专利名称：转炉煤气回收控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型通常涉及转炉煤气回收控制系统，尤其涉及攀钢提钒炼钢厂1#、2#、3#转炉的煤气回收控制系统。
背景技术：
1#、2#、3#转炉煤气回收控制系统于2010年I月份建成并投入使用，转炉煤气回收系统是转炉炼钢工艺中的主要设备，是转炉煤气回收过程中的重要环节，其煤气回收的原理是通过激光检测仪器检测风机出口炉气的煤气含量及氧气含量(02 < 1%，C0 > 25% )。转炉在炼钢生产的吹炼过程中要产生大量的烟气(含有煤气)，通过风机抽风的作用将烟气从烟罩进入管道，再进入净汽化系统(冷却、洗涤等作用)，然后进入风机入口管道，再进入风机出口管道。图I是示出现有的转炉煤气回收控制系统的控制流程示意图。如图I所示，当满足煤气回收条件时，操作人员通过操作画面发出指令，通过PLC接收操作指令，将指令信号发送到电气室的继电控制柜，继电控制柜再将指令信号发送到现场专用的电磁阀防爆控制箱，由控制箱内部的继电控制系统控制电磁阀的动作。图2是示出根据转炉煤气回收、放散管道的示意性框图。图2中的参考标号所指示的元件的说明如下201——转炉[0006]202—烟罩[0007]203—一净汽化系统[0008]204—风机[0009]205—一旁通阀[0010]206—一通阀放散侧[0011]207—一通阀回收侧[0012]208—水封逆止阀[0013]209—U型水封[0014]210—双闸板水封阀[0015]211—煤气柜[0016]212—一放散塔如图2中所示，当电磁阀动作之后，将水封逆止阀打开、三通阀回收侧打开、三通阀放散侧关闭、旁通阀关闭(旁通阀在事故的情况下才打开)，转炉煤气通过三通阀回收侧、水封逆止阀、U型水封(非检修时不注水)、双闸板水封阀(非检修时常开)以及煤气主管道后进入攀钢能动中心的8万立方米的煤气柜里；反之，水封逆止阀关闭、三通阀放散侧打开、三通阀回收侧关闭，转炉煤气则进入攀钢提钒炼钢厂的60米放散塔燃烧。图3是示出现有的转炉煤气回收控制系统的原理示意图。图3中的参考标号所指示的元件的说明如下[0019]I——-闸阀(气源总阀)[0020]2——-截止阀[0021]3——手动球阀[0022]4. 1-手动球阀[0023]4. 2—手动球阀[0024]4. 3—手动球阀[0025]5——-空气过滤器[0026]6-减压阀[0027]7——-油雾器[0028]8——手动球阀[0029]9——单向T流阀[0030]10—一双线圈水封逆止快速电磁阀(三位五通)[0031]11—一金属软管[0032]12—水封逆止阀[0033]13—一双线圈水封逆止慢速电磁阀(二位五通)[0034]14. 1-—单线圈水封补水电磁阀(二位五通)[0035]14. 2-—单线圈放散冲洗电磁阀(二位五通)[0036]14. 3-—单线圈回收冲洗电磁阀(二位五通)[0037]14. 4-—单线圈旁通冲洗电磁阀(二位五通)[0038]15—水封补水阀[0039]16. 1-—双线圈三通电磁阀(二位五通)[0040]16. 2-—双线圈旁通电磁阀(二位五通)[0041]17—一旁通阀[0042]18—一三通阀[0043]19—一压力变送器[0044]20. 1-放散冲洗阀[0045]20. 2-回收冲洗阀[0046]20. 3-—旁通冲洗阀[0047]如图3中所示，总气源根据气源总阀I而被供给到1#转炉、2#转炉和3#转炉的煤气回收控制系统，在图3中示例性地示出了 1#转炉的煤气回收控制系统。[0048]参照图3，气源(氮气)通过闸阀(气源总阀)I经过多个支管，从而被分别提供到
1#转炉煤气回收控制系统以及2#、3#转炉煤气回收控制系统用气。以1#转炉为例，氮气通过闸阀(气源总阀)I到截止阀2，再到手动球阀4. I，再通过空气过滤器5过滤气体中的杂质，再通过减压阀6减压，再通过油雾器7(向管道内喷油雾，给电磁阀阀芯提供润滑)，到三个支管。一个支管通过手动球阀4. 2后又分别到两路支管，一路通过单线圈旁通冲洗电磁阀14. 4控制旁通冲洗阀20. 3 ;另一路通过双线圈旁通电磁阀16. 2控制元件17。一个支管通过元件4. 3后又分别到三路支管，一路通过元件16. I控制旁通阀18 ;另一路通过单线圈放散冲洗电磁阀14. 2控制放散冲洗阀20. I ;再一路通过单线圈回收冲洗电磁阀14. 3控制回收冲洗阀20. 2。