀后再关闭取样管,开取样管时,先开取样管后关平衡阀。 
    ③电动调节阀常见故障的判定与处理方法: 
    电动调节阀多数是220VAC电源、4-20mA输入、输出。如电脑终端没有阀位显示,需检查4-20mA的输入线路是否断线,输入模块的接点接触是否良好;如电动调节阀不动,需检查输出线路,输出模块的点,检查电机的起动电容、电机线圈是否完好。  


    2.2换向控制 
    (1)工艺要求 
    首先关闭快速切断阀(简称快切阀),切断煤气实行换相。其控制过程如下: 
    快切阀关到位→换向到位A→快切开到位→开始计时→计时结束→快切关到位→换向到位B→快切开到位→开始计时---以此循环实现制动控制。 
    (2)控制原理 
    煤气快切阀的动力是氮气或压缩空气,由气缸控制煤气快切阀。控制过程如下: 
    当中央处理摸块CPU315发出关阀的指令→数字量输出摸块SM322输出脉冲→中间继电器的线圈闭合→常开点闭合→关阀的电磁阀线圈得电→打开氮气管路→气缸控制煤气快切阀的关阀→关到位后接近开关点亮→数字量输入摸块SM321→CPU315,开阀也如此。 
    我厂换向阀的动力2号炉采用的是氮气,3号炉采用的是液压。控制过程如下: 
    CPU315发出换向指令→数字量输出摸块SM322输出脉冲→中间继电器的线圈闭合→常开点闭合→A侧的电磁阀线圈得电→打开氮气管路→气缸控制换向阀到A侧→关到位后接近开关点亮→数字量输入摸块SM321→CPU315,B侧也如此。 
    (3)常见故障 
    快切阀或换项阀不到位,可能是由于气源不分有漏气的地方,或有机械犯卡的地方;线圈过热,应检查电磁阀是否堵塞。接近开关的好坏可以用铁块接近看点判断,还应检查它的位置是否有窜动现象。
2.3气化冷却控制 
    (1)工艺要求 
    我厂的加热炉采用的是自然循环汽化冷却系统,除了有常规的压力、流量监测外,通过对水泵的启停控制来实现对汽包水位的控制。 
    (2)控制过程 
    差压变送器4-20mA→模拟量输入模块SM331→中央处理摸块CPU315(电脑显示液位)→数字量输出模块SM332输出脉冲→中间继电器的线圈闭合→常开点闭合→水泵的启线圈得电→水泵的启,停同理。 
    (3)常见故障 
    汽包水位监测可以通过观察现场水位表来判断电脑示0水位时是12mA,对大气是20mA。平衡容器应定期冲洗,水位应经常和现场较对才能保证汽包不缺水。 
    我们还可以通过观察PLC的模拟量输入模块SM331、数字量输入模块SM321、拟量输出模块SM332或数字量输出模块SM322所对应点的灯颜色判断故障,正常时绿灯点亮,故障时红灯点亮,也可通报过监控程序运行状态查故障。如果是模块有问题,可以更换模块,或修改程序,改备用点。  


    3结束语 
    在日趋激烈的竞争环境下,由于加热炉在轧钢生产中占有很重要的地位,在不增加维护人员的情况下用此法,保证了正常生产。使本厂加热炉操作工全员参与维护,降低企业的生产成本,取得了较好的效果。 
    参考文献: 
    1廖常初主编S7-300/400PLC应用技术北京:机械工业出版社,2005 
    2肖安崑,刘玲腾主编自动控制系统及应用北京:清清华大学出版社,2006年1月 
    3戚翠芬,张树海,加热炉基础知识与操作北京:冶金工业出版社,2005 
    4菜乔方主编加热炉北京:冶金工业出版社,2006(第2版)


来源:中国工控网

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