大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统及方法，利用自动化测控系统实时监测喷煤管道口混合气体流速，若该混合气体流速低于允许值则判定为喷煤管道堵塞状态，自动化控制系统实时调整并降低喷煤管道输入口煤粉气体混合物流量值，并增加喷煤输送口气体压力，利用高气压突破堵塞在管道中的煤粉，实现动态在线排堵，提升工作效率。本发明专利技术还增加尾气硝化物含量检测传感器，控制系统实时监测尾气的硝含量，如果过高则将该气流循环再次引入脱硝室内再次脱硝，直到满足排放要求控制系统打开排放阀门排出达标气体。本发明专利技术具有余热回收结构，同时具有自动化程度高、效率高、能自动排除堵塞、无需人工干预等特点。无需人工干预等特点。无需人工干预等特点。

【技术实现步骤摘要】
大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及大型高炉喷吹系统控制方法，特别是一种大型高炉喷吹系统煤粉给料煤粉输送以及送料，烧结矿余热回收，尾气排放检测的多功能无人值守全自动自主控制系统及方法。

技术介绍

[0002]如今大型高炉煤粉给料输送以及烧结矿余热回收等硬件结构机械设备等均发展较为完善，整体在整个流程上具备的设备均比较充分，但是与该类设备配套的控制系统相对较为薄弱，且某些环节的设备甚至还是处于人工检查控制阶段，欠缺自动化控制，对于有些环节设备基本实现了自动化控制，但是仅仅是局限于煤粉给料或者输入环节中的某一个工艺环节实现了局部自动化，而对于全站整套设备缺乏完整完善的全站整套自动化控制系统，且现有的自动化系统尚未达到无人值守全自动自主控制的水平。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决
技术介绍
中提及的问题，提供大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统及方法。对全部设备，每个工艺环节设备进行自动化无人值守控制，统筹管理每个工艺环节设备，协调控制，使其达到高精度，高效率，高环保，高回收率的目的。
[0004]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统，其中：包括给料模块、给料控制模块、煤粉输送管道、喷吹及排堵控制模块、高炉燃烧室、余热回收模块、尾气排放管道、硝化物排放检测控制模块以及中央控制核心单元；其中，给料模块与煤粉输送管道的下料口连接，用于向煤粉输送管道下料；给料控制模块安装在给料模块上，用于控制给料模块给料量，煤粉输送管道包括下料口和出料口，煤粉输送管道的出料口与高炉燃烧室连接，喷吹及排堵控制模块包括安装在煤粉输送管道下料口的入口压力监测传感器、安装在煤粉输送管道出料口的出口压力监测传感器以及喷吹装置，喷吹装置用于向煤粉输送管道下料口喷吹气流，使煤粉输送管道下料口处的物料流向煤粉输送管道出料口，入口压力监测传感器用于检测煤粉输送管道下料口处的气压，出口压力监测传感器用于检测煤粉输送管道出料口处的气压，高炉燃烧室用于燃烧分解物料，并将产生的尾气排入尾气排放管道，余热回收模块以及硝化物排放检测控制模块均安装在尾气排放管道上，余热回收模块与尾气排放管道换热，回收热能，硝化物排放检测控制模块用于检测尾气排放管道内硝化物含量并控制尾气排放管道的通断，尾气排放管道上安装有回流管，回流管一端与尾气排放管道连接，一端接至高炉燃烧室，中央控制核心单元分别与给料控制模块、喷吹及排堵控制模块以及硝化物排放检测控制模块连接，中央控制核心单元能接收入口压力监测传感器、出口压力监测传感器以及硝化物排放检测控制模块的信号，并控制给料模块和尾气排放管道的通断以及喷吹装置的喷吹功率。
[0005]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的热回收模块上安装有余热回收控制模块，余热回收控制模块能检测热回收模块回收的热量数据，余热回收控制模块与中央控制核心单元连接，并能将检测到的热量数据发送至中央控制核心单元。