一个支管通过手动球阀8后又分别到两路支管，一路通过单线圈水封补水电磁阀14. I控制水封补水阀15 ;另一路通过单向节流阀9调节气体流量后，再通过双线圈水封逆止快速电磁阀10和双线圈水封逆止慢速电磁阀13控制水封逆止阀12。另外，气体可以通过手动球阀3，用压力变送器19可以来检测管道内气体的压力。为了简明起见，下面仅针对三通阀18来说明现有的转炉煤气回收控制系统的具体操作。手动球阀4. 3平时一直常开，且在处理故障或进行设备检查用来切断气源。双线圈三通电磁阀16. I包括电磁铁阀芯、一个回收线圈和一个放散线圈。三通阀18包括双汽缸，例如，一个回收汽缸和一个放散汽缸。控制气源(氮气)通过手动球阀4. 3进入双线圈三通电磁阀16. I。当煤气回收时，双线圈三通电磁阀16. I的回收线圈得电，通过其电磁铁阀芯进行气体换相，使控制气源打开。此时，氮气向三通阀18的回收汽缸供气，回收汽缸开始动作。通过极限检测回收汽缸动作到位后，此时，处于煤气回收状态。当煤气放散时，双线圈三通电磁阀16. I的放散线圈得电，通过其电磁铁阀芯进行气体换相，使控制气源打开，此时，氮气向三通阀18的放散汽缸供气，放散汽缸开始动作。通过极限检测放散汽缸动作到位后，此时，处于煤气放散状态。当转炉煤气正在回收时，双线圈三通电磁阀16. I的回收线圈处于得电状态，放散线圈处于失电状态。若此时出现诸如转炉系统掉电或控制煤气回收系统的可编程逻辑控制器(PLC)死机等的故障，那么双线圈三通电磁阀16. I的回收线圈会掉电并因此处于失电状态，转炉一次风机也会掉电并因此停转，双线圈三通电磁阀16. I的放散线圈处于失电状态。因为双线圈三通电磁阀16. I的弊端是不能自动切换气体而是靠其电磁铁阀芯进行气体换相，所以在此时，三通阀18将停留在煤气回收位置，而且现场的双闸板水封阀、水封逆止阀均处于回收状态，使煤气管道形成了一条通路。如果诸如转炉系统掉电或控制煤气回收系统的PLC死机等的故障处理不及时，或者操作人员到现场手动关闭双闸板水封阀不及时，则煤气柜的压力将会高于转炉一次风机出口侧的压力，从而会导致8万立方米的煤气柜的煤气倒灌回来的危险。随着攀钢产能的不断提高，1#、2#、3#转炉煤气回收的效率越来越高，对转炉煤气回收系统的安全要求也越来越高。由于设计上存在缺陷，如果1#、2#、3#转炉煤气正在回收时，若此时转炉系统掉电或控制煤气回收系统的PLC死机，那么双闸板水封阀、水封逆止阀、三通阀均处于回收状态，一次风机掉电停转，煤气柜的压力将会高于风机出口侧的压力，从而会发生8万立方米的煤气柜的煤气倒灌回来的危险。不但影响1#、2#、3#转炉煤气回收的效率，而且还会出现煤气中毒或爆炸的重大安全事故。现有1#、2#、3#转炉煤气回收系统存在的缺陷和问题如下I、由于三通阀的控制电磁阀采用的是K2OT2-40A型号的双线圈电磁阀，在PLC死机或者系统掉电状态下，无法进行气路切换，三通阀18将保持原有的状态，如果是放散状态，煤气将通过放散塔燃烧；如果是回收状态，双闸板水封阀、水封逆止阀、三通阀均处于回收状态，一次风机掉电停转，煤气柜的煤气将倒灌回来。2、现场有一套防止煤气倒灌的临时措施，是一套UPS电源和报警装置，但是，当报警时，操作人员需要确认生产的状态和报警的真实性，再按下报警装置上的急停按钮，使UPS电源给双线圈三通电磁阀供电，为了安全起见，还需要操作人员到现场手动关闭双闸板水封阀，这些都需要一定的时间，如果操作人员没有听到报警或到现场操作不及时，则来不及控制煤气倒灌。3、由于现场的双线圈电磁阀的控制系统为生产厂家特制的专用的防爆控制箱来进行控制，它是通过极限检测对电磁阀进行定位，并通过时间继电器结合煤气回收的安全条件进行联锁控制，其控制精度和安全联锁条件要求很高，所以不能随意改变防爆控制箱内部的控制系统，给技术改造带来很大的困难。
实用新型内容本实用新型的示例性实施例的目的在于克服在现有技术中的上述和其他缺点。为此，本实用新型的示例性实施例提供一种转炉煤气回收控制系统。该系统能有效地防止转炉煤气倒灌的危险，对提高转炉煤气回收的安全性、可靠性、稳定性具有重大的意义。本实用新型的示例性实施例的一方面在于改变了转炉煤气回收三通电磁阀的型号规格及其控制方式，在出现PLC死机或者系统掉电的状态下，有效避免了煤气柜的煤气倒灌回来的危险，从而保证了煤气回收的安全和效果。本实用新型的示例性实施例的另一方面在于解决了转炉煤气回收防止煤气倒灌的难题，在设计上有着重大的进步。