专利名称：高炉喷煤系统分配器喷煤支管防堵控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制技术领域，特别涉及一种高炉喷煤系统分配器喷煤支管防堵控制系统。
背景技术：
高炉喷煤技术是高炉系统结构优化的中心环节，具有大幅度降低焦比、提高经济效益、减轻环境污染等优点.喷煤技术作为国内外高炉炼铁技术发展的大趋势，是我国钢铁行业发展的三大重要技术路线之一。随着喷煤技术向大喷吹率浓相输送方向发展.稳定、均勻的煤粉喷吹量是维持炉温稳定、保证炉况顺行，使得高炉达到最佳冶炼状态的重要基础。喷煤支管煤粉的流动性容易受煤粉煤质、湿度、粒度、高炉炉况的波动、分配器等很大影响，因此造成喷煤支管的堵塞，导致高炉一个或多个风口断煤，使得对高炉喷煤不均勻、不稳定，不仅会影响高炉燃烧分布，而且会烧毁喷枪从而影响高炉的正常生产，甚至破坏炉况导致休风。目前对喷吹量控制效果均不佳。当前，我国高炉喷煤自动控制技术水平较为薄弱，气固两相流对象本身结构相当复杂，国内缺少喷煤支管煤粉流量及堵塞的有效检测手段，而国外的煤粉流量及堵塞的检测仪表价格昂贵且效果一般，国内应用不多。因此， 如何采用一种控制系统来防止高炉喷煤系统喷吹支管的堵塞，保证高炉喷煤的稳定和均勻就显得尤为重要。目前，国内对喷煤支管防堵的控制系统是采用温差法或测堵仪来判断支管是否堵塞，如果堵塞则关闭喷煤支管的喷煤切断阀，打开吹扫切断阀对喷煤支管进行吹扫，直到畅通，然后关闭吹扫切断阀，打开喷煤切断阀继续喷煤。对于这种控制方式，只有当判断支管堵塞时才进行吹扫，无法提前预防喷煤支管的堵塞，而且对支管的吹扫也没有规律，易导致高炉风口喷煤不均勻，不对称，从而影响高炉的正常生产，甚至破坏炉况。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种降低喷煤支管堵塞率的喷煤支管防堵控制系统。根据本发明的一个方面，提供一种高炉喷煤系统分配器喷煤支管防堵控制系统包括分配器、多个喷煤支管、控制器；所述分配器将来自喷煤主管的煤粉分配给所述多个喷煤支管；所述多个喷煤支管在所述控制器控制下，在循环吹扫周期内，通过循环吹扫的方式进行吹扫。进一步地，所述控制系统还包括设置模块，设定循环吹扫周期和每个喷煤支管的吹扫时间。进一步地，所述控制器包括判断模块，在循环吹扫周期内对多支喷煤支管依次进行吹扫控制，在吹扫中，判断喷煤支管是否在自动喷煤状态；
控制模块，当所述判断模块判断喷煤支管在自动喷煤状态，控制该喷煤支管吹扫，吹扫结束后控制该喷煤支管喷煤。进一步地，所述控制模块包括第一控制单元，控制该喷煤支管的喷煤切断阀关闭，吹扫切断阀打开，进行吹扫；第二控制单元，待吹扫时间结束后，自动控制该喷煤支管的吹扫切断阀关闭，喷煤切断阀打开，转为喷煤状态。进一步地，所述第一控制单元包括第一控制子单元、第一判断子单元及报警子单元；所述第一控制子单元控制该喷煤支管的喷煤切断阀关闭，并在所述第一判断子单元判断该喷煤支管的喷煤切断阀关闭到位时，控制该喷煤支管的吹扫切断阀打开；报警子单元， 在第一判断子单元判断该喷煤支管的喷煤切断阀关闭不到位时进行故障报警。进一步地，所述第二控制单元包括第二控制子单元、第二判断子单元及报警子单元；所述第二判断子单元判断该喷煤支管的吹扫时间是否已结束、判断该喷煤支管的吹扫切断阀关闭是否到位及判断该喷煤支管喷煤切断阀打开是否到位；所述第二控制子单元在所述第二判断子单元判断该喷煤支管的吹扫时间已结束时，控制该喷煤支管进入喷煤状态，自动控制喷煤支管的吹扫切断阀关闭；在所述第二判断子单元判断该喷煤支管的吹扫切断阀关闭到位时，控制该喷煤支管的喷煤切断阀打开；在所述第二判断子单元判断该喷煤支管喷煤切断阀打开到位时，控制该喷煤支管喷煤；所述报警子单元在所述第二判断子单元判断该喷煤支管的吹扫切断阀关闭未到位时，进行故障报警；在所述第二判断子单元判断该喷煤支管喷煤切断阀未打开到位时，进行故障报警。进一步地，所述判断模块还在对所述多个喷煤支管开始进行循环吹扫时，进行循环吹扫的周期的时间是否开始进行判断。