[0006]上述的给料控制模块包括下料流量监测传感器以及下料可调速电机控制器，下料流量监测传感器用于检测给料模块下料流量，下料可调速电机控制器用于控制给料模块的下料流量。
[0007]上述的喷吹装置包括喷吹压力罐及罐压控制器，喷吹压力罐内存储高压喷吹气体，罐压控制器用于控制喷吹压力罐的喷吹压力。
[0008]上述的余热回收控制模块包括热量监测传感器和换热介质流量控制器，热量监测传感器用于检测余热回收模块内换热介质回收的热量信息，换热介质流量控制器用于控制余热回收模块内换热介质的流量。
[0009]上述的硝化物排放检测控制模块包括硝化物监测传感器，自循环控制器，尾气排放电磁阀，硝化物硝含量监测传感器用于检测尾气排放管道内尾气硝化物含量，自循环控制器用于控制尾气排放管道与回流管之间的通断，尾气排放电磁阀用于控制尾气排放管道与外界空间的通断。
[0010]上述的中央控制核心单元包括主CPU核心单元、工业实时以太网模块和本地液晶显示器，工业实时以太网模块和本地液晶显示器均与主CPU核心单元连接，主CPU核心单元能接收下料流量监测传感器、入口压力监测传感器、出口压力监测传感器、热量监测传感器、硝化物监测传感器的信息，并控制下料可调速电机控制器、罐压控制器、自循环控制器以及尾气排放电磁阀的运作，工业实时以太网模块用于使主CPU核心单元与云端无线通讯，本地液晶显示器用于显示主CPU核心单元接收和发送的信息。
[0011]大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统的控制方法，包括以下步骤：步骤a、余热回收控制步骤：中央控制核心单元根据设定的目标回收热量值控制下料可调速电机控制器，使给料模块的下料量与目标回收热量值对应，同时将经由热量监测传感器监测余热回收模块回收的热量信息，并本地进行热量累计计算，将最终的计算结果值上传到主CPU核心单元，如实际热量回收数据低于预期，主CPU核心单元控制下料可调速电机控制器增加给料模块的下料量，反之则减少给料模块的下料量，使实际热量回收数据与目标回收热量值匹配；步骤b、煤粉输送管道排堵步骤：在煤粉输送管道无堵塞现象时，入口压力监测传感器和出口压力监测传感器之间的压力差处于阈值范围内，中央控制核心单元控制给料模块正常给料，喷吹装置低功率运作，在煤粉输送管道堵塞时，入口压力监测传感器和出口压力监测传感器之间的压力差大于阈值上限，中央控制核心单元降低给料模块下料量或使给料模块停止给料，并提升喷吹装置功率，提高煤粉输送管道内气流，当入口压力监测传感器和出口压力监测传感器检测到煤粉输送管道入口和进口压力差小于一个设定门槛值时判定排堵成功；步骤c、硝化物排放监控步骤：高炉燃烧室的出口处设置硝化物化学处理仓，尾气在硝化物化学处理仓中进行化学除硝过程，硝化物化学处理仓与尾气排放管道连接，硝化物监测传感器实时在尾气排放管道处检测气体中硝化物含量，如果排放标准达标则会打开
尾气排放电磁阀，自循环控制器关闭回流管，如果排放标准不达标则会关闭尾气排放电磁阀，自循环控制器打开回流管，尾气返回高炉燃烧室二次循环化学处理，直至循环处理到排放满足标准即可进行尾气排放，当多次循环达到一定次数后仍然无法满足排放标准则，主CPU核心单元判定为当前尾气处理故障并将该故障上报到控制中心，运行维护人员进行故障维修。
[0012]步骤b中，当排堵成功后，控制给料模块将下料流量开到最大，提高在排堵期间损失的工作流量。
[0013]本专利技术具有自动化程度高、效率高、能自动排除堵塞、无需人工干预等特点。本专利技术的大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统，利用自动化测控系统实时监测喷煤管道口混合气体流速，若该混合气体流速低于允许值则判定为喷煤管道堵塞状态，自动化控制系统实时调整并降低喷煤管道输入口煤粉气体混合物流量值，并增加喷煤输送口气体压力，利用高气压突破堵塞在管道中的煤粉，实现动态在线排堵，提升工作效率。