本实用新型的示例性实施例的又一方面在于大大提高了转炉煤气回收的安全性、可靠性、稳定性，而且改造费用低(约5万元左右)，经济效益显著，安全效益重大。根据本实用新型的示例性实施例，提供了一种转炉煤气回收控制系统，所述转炉煤气回收控制系统包括三通阀，三通阀包括煤气入口、煤气回收口和煤气放散口，煤气入口接收从转炉回收的气体，煤气回收口连接到转炉煤气回收柜，煤气放散口连接到转炉煤气放散塔；单线圈三通电磁阀，单线圈三通电磁阀包括单个线圈和电磁铁阀芯，单线圈三通电磁阀在线圈得电状态下控制三通阀连通煤气入口和煤气回收口，以进行煤气回收，单线圈三通电磁阀在线圈失电状态下控制三通阀连通煤气入口与煤气放散口，以进行煤气放散；第一可编程逻辑控制器，第一可编程逻辑控制器根据从外部输入的信号来产生用于控制所述转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号；第二可编程逻辑控制器，第二可编程逻辑控制器从第一可编程逻辑控制器经电磁阀防爆控制箱接收用于控制所述转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号，以产生用于控制单线圈三通电磁阀的操作的控制信号，从而单线圈三通电磁阀根据从第二可编程逻辑控制器接收的用于控制单线圈三通电磁阀的操作的控制信号来控制三通阀的操作。三通阀可以包括回收汽缸和放散汽缸。当进行煤气回收时，单线圈三通电磁阀的线圈得电，并通过电磁铁阀芯进行气体换相，从而控制气源打开并向三通阀的回收汽缸供气，以使回收汽缸开始动作并达到煤气回收状态。当进行煤气放散时，单线圈三通电磁阀的线圈失电且电磁铁阀芯关闭，三通阀的回收汽缸内的由控制气源供应的气体通过单线圈三通电磁阀的气压差进行气体换相，从而控制气源打开并向三通阀的放散汽缸供气，以使放散汽缸开始动作并达到煤气放散状态。单线圈三通电磁阀还可以包括排气孔。当煤气放散完毕后，通过单线圈三通电磁阀的排气孔释放放散汽缸内的由控制气源供应的气体。第一可编程逻辑控制器产生的用于控制所述转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号中可以包括分别用于控制所述转炉煤气回收控制系统中的各个电磁阀的操作的控制信号。所述转炉煤气回收控制系统还可以包括第一继电器，第一继电器连接在第一可编程逻辑控制器与电磁阀防爆控制箱之间，以对从第一可编程逻辑控制器提供的信号进行转换，并将转换后的信号提供到电磁阀防爆控制箱；第二继电器，第二继电器连接在电磁阀防爆控制箱与第二可编程逻辑控制器之间，以对从电磁阀防爆控制箱提供的信号进行转换，并将转换后的信号提供到第二可编程逻辑控制器；第三继电器，第三继电器连接在第二可编程逻辑控制器和单线圈三通电磁阀之间，以对从第二可编程逻辑控制器的信号进行转换，并将转换后的信号提供到单线圈三通电磁阀。根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的整个煤气放散过程是一个全自动过程，所以，在本实用新型的示例性实施例提供的防止煤气倒灌的系统中，单线圈三通电磁阀得电打开(回收)，失电关闭(放散)，因此在出现诸如PLC死机或者系统掉电等的故障的状态下，单线圈三通电磁阀处于失电状态，不会保持回收状态，煤气会处于放散状态。本实用新型提供的转炉煤气回收控制系统可以防止煤气倒灌。具体地讲，在根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统中，单线圈三通电磁阀是得电打开(回收)、失电关闭(放散)，因此在出现诸如PLC死机或者系统掉电等的故障的状态下，单线圈三通电磁阀处于失电状态，不会保持回收状态，煤气会处于放散状态。在这样的情况下，三通阀放散侧打开，三通阀回收侧关闭，此时一次风机虽然掉电，可是在风机惯性的作用下，从转炉还有一定的余气(含有煤气)流过来，这些气体将会从三通阀放散侧进入放散塔燃烧。然而，煤气柜流过来的煤气将会被阻断在三通阀回收侧与水封逆止阀、U型水封、双闸板水封阀和煤气柜这一条管道中，这样可以为后续处理故障赢得了时间。为了安全起见，操作人员有充足的时间到现场手动关闭双闸板水封阀。因此，有效避免了 1#、2#、3#转炉在煤气回收时，煤气柜的煤气倒灌回转炉的危险，提高了设备的工作效率，为满足1#、2#、3#转炉煤气回收的安全和效率提供了设备保证。
通过