进一步地，所述控制系统还包括多个测堵仪，每个所述测堵仪设置在每个喷煤支管中。进一步地，每个所述喷煤支管设置有喷煤支管喷煤切断阀和喷煤支管吹扫切断阀。进一步地，所述控制系统还包括喷煤主管喷煤切断阀和喷煤主管吹扫切断阀； 所述喷煤主管喷煤切断阀和喷煤主管吹扫切断阀设置于所述喷煤主管。进一步地，所述喷煤支管的个数为16-40个。根据本发明提供的对高炉喷煤分配器喷煤支管采用循环吹扫的控制系统，可大大减少喷煤支管的堵塞率，稳定高炉风口喷煤量的均勻性，降低生产过程中操作人员的工作强度，提高自动化水平，有力保障了生产的安全，为高炉稳定顺行创造条件。
图1是本发明实施例提供的高炉喷煤系统分配器喷煤支管防堵控制系统的结构框图2是图1所示控制器的结构框图； 图3是图2所示第一控制单元的结构框图； 图4是图2所示第二控制单元的结构框图； 图5是本发明实施例提供的高炉喷煤分配器系统的结构示意图； 图6是本发明实施例提供的基于图5所示的高炉喷煤分配器系统进行的喷煤支管防堵控制的流程示意图7是本发明实施例提供的出现堵塞报警时的控制流程示意图。本发明目的、功能及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施例方式如图1所示，本发明实施例提供的一种高炉喷煤系统分配器喷煤支管防堵控制系统包括分配器1、多个喷煤支管2、控制器3、设置模块4、报警模块及多个测堵仪。分配器1 将来自喷煤主管的煤粉分配给多个喷煤支管2。多个喷煤支管2在控制器3控制下，在循环吹扫周期内，通过循环吹扫的方式进行吹扫。其中，喷煤支管2的个数为16-40个，可以根据实际需要进行设置。设置模块4设定循环吹扫周期和每个喷煤支管的吹扫时间。例如， 设定循环吹扫周期的个数为20次。每个喷煤支管的吹扫时间为10-60秒。每个测堵仪设置在每个喷煤支管中。报警模块在每个所述喷煤支管发生堵塞时进行报警。每个喷煤支管设置有喷煤支管喷煤切断阀和喷煤支管吹扫切断阀。在喷煤主管设置有喷煤主管喷煤切断阀和喷煤主管吹扫切断阀。参见图2，控制器3包括判断模块30和控制模块31。其中，判断模块30在一循环周期内，依次判断喷煤支管是否在自动喷煤状态。例如，设定循环吹扫周期的个数为20次， 那么在每次吹扫周期内，判断模块30需要依次判断喷煤支管是否在自动喷煤状态。控制模块31在判断模块30判断喷煤支管在自动喷煤状态，控制该喷煤支管按吹扫时间进行吹扫，吹扫结束后控制该喷煤支管喷煤。控制模块31包括第一控制单元311和第二控制单元 312。其中，第一控制单元311在判断模块30判断喷煤支管是在自动喷煤状态时，控制该喷煤支管的喷煤切断阀关闭，吹扫切断阀打开，进行吹扫。第二控制单元312待吹扫时间结束后，自动控制该喷煤支管的吹扫切断阀关闭，喷煤切断阀打开，转为喷煤状态。判断模块30 还用于在对所述多个喷煤支管开始进行循环吹扫时，进行循环吹扫的周期的时间是否开始进行判断。参见图3，第一控制单元311包括第一控制子单元3111、第一判断子单元3112及报警子单元3113。第一控制子单元3111控制该喷煤支管的喷煤切断阀关闭，并在第一判断子单元3112判断该喷煤支管的喷煤切断阀关闭到位时，控制该喷煤支管的吹扫切断阀打开。报警子单元3113在第一判断子单元3112判断该喷煤支管的喷煤切断阀关闭不到位时进行故障报警。参见图4，第二控制单元312包括第二控制子单元3121、第二判断子单元3122及报警子单元3123。第二判断子单元3122判断该喷煤支管的吹扫时间是否已结束、判断该喷煤支管的吹扫切断阀关闭是否到位及判断该喷煤支管喷煤切断阀打开是否到位。第二控制子单元3121在第二判断子单元3122判断该喷煤支管的吹扫时间已结束时，控制该喷煤支管进入喷煤状态，自动控制喷煤支管的吹扫切断阀关闭；在第二判断子单元3122判断该喷煤支管的吹扫切断阀关闭到位时，控制该喷煤支管的喷煤切断阀打开；在第二判断子单元3122判断该喷煤支管喷煤切断阀打开到位时，控制该喷煤支管喷煤。