转炉炼钢厂仪表检测控制讲义9P-BD.doc

转炉炼钢厂仪表检测控制讲义

编写：姜友兵

一、 转炉主要工艺检测控制点（系统）
1、 氧枪室及氧枪张力
O2、N2总管压力；氧气流量调节系统；吹氧压力；氧枪冷却水压力、进出水流量；氧枪进出水温度、温差；氧枪张力；炉体冷却水压力、流量。
2、 底吹室
N2、Ar总管压力；N2、Ar总管压力调节系统；1~4#支管压力、1~4#支管流量、1~4#支管流量调节系统。
3、 汽化
循环水压力；蒸汽调节阀前阀后压力；蓄热器蒸汽压力；外网蒸汽温度、流量；软水流量、软水箱水位、软水压力；除氧器蒸汽流量、除氧器水位；汽包给水流量、给水压力、给水温度、汽包水位、汽包蒸汽压力、汽包蒸汽压力调节系统；汽包蒸汽温度。
4、 一次风机房
风机转速、风机轴承温度、风机入口温度、风机出口温度；冷却水压力；供油压力；电机定子温度、电机轴承温度。
5、 吹氩站
N2压力；Ar压力；N2、Ar压力调节系统、流量调节系统；测温定氧；配料称重。
6、 混铁炉
炉膛温度；冷却水压力；混合煤气压力；空气压力；兑铁门冷却水温度。
二、 转炉主要信号传输回路图（以1#炉为例）
1、氧枪氧气压力检测 连锁点O2≤0.6Mpa
21．PRS
121S
21PY—121S
RPA—1100
21PT—121S
EJA430A
4~20ma 4~20mA
0~1.6Mpa

2、氧气流量检测
21FY101
RPA1100
21FT—101
EJA110A
21FE—101
环室孔板
EJA430A
0~40kpa 4~20mA
0~30000m3/h 0~40kpa