以下结合附图的详细描述，可以更清楚地理解本实用新型的上面的和其他的特征和优点，在附图中图I是示出现有的转炉煤气回收控制系统的控制流程示意图；图2是示出转炉煤气回收、放散管道的示意性框图。图3是示出现有的转炉煤气回收控制系统的原理示意图；图4是示出根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的原理示意图；图5是示出根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的控制流程不意图；图6中的(A)、(B)和(C)是示出根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的单线圈三通电磁阀的电气控制原理示意图；图7中的(A)、(B)和(C)是示出根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的单线圈三通电磁阀的电气控制程序示意图。
具体实施方式
下文中，将参照附图来详细描述本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型的示例性实施例可以以许多不同的形式来实施，且不应该限于这里阐述的示例。相反，提供这些示例使得本公开将是彻底并完整的，并将向本领域技术人员充分地传达本实用新型的范围。根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统可以包括单线圈三通电磁阀和受单线圈三通电磁阀控制的三通阀。三通阀可以包括煤气入口、煤气回收口和煤气放散口。煤气入口可以接收从转炉回收的气体。煤气回收口可以连接到转炉煤气回收柜。煤气放散口可以连接到转炉煤气放散塔。三通阀三通阀可以在单线圈三通电磁阀的控制下选择性地连通煤气入口和煤气回收口或者连通煤气入口和煤气放散口，从而进行煤气回收或者煤气放散。单线圈三通电磁阀可以包括单个线圈和电磁铁阀芯。单线圈三通电磁阀可以根据其线圈的得电或失电状态来控制控制三通阀的操作。下文中将参照图4来对三通阀的受单线圈三通电磁阀的控制所进行的操作进行更为具体地描述。根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统还可以包括两个可编程逻辑控制器(PLC)。第一 PLC可以根据从外部输入的信号来产生用于控制转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号，第二 PLC可以经由电磁阀防爆控制箱而连接到第一 PLC，从而接收第一 PLC产生的用于控制转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号。第二 PLC可以基于接收的信号来产生用于控制单线圈三通电磁阀的操作的控制信号，单线圈三通电磁阀可以连接到第二 PLC，以接收其产生的用于控制单线圈三通电磁阀的操作的控制信号，并根据这样的控制信号来控制三通阀的操作。下文中将参照图5至图7对单线圈三通电磁阀的控制进行更为具体地描述。图4是示出根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的原理示意图。图4中的各参考标号所指示的元件的简要说明如下[0080]I—一闸阀(气源总阀)[0081]2—-截止阀[0082]3—手动球阀[0083]4. 1-手动球阀[0084]4. 2-手动球阀[0085]4. 3-手动球阀[0086]5—-空气过滤器[0087]6-减压阀[0088]7—-油雾器[0089]8—手动球阀[0090]9—单向T流阀[0091]ιο-一双线圈水封逆止快速电磁阀(三位五通)[0092]ιι—一金属软管[0093]12—水封逆止阀[0094]13—一双线圈水封逆止慢速电磁阀(二位五通)[0095]14. 1-单线圈水封补水电磁阀(二位五通)[0096]14. 2-单线圈放散冲洗电磁阀(二位五通)[0097]14. 3-——单线圈回收冲洗电磁阀(二位五通)[0098]14. 4-—单线圈旁通冲洗电磁阀(二位五通)[0099]15—水封补水阀[0100]16—-单线圈三通电磁阀(二位五通)[0101]16. 2-—双线圈旁通电磁阀(二位五通)[0102]17—-旁通阀[0103]18—-三通阀[0104]19—-压力变送器[0105]20. 1-放散冲洗阀[0106]20. 2-回收冲洗阀[0107]20. 