报警子单元3123在第二判断子单元判断该喷煤支管的吹扫切断阀关闭未到位时，进行故障报警；在第二判断子单元3122判断该喷煤支管喷煤切断阀未打开到位时，进行故障报警。下面结合一具体实施例对图1所示的系统进行详细阐述。参加图5，高炉喷煤分配器系统包括分配器、1个喷煤主管喷煤切断阀VA0、1个喷煤主管吹扫切断阀VB0、20支喷煤支管、20个喷煤支管喷煤切断阀VAfVA20、20个喷煤支管吹扫切断阀VB1 VB20、20个测堵仪和控制器(图中未示出)。在分配器处煤粉被均勻的分配给了 20支喷枪。在喷吹过程中会有喷煤支管堵塞的情况，如果不快速的使喷煤支管畅通， 不仅会影响高炉燃烧分布，而且会烧毁喷枪，这时就靠喷煤支管堵塞检测装置检测其堵塞情况，然后由控制器控制相应喷煤支管的阀门进行吹扫。每支喷煤支管都有一个喷吹阀，一个吹扫切断阀，正常喷煤时吹扫切断阀关闭，喷煤切断阀打开。吹扫时，喷煤切断阀关闭，吹扫切断阀打开。吹扫状态和喷煤状态切换时，先关闭吹扫切断阀，吹扫切断阀关到位后再打开喷煤切断阀。喷煤状态和吹扫状态切换时，先关闭喷煤切断阀，喷煤切断阀关到位后再打开吹扫切断阀。图6是基于图5所示的高炉喷煤分配器系统进行的喷煤支管防堵控制的流程，首先进行初始化设置，由设置模块4确定循环吹扫周期和每个喷煤支管的吹扫时间。当启动循环吹扫后，由判断模块30在对多个喷煤支管开始进行循环吹扫时，进行循环吹扫的周期的时间是否开始进行判断。若循环吹扫的周期的时间开始，则系统从1#喷煤支管开始依次对20支喷煤支管进行吹扫。由判断模块30判断1#喷煤支管是否投入自动喷煤状态，如果判断出1#喷煤支管已投入自动喷煤状态，则由第一控制子单元3111控制1#喷煤支管的喷煤切断阀关闭，并在第一判断子单元3112判断1#喷煤支管的喷煤切断阀关到位后，控制吹扫切断阀打开，转为吹扫状态。第二控制子单元3121在第二判断子单元3122判断1#喷煤支管的吹扫时间已结束时，控制1#喷煤支管进入喷煤状态，自动控制喷煤支管的吹扫切断阀关闭；在第二判断子单元3122判断1#喷煤支管的吹扫切断阀关闭到位时，第二控制子单元3121控制1#喷煤支管的喷煤切断阀打开；在第二判断子单元3122判断1#喷煤支管喷煤切断阀打开到位时，第二控制子单元3121控制1#喷煤支管喷煤，进入喷煤状态。当判断模块30确认吹扫切断阀关闭后，则进入2#喷煤支管的吹扫程序。若1#喷煤支管不在自动状态，则1#喷煤支管保持原状态不变，直接跳过1#喷煤直管进入2#喷煤支管的吹扫程序， 如果1#喷煤支管的阀门故障则报警同时跳过此支管，直接进入2#喷煤支管的吹扫程序。同理，2 Γ20#喷煤支管均按上述方案依次进行吹扫，当第20支喷煤支管吹扫结束后，则整个分配器喷煤支管的一个吹扫循环结束，此时处于等待状态，当设定的循环吹扫周期时间结束后，则进入下一轮的循环吹扫，重新从1#喷煤支管开始判断吹扫，依次往复，周而复始。如图4所示为出现堵塞报警时的控制流程，当在循环吹扫过程中有喷煤支管堵塞报警时，则立即优先对该喷煤支管进行吹扫直至堵塞报警消失，其他喷煤支管的吹扫顺序不变。以1#喷煤支管为例，如果1#喷煤支管已投入自动状态且在喷煤状态，当有1#喷煤支管出现堵塞报警时，控制相应喷煤支管的喷煤切断阀关闭，吹扫切断阀打开，立即转为吹扫状态，当堵塞报警结束后，则控制相应喷煤支管的吹扫切断阀关闭，喷煤切断阀打开，转为喷煤状态。同理，2 Γ20#喷煤支管堵堵塞报警均按上述方案处理。根据本发明提供的对高炉喷煤分配器喷煤支管采用循环吹扫的控制系统，可大大减少喷煤支管的堵塞率，稳定高炉风口喷煤量的均勻性，降低生产过程中操作人员的工作强度，提高自动化水平，有力保障了生产的安全，为高炉稳定顺行创造条件。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高炉喷煤系统分配器喷煤支管防堵控制系统，其特征在于，包括分配器、多个喷煤支管、控制器；所述分配器将来自喷煤主管的煤粉分配给所述多个喷煤支管；所述多个喷煤支管在所述控制器控制下，在循环吹扫周期内，通过循环吹扫的方式进行吹扫。