[0014]本专利技术还增加尾气硝化物含量检测传感器，控制系统实时监测尾气的硝含量，如果过高则将该气流循环再本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统，其特征是：包括给料模块(1)、给料控制模块(2)、煤粉输送管道(3)、喷吹及排堵控制模块(4)、高炉燃烧室(5)、余热回收模块(6)、尾气排放管道(8)、硝化物排放检测控制模块(9)以及中央控制核心单元(10)；其中，给料模块(1)与煤粉输送管道(3)的下料口连接，用于向煤粉输送管道(3)下料；给料控制模块(2)安装在给料模块(1)上，用于控制给料模块(1)给料量，煤粉输送管道(3)包括下料口和出料口，煤粉输送管道(3)的出料口与高炉燃烧室(5)连接，喷吹及排堵控制模块(4)包括安装在煤粉输送管道(3)下料口的入口压力监测传感器、安装在煤粉输送管道(3)出料口的出口压力监测传感器以及喷吹装置，所述的喷吹装置用于向煤粉输送管道(3)下料口喷吹气流，使煤粉输送管道(3)下料口处的物料流向煤粉输送管道(3)出料口，所述的入口压力监测传感器用于检测煤粉输送管道(3)下料口处的气压，出口压力监测传感器用于检测煤粉输送管道(3)出料口处的气压，所述的高炉燃烧室(5)用于燃烧分解物料，并将产生的尾气排入尾气排放管道(8)，所述的余热回收模块(6)以及硝化物排放检测控制模块(9)均安装在尾气排放管道(8)上，余热回收模块(6)与尾气排放管道(8)换热，回收热能，硝化物排放检测控制模块(9)用于检测尾气排放管道(8)内硝化物含量并控制尾气排放管道(8)的通断，所述的尾气排放管道(8)上安装有回流管，所述的回流管一端与尾气排放管道(8)连接，一端接至高炉燃烧室(5)，所述的中央控制核心单元(10)分别与给料控制模块(2)、喷吹及排堵控制模块(4)以及硝化物排放检测控制模块(9)连接，所述的中央控制核心单元(10)能接收入口压力监测传感器、出口压力监测传感器以及硝化物排放检测控制模块(9)的信号，并控制给料模块(1)和尾气排放管道(8)的通断以及喷吹装置的喷吹功率。2.根据权利要求1所述的大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统，其特征是：所述的热回收模块(6)上安装有余热回收控制模块(7)，所述的余热回收控制模块(7)能检测热回收模块(6)回收的热量数据，所述的余热回收控制模块(7)与中央控制核心单元(10)连接，并能将检测到的热量数据发送至中央控制核心单元(10)。3.根据权利要求2所述的大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统，其特征是：所述的给料控制模块(2)包括下料流量监测传感器以及下料可调速电机控制器，所述的下料流量监测传感器用于检测给料模块(1)下料流量，所述的下料可调速电机控制器用于控制给料模块(1)的下料流量。4.根据权利要求3所述的大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统，其特征是：所述的喷吹装置包括喷吹压力罐以及罐压控制器，所述的喷吹压力罐内存储高压喷吹气体，所述的罐压控制器用于控制喷吹压力罐的喷吹压力。5.根据权利要求4所述的大型高炉喷吹系统无人值守全自动自主控制系统，其特征是：所述的余热回收控制模块(7)包括热量监测传感器和换热介质流量控制器，所述的热量监测传感器用于检测余热回收模块(6)内换热介质回收的热量信息，换热介质流量控制器用于控制余热回收模块(6)内换热介质的流量。6.根据权利要求5所述的大型高炉喷吹系统无人值守全自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小兰，刘极峰，陈亚，孙明迪，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：