3-—旁通冲洗阀总气源根据气源总阀I而被供给到1#转炉、2#转炉和3#转炉的煤气回收控制系统，在图5中仅示出了 1#转炉的煤气回收控制系统，以作为根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的示例。如图5中所示，根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统可以包括单线圈三通电磁阀16和三通阀18。当电磁阀动作之后，将水封逆止阀12打开、三通阀18的回收侧打开、三通阀18的放散侧关闭、旁通阀17关闭，转炉煤气通过三通阀18、水封逆止阀12、(非检修时不注水的)U型水封、(非检修时常开的)双闸板水封阀、煤气主管道后进入煤气柜里；反之，水封逆止阀12关闭、三通阀18的放散侧打开、三通阀18的回收侧关闭、旁通阀17打开，转炉煤气则进入放散塔燃烧。气源(氮气)通过闸阀(气源总阀)I经过两个支管，从而被分别提供到1#转炉煤气回收控制系统以及2#、3#转炉煤气回收控制系统用气。下面仅以1#转炉为例来简要地描述气源的走向。氮气通过闸阀(气源总阀)1到截止阀2，再到手动球阀4.1，再通过空气过滤器5过滤气体中的杂质，再通过减压阀6减压，再通过油雾器7 (向管道内喷油雾，给电磁阀阀芯提供润滑)，到三个支管。一个支管通过手动球阀4. 2后又分别到两路支管，一路通过单线圈旁通冲洗电磁阀14. 4控制旁通冲洗阀20. 3 ;另一路通过双线圈旁通电磁阀16. 2控制旁通阀17。一个支管通过手动球阀4. 3后又分别到三路支管，一路通过单线圈三通电磁阀16控制三通阀18 ;另一路通过单线圈放散冲洗电磁阀14. 2控制放散冲洗阀20. I ;再一路通过单线圈回收冲洗电磁阀14. 3控制回收冲洗阀20. 2。一个支管通过手动球阀8后又分别到两路支管，一路通过单线圈水封补水电磁阀14. I控制水封补水阀15 ;另一路通过单向节流阀9调节气体流量后，再通过双线圈水封逆止快速电磁阀10和双线圈水封逆止慢速电磁阀13控制水封逆止阀12。另外，气体可以通过手动球阀3，用压力变送器19可以来检测管道内气体的压力。为了简明起见，下面仅针对三通阀18来说明现有的转炉煤气回收控制系统的具体操作。手动球阀4. 3平时一直常开，且在处理故障或进行设备检查用来切断气源。单线圈三通电磁阀16可以包括单个线圈和电磁铁阀芯。三通阀18可以包括双汽缸，例如，一个回收汽缸和一个放散汽缸。控制气源(氮气)通过手动球阀4. 3进入单线圈三通电磁阀16。当煤气回收时，单线圈三通电磁阀16的线圈得电，并可以通过其电磁铁阀芯进行气体换相，使控制气源打开。此时，氮气向三通阀18的回收汽缸供气，回收汽缸开始动作。通过极限检测回收汽缸动作到位后，此时，处于煤气回收状态。这时，三通阀18的煤气入口与煤气回收口连通。当煤气放散时，单线圈三通电磁阀16的线圈失电，其电磁铁阀芯因此关闭，三通阀18的回收汽缸内的氮气通过单线圈三通电磁阀16的气压差进行气体换相，使控制气源打开。此时，氮气向三通阀18的放散汽缸供气，放散汽缸开始动作。通过极限检测放散汽缸动作到位后，此时，处于煤气放散状态。这时，三通阀18的煤气入口与煤气放散口连通。单线圈三通电磁阀16的优点是线圈得电时靠电磁铁阀芯进行气体换相，线圈失电时靠电磁阀18的气压差进行气体换相。因此，单线圈三通电磁阀16可以自动切换气体。如果转炉煤气正在回收时，若此时出现诸如转炉系统掉电或控制煤气回收系统的PLC死机等的故障，那么单线圈三通电磁阀16的线圈会掉电并因此处于失电状态。这时，单线圈三通电磁阀16可以通过气压差进行气体换相，以使三通阀18的放散汽缸供气动作，从而使煤气进入60米放散塔燃烧。即，单线圈三通电磁阀16可以是得电打开(回收)、失电关闭(放散)的。因此，在出现诸如PLC死机或者系统掉电等的故障的情况下，单线圈三通电磁阀16处于失电状态，不会保持回收状态，煤气可以自动放散。因而防止了发生8万立方米的煤气柜的煤气倒灌回来的危险。图5是示出根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的控制流程示意图。根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统依据的工作原理可以是通过激光检测仪器检测风机出口炉气的煤气含量及氧气含量(02 < 1%，CO > 25% )。如图5所示，当满足煤气回收条件时，操作人员通过操作画面发出指令，通过PLC(第一PLC)接收操作指令，产生并将用于控制所述转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号发送到电气室的继电控制柜。