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括 设置模块，设定循环吹扫周期和每个喷煤支管的吹扫时间。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述控制器包括 判断模块，在一循环周期内，依次判断喷煤支管是否在自动喷煤状态；控制模块，当所述判断模块判断喷煤支管在自动喷煤状态，控制该喷煤支管按所述吹扫时间进行吹扫，吹扫结束后控制该喷煤支管喷煤。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述控制模块包括第一控制单元，在所述判断模块判断喷煤支管是在自动喷煤状态时，控制该喷煤支管的喷煤切断阀关闭，吹扫切断阀打开，进行吹扫；第二控制单元，待吹扫时间结束后，自动控制该喷煤支管的吹扫切断阀关闭，喷煤切断阀打开，转为喷煤状态。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制单元包括 第一控制子单元、第一判断子单元及报警子单元；所述第一控制子单元控制该喷煤支管的喷煤切断阀关闭，并在所述第一判断子单元判断该喷煤支管的喷煤切断阀关闭到位时，控制该喷煤支管的吹扫切断阀打开；报警子单元，在所述第一判断子单元判断该喷煤支管的喷煤切断阀关闭不到位时进行故障报警。
6.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述第二控制单元包括 第二控制子单元、第二判断子单元及报警子单元；所述第二判断子单元判断该喷煤支管的吹扫时间是否已结束、判断该喷煤支管的吹扫切断阀关闭是否到位及判断该喷煤支管喷煤切断阀打开是否到位；所述第二控制子单元在所述第二判断子单元判断该喷煤支管的吹扫时间已结束时，控制该喷煤支管进入喷煤状态，自动控制喷煤支管的吹扫切断阀关闭；在所述第二判断子单元判断该喷煤支管的吹扫切断阀关闭到位时，控制该喷煤支管的喷煤切断阀打开；在所述第二判断子单元判断该喷煤支管喷煤切断阀打开到位时，控制该喷煤支管喷煤；所述报警子单元在所述第二判断子单元判断该喷煤支管的吹扫切断阀关闭未到位时， 进行故障报警；在所述第二判断子单元判断该喷煤支管喷煤切断阀未打开到位时，进行故障报警。
7.根据权利要求3-6任一项所述的控制系统，其特征在于所述判断模块还在对所述多个喷煤支管开始进行循环吹扫时，进行循环吹扫的周期的时间是否开始进行判断。
8.根据权利要求1-6任一项所述的控制系统，其特征在于，还包括 多个测堵仪，每个所述测堵仪设置在每个喷煤支管中；报警模块，在每个所述喷煤支管发生堵塞时进行报警。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于每个所述喷煤支管设置有喷煤切断阀和吹扫切断阀；所述喷煤支管的个数为16-40个。
10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，还包括喷煤主管喷煤切断阀和喷煤主管吹扫切断阀；所述喷煤主管喷煤切断阀和喷煤主管吹扫切断阀设置于所述喷煤主管。
全文摘要
本发明公开一种高炉喷煤系统分配器喷煤支管防堵控制系统包括分配器、多个喷煤支管、控制器；所述分配器将来自喷煤主管的煤粉分配给所述多个喷煤支管；所述多个喷煤支管在所述控制器控制下，在循环吹扫周期内，通过循环吹扫的方式进行吹扫。根据本发明提供的对高炉喷煤分配器喷煤支管采用循环吹扫的控制系统，可大大减少喷煤支管的堵塞率，稳定高炉风口喷煤量的均匀性，降低生产过程中操作人员的工作强度，提高自动化水平，有力保障了生产的安全，为高炉稳定顺行创造条件。
文档编号C21B7/00GK102220444SQ20111019107
公开日2011年10月19日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者李泽辉 申请人:中冶南方工程技术有限公司