第一 PLC产生的用于控制所述转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号中可以包括分别用于控制所述转炉煤气回收控制系统中的各个电磁阀的操作的控制信号。继电控制柜可以包括多个第一继电器，以进行信号转换，并将转换后的信号发送到现场专用电磁阀防爆控制箱。控制箱可以通过例如三通电磁阀的端子接线与新增加的中间继电器(第二继电器)连接。新增加的中间继电器将从控制箱接收的信号进行信号转换，并将转换后的信号提供到新增加的PLC(第二 PLC)。由新增加的PLC根据其从中间继电器接收的信号来产生用于控制单线圈三通电磁阀的控制信号，并将其发送到新增加的控制继电器(第三继电器)。新增加的控制继电器将从新增加的PLC接收的信号进行信号转换，并将转换后的信号提供到单线圈三通电磁阀，从而最终控制现场的单线圈三通电磁阀的动作。这样可以不改变其他电磁阀的控制，而且可以仍然经防爆控制箱控制单线圈三通电磁阀的安全联锁条件。图6中的(A)、⑶和(C)是示出根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的单线圈三通电磁阀的电气控制原理示意图，图7中的(A)、⑶和(C)是示出根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的单线圈三通电磁阀的电气控制程序不意图。下面是针对图6和图7中的由各个标号指示的元件的简要说明[0118]继电器KAl继电器KAl可以包括线圈和接点。继电器KAl也可以被称为中间继电器。在煤气回收时，PLC信号输入继电器KAl。因为PLC输入信号是24伏直流电压，继电器KAl的线圈需要接入防爆控制箱的电压是220伏交流电压，所以要靠中间继电器采取“干接点”进行转换。继电器KA2继电器KA2可以包括线圈和接点。继电器KA2也可以被称为中间继电器。在煤气放散时，PLC信号输入继电器KA2。因为PLC输入信号是24伏直流电压，继电器KA2的线圈需要接入防爆控制箱的电压是220伏交流电压，所以要靠中间继电器采取“干接点”进行转换。继电器KA3继电器KA3可以是控制单线圈三通电磁阀16动作的控制继电器。可以包括线圈和接点。PLC信号输出到继电器KA3。单线圈三通电磁阀16单线圈三通电磁阀16可以选择型号为Κ2 -25(2位5通)的单线圈三通电磁阀。防爆控制箱BOX防爆控制箱BOX可以是控制现场所有电磁阀(例如，水封逆止电磁阀12、三通电磁阀16、旁通电磁阀17等)的动作的继电控制箱。L+、ML+和M指示PLC模板电源(DC24V)。L、NL和N指示单线圈三通电磁阀电源(AC220V)。1#、2#、3#、7#、9#、11#、13#、15#、17#、19#1#、2#、3#、7#、9#、11#、13#、15#、17#和 19# 分别为接线端子号。DIDI指示PLC输入模板。DODO指示PLC输出模板。17. 617. 6指示PLC输入点(控制柜来三通阀回收信号)。17. 717. 7指示PLC输入点(控制柜来三通阀放散信号)。Q2. OQ2. O指示PLC输出点(三通电磁阀控制)。M260.5M260. 5指示PLC中间点(自动煤气回收必要条件)。Q2.6Q2. 6指示PLC输出点(画面远程/就地)。718,719[0149]718、719是PLC输入模板(DI)的接线端子号。701701是PLC输出模板(DO)的接线端子号。下面参照图6和图7来详细说明根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的单线圈三通电磁阀的电气控制过程。当操作画面选择远程，自动煤气回收条件满足时，电气控制程序中的输出点Q2. 6的常开点闭合、输出点Q2. 6的常闭点断开，中间点M260. 5闭合，同时防爆控制箱BOX通过箱内的继电控制系统使电气控制回路中的继电器KAl线圈得电，接点闭合。操作人员通过操作画面发出煤气回收指令，电气控制程序中的输入点17. 6闭合，输出点Q2. O实现信号输出，同时输出点Q2. O闭合实现程序自锁，使电气控制回路中的输出继电器KA3线圈得电，接点闭合，单线圈三通电磁阀16得电，通过其电磁铁阀芯进行气体换相，使控制气源(氮气)打开。此时，氮气向现场的三通阀18的回收汽缸供气，回收汽缸开始动作。通过极限检测回收汽缸动作到位后，电气控制回路中的继电器KAl线圈失电，接点断开。此时，通过电气控制程序中的输出点Q2. O的自锁功能，使程序保持通路，转炉煤气处于回收状态。在处理故障或进行设备检查时，可以切换到就地操作，所以在电气控制程序中用输出点Q2. 6的常开点、常闭点实现程序互锁功能。当操作画面选择远程，自动煤气回收条件不满足时，电气控制程序中的中间点M260.5断开，同时防爆控制箱BOX通过箱内的继电控制系统使电气控制回路中的继电器KA2线圈得电，接点闭合，使电气控制程序中的输入点17. 7断开。这时，控制程序不能形成通路，输出点Q2. O不能实现信号输出，电气控制回路中的输出继电器KA3线圈失电，接点断开，单线圈三通电磁阀16失电，电磁铁阀芯关闭，现场的三通阀18的回收汽缸内的氮气通过单线圈三通电磁阀16的气压差进行气体换相，氮气向三通阀18的放散汽缸供气，放散汽缸开始动作。通过极限检测放散汽缸动作到位后，电气控制回路中的继电器KA2线圈失电，接点断开。这时，转炉煤气处于放散状态。放散完毕，放散汽缸内的氮气通过单线圈三通电磁阀16的排气孔释放。因此，根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统的整个煤气放散过程是一个全自动过程，所以，在本实用新型的示例性实施例提供的防止煤气倒灌的系统中，单线圈三通电磁阀得电打开(回收)，失电关闭(放散)，因此在出现诸如PLC死机或者系统掉电等的故障的状态下，单线圈三通电磁阀处于失电状态，不会保持回收状态，煤气会处于放散状态。在现有的转炉煤气回收控制系统中，只能通过操作三通阀、水封逆止阀、U型水封、双闸板水封阀等来封住煤气柜倒灌回来的煤气。然而，U型水封是靠人工开阀注水，需要20分钟左右才能注满水；双闸板水封阀是电动控制，需要人工到现场操作按钮，由于双闸板水封阀很大，需要10分钟左右才能关闭。所以从动作时间上看U型水封、双闸板水封阀是不能满足要求的。三通阀和水封逆止阀是电气自动控制的，而且动作时间很快(10秒钟左右，而期望的安全联锁条件是< 25秒)。另一方能，如果采用水封逆止阀来阻断煤气防止煤气倒灌，则存在如下问题。假如改造水封逆止阀的自动控制系统来阻断煤气防止煤气倒灌，那么当转炉煤气正在回收时，三通阀处于回收状态，即，三通阀回收侧是打开的，三通阀放散侧是关闭的。此时，如果因出现转炉系统掉电或控制煤气回收系统的PLC死机等故障而导致水封逆止阀马上关闭，则可以防止煤气倒灌。然而，虽然一次风机掉电，可是在风机惯性的作用下，转炉的余气还会进入管道里，那么由于旁通阀是关闭的、三通阀放散侧是关闭的、水封逆止阀是关闭的，所以在这一段管道里就会憋压。这样的情况是相当危险的。因此，在本实用新型的示例性实施例中，采用改造三通阀的自动控制系统的方式来阻断煤气以防止煤气倒灌。单线圈三通电磁阀是得电打开(回收)，失电关闭(放散)。在转炉煤气正在回收时出现转炉系统掉电或控制煤气回收系统的PLC死机的情况下，单线圈三通电磁阀处于失电状态，不会保持回收状态，即，三通阀放散侧打开、三通阀回收侧关闭。此时，虽然一次风机掉电，可是在风机惯性的作用下，从转炉还有一定的余气(含有煤气)流过来。这些气体将会从三通阀放散侧进入放散塔燃烧，不会造成管道憋压。煤气柜流过来的煤气将会被阻断在三通阀回收侧与水封逆止阀、U型水封、双闸板水封阀和煤气柜这一条管道中，这样可以为后续处理故障赢得了时间，为了安全起见，操作人员有充足的时间到现场手动关闭双闸板水封阀。因此，有效避免了 1#、2#、3#转炉在煤气回收时，煤气柜的煤气倒灌回转炉的危险。本实用新型提供的转炉煤气回收控制系统可以防止煤气倒灌。具体地讲，在根据本实用新型的示例性实施例的转炉煤气回收控制系统中，单线圈三通电磁阀是得电打开(回收)、失电关闭(放散)，因此在出现诸如PLC死机或者系统掉电等的故障的状态下，单线圈三通电磁阀处于失电状态，不会保持回收状态，煤气会处于放散状态。在这样的情况下，三通阀放散侧打开，三通阀回收侧关闭，此时一次风机虽然掉电，可是在风机惯性的作用下，从转炉还有一定的余气(含有煤气)流过来，这些气体将会从三通阀放散侧进入放散塔燃烧。然而，煤气柜流过来的煤气将会被阻断在三通阀回收侧与水封逆止阀、U型水封、双闸板水封阀和煤气柜这一条管道中，这样可以为后续处理故障赢得了时间。为了安全起见，操作人员有充足的时间到现场手动关闭双闸板水封阀。因此，有效避免了 1#、2#、3#转炉在煤气回收时，煤气柜的煤气倒灌回转炉的危险，提高了设备的工作效率，为满足1#、2#、3#转炉煤气回收的安全和效率提供了设备保证。虽然已经示出并描述了本实用新型的示例性实施例的示例，但是本领域技术人员应该理解的是，本实用新型的示例性实施例不限于此，在不脱离根据权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些示例性实施例进行各种修改。
权利要求1.一种转炉煤气回收控制系统，其特征在于，所述转炉煤气回收控制系统包括三通阀，三通阀包括煤气入口、煤气回收口和煤气放散口，煤气入口接收从转炉回收的气体，煤气回收口连接到转炉煤气回收柜，煤气放散口连接到转炉煤气放散塔；单线圈三通电磁阀，单线圈三通电磁阀包括单个线圈和电磁铁阀芯，单线圈三通电磁阀在线圈得电状态下控制三通阀连通煤气入口和煤气回收口，以进行煤气回收，单线圈三通电磁阀在线圈失电状态下控制三通阀连通煤气入口与煤气放散口，以进行煤气放散；第一可编程逻辑控制器，第一可编程逻辑控制器根据从外部输入的信号来产生用于控制所述转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号；第二可编程逻辑控制器，第二可编程逻辑控制器从第一可编程逻辑控制器经电磁阀防爆控制箱接收用于控制所述转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号，以产生用于控制单线圈三通电磁阀的操作的控制信号，从而单线圈三通电磁阀根据从第二可编程逻辑控制器接收的用于控制单线圈三通电磁阀的操作的控制信号来控制三通阀的操作。
2.如权利要求I所述的转炉煤气回收控制系统，其特征在于，三通阀包括回收汽缸和放散汽缸，其中当进行煤气回收时，单线圈三通电磁阀的线圈得电，并通过电磁铁阀芯进行气体换相，从而控制气源打开并向三通阀的回收汽缸供气，以使回收汽缸开始动作并达到煤气回收状态；当进行煤气放散时，单线圈三通电磁阀的线圈失电且电磁铁阀芯关闭，三通阀的回收汽缸内的由控制气源供应的气体通过单线圈三通电磁阀的气压差进行气体换相，从而控制气源打开并向三通阀的放散汽缸供气，以使放散汽缸开始动作并达到煤气放散状态。
3.如权利要求2所述的转炉煤气回收控制系统，其特征在于，单线圈三通电磁阀还包括排气孔，其中，当煤气放散完毕后，通过单线圈三通电磁阀的排气孔释放放散汽缸内的由控制气源供应的气体。
4.如权利要求I所述的转炉煤气回收控制系统，其特征在于，第一可编程逻辑控制器被构造为产生包括分别用于控制所述转炉煤气回收控制系统中的各个电磁阀的操作的控制信号的用于控制所述转炉煤气回收控制系统的操作的控制信号。
5.如权利要求I至权利要求4中的任意一项权利要求所述的转炉煤气回收控制系统，其特征在于，所述转炉煤气回收控制系统还包括第一继电器，第一继电器连接在第一可编程逻辑控制器与电磁阀防爆控制箱之间，以对从第一可编程逻辑控制器提供的信号进行转换，并将转换后的信号提供到电磁阀防爆控制箱；第二继电器，第二继电器连接在电磁阀防爆控制箱与第二可编程逻辑控制器之间，以对从电磁阀防爆控制箱提供的信号进行转换，并将转换后的信号提供到第二可编程逻辑控制器；第三继电器，第三继电器连接在第二可编程逻辑控制器和单线圈三通电磁阀之间，以对从第二可编程逻辑控制器的信号进行转换，并将转换后的信号提供到单线圈三通电磁阀。
专利摘要本实用新型提供一种转炉煤气回收控制系统，包括三通阀；单线圈三通电磁阀，在线圈得电状态下控制三通阀进行煤气回收，在线圈失电状态下控制三通阀进行煤气放散；第一可编程逻辑控制器、电磁阀防爆控制箱和第二可编程逻辑控制器，向单线圈三通电磁阀发送控制信号，以控制三通阀的操作。本实用新型改变了转炉煤气回收三通电磁阀的型号规格及其控制方式，有效避免了在PLC死机或者系统掉电的情况下煤气柜的煤气倒灌回来的危险，保证了煤气回收的安全和效果。本实用新型解决了转炉煤气回收防止煤气倒灌的难题，在设计上有着重大的进步。本实用新型提高了转炉煤气回收的安全性、可靠性、稳定性，而且改造费用低，经济效益显著，安全效益重大。
文档编号C21C5/40GK202744581SQ20122039019
公开日2013年2月20日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日
发明者孙鹏 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司