21FICS
101

4~20mA

3、氧枪张力检测 连锁点 <4.5T 或 >8T
21WE-131

NODEL0540
mV
21WI

131
4~20mA
21WISA

131
0~10t

4、氧枪冷却水进水流量检测
21FET-501

MF-4331115141
4~20mA
21FISA

501
0~250t/h
1

5、氧枪冷却水出水流量检测
21FET-511

MF-4331115141
4~20mA
21FISA

511
0~250t/h
6、氧枪冷却水压力检测 连锁点 ≤0.5mPa
21PE-501

EJA430A
4~20mA
21PY501

RPA-1100
4~20mA
21PISA

501
0~2.5MPa

7、炉体冷却水出水流量检测
21FET-531

MF-4331115121
4~20mA
21FRSA

531
0~250t/h
8、炉体冷却水进水压力检测
21PT-521

EJA430A
4~20mA
21PT

521
0~1.6MPa
9、氧枪进水温度检测 （进出水温差大于18度报警）
21TE-501

WZP-240A
Ω
21TISA

501
0~100℃
10、氧枪进水温度检测 （进出水温差大于18度报警）
21TE-511

WZP-240A
Ω
21TISA

511
0~100℃
11、炉体冷却水进水温度检测
21PE-521

WZP-230
Ω
21TIA

521
0~100℃
12、炉体冷却水出水温度检测
21PE-531

WZP-230
Ω
21TIA

531
0~100℃
13、底吹分配器N2/Ar压力检测
21PT-201

EJA430A
4~20mA
21PIC

201
0~2.5MPa
14、底吹N2总管压力检测
21PT-212

EJA430A
4~20mA
21PIC

212
0~2.5MPa
2

15、底吹Ar总管压力检测
21PT-222

EJA430A
4~20mA
21PIC

222
0~2.5MPa

16、底吹1#支管N2/Ar压力检测
21PT-231

EJA430A
4~20mA
21PIA

231
0~1.6MPa

17、底吹2#支管N2/Ar压力检测
21PT-232

EJA430A
4~20mA
21PIA

232
0~1.6MPa
18、底吹3#支管N2/Ar压力检测
21PT-233

EJA430A
4~20mA
21PIA

233
0~1.6MPa
19、底吹4#支管N2/Ar压力检测
21PT-234

EJA430A
4~20mA
21PIA

234
0~1.6MPa
20、底吹1#支管N2/Ar流量检测
21FETI231

LUXZ-25B
4~20mA
21FIC

231
0~180m3/h
21、底吹2#支管N2/Ar流量检测
21FETI232

LUXZ-25B
4~20mA
21FIC

232
0~180m3/h
22、底吹3#支管N2/Ar流量检测
21FETI233

LUXZ-25B
4~20mA
21FIC

233
0~180m3/h
23、底吹4#支管N2/Ar流量检测
21FETI234

LUXZ-25B
4~20mA
21FIC

234
0~180m3/h

3

24、炉后铁合金称量检测
21WI041A,B,C

LS2500
mv
21WI041

PT650F
4~20mA
21WISA

041

0¬3t
25、汽包水位检测
31LE-111-1~2

FP-64B
-850~850mm
31LT-111-1~2

EJA-110A
4~20mA
31LY

111

0~16.67kpa

26、汽包蒸汽压力检测
31．PT111

EJA430A
4~20mA
31．PICRSA

111
0~3Mpa
27、汽包给水流量检测
31．FT101

EJA110A
4~20mA
31．FICR

101
0~40kpa
28、除氧器水位
31LE-111-1~2

FP-64B
-1100~1100mm
31LT-111-1~2

EJA-110A
4~20mA
31LY

111

0~16.67kpa
29、1#软水箱水位
31LE-411

FP-64B
1500~2700mm
30LT-411

EJA-110A
4~20mA
31LISA

411

0~15kpa
30、2#软水箱水位
31LE-412

FP-64B
1500~2700mm
30LT-421

EJA-110A
4~20mA
31LISA

421

0~15kpa

4

三、关键设备的工作原理
1、汽包水位测试原理
1．1 原理图

850mm

变送还送还

— +

4~20ma
0mm 至PLC

-850mm

1．2水位、差压、电流之间的对应表
汽包水位mm
正负管差压（P+~P-）
迁移前输出电流
-850
0-1700=-1700
-12 ma
0
850-1700=-850
-4 ma
+850
1700-1700=0
4 ma
负迁移后输出电流ma
迁移量
记录显示
4
16 ma
-850
12
16 ma
0
20
16 ma
850
如上图所示：由于平衡容器中连接变送器的负管内一直保持满水位不变，而连接变送器的正管内水位随着汽包中实际水位的变化，从而造成变送器的差压检测从-1700mm --850 mm 0，对应于汽包的实际水位-850 mm 0 850mm变化。做负迁移前，变送器的输出电流为-12mA至-4mA至4mA。为了变成4~20mA的标准信号，就必须调整变送器的负迁移，迁移量为16mA，即可使变送器输出相应的
5
4mA~12mA~20mA的标准信号。此时就能完成正常的水位检测与控制任务。
1．3汽包事故案例：
现象：1#炉汽包水位与玻璃板水位计相差较大。
处理过程：检查发现：①平衡容器中固定水位管缺水；②管道中有气体；对平衡容器中灌满水及变送器排完气后系统恢复正常。
1．4汽包设备事故预案：汽包水位与实际水位有误差，平衡容器需灌水。
步骤（前提为在生产）：1、通知值班工程师将须加水的水位在程序中做成与另一水位一致。2、关闭汽包到平衡容器的阀门。3、用冷水将平衡容器降温。4、关闭三组阀。5、打开排污阀，将平衡容器中的水、气放完，注意不要被烫伤。6、打开平衡容器的加水盖，加水，此时要确认排污阀放出的水为干净水时才能关闭排污阀。7、打开三组阀及变送器的排气螺丝，使变送器容室内的水及气排干净。8、扭紧排气螺丝，再继续补满平衡容器的水。此时，变送器显示应为零。9、关闭三组阀中的平衡阀。10、打开汽包到平衡容器中的阀门，观察水位与实际水位一致，完毕。

注：汽包水位调节系统是直接影响停炉的关键系统，而且其水位测量尤其重要。严格要求平衡容器的负管在每次开炉前放水排污一次，并将其水补满。以确保水位测量的准确性，同时要检查三通阀的中间阀是否关严，管道有无泄露。尤其是负压室的管道绝对不允许有任何的泄漏。水位高、低报警系统也要认真检查是否可靠。（关阀点： 100 mm，开阀点：0 mm，低报警点：≤-350 mm，高报警点：≥350 mm）
转速表
MCS—Ⅱ
1． 3风机转速测量系统
信号电缆

220VDC

齿轮 风机轴承

工作原理：在被测轴上置一导磁材料制造的齿轮，将传感器安装在支架上，调整传感器与齿轮之间的间隙（3~5mm）当轴旋转时，带动齿轮旋转，根据电磁感应的原理，在传感器的内部线圈的两端产生一个电压脉冲信号。轴转动一圈时就产生Z个电压脉冲信号。根据公式 f=(N/60)*Z。Z—齿轮齿数（我单位偶合器轴上齿数为60齿）f=频率，n=被测轴转速。
当齿数为60时，就把轴的的每分钟转速N，转化成频率f的电压脉冲信号，将其送到MeS—Ⅱ型微机测速仪反映出轴的转速。
注：1、单独测量传感器的阻值约200欧为正常。
2、传感器到齿顶的距离约3~5mm为好。
3、传感器感应端保持干净，铁屑及时清理。
4、传感器输出线中的金属屏蔽线应接地。
转速测量系统是风机房的关键仪表系统，它可直接影响风机的停机乃至转炉炼钢的正常进行。每天要认真检查该系统运行正常与否，发现问题及时处理。
转速表的调整：当转速表上显示的转速与电脑上显示有差异时，应调整转速表输
6
出与电脑一致。
2.2 风机轴承温度检测系统
风机轴承温度检测是关系风机正常运行的重要参数，由于风机震动大，很容易造成温度感应体芯被震断，固定螺丝被震松，鉴于此，对安装铂电阻有一定要求：a、更换成套铂电阻时，应安装紧固，接地螺丝应压紧，最好使用弹簧垫压紧。b、风机运行中更换电阻芯，芯子长度应保证落到保护管底端，尽量不悬在空中，减少自身重量对金属丝线的拉力。c、铂电阻成套安装时，保护管的插入深度要适宜，不要将保护管插到转动部件上，以免造成设备损坏。
2.3 电动执行器
工作原理：电动执行器中的控制器接受来自调节器（手操）的信号（4~20ma）和来自开度检测部分的开度信号，并将两个信号相比较放大后，向消除差值的方向驱动和控制电机，当偏差消除时，控制部分令电机停止在该位置上。
2.4 设备事故应急预案：更换在线电动执行器
步骤：1、准备好一台好的电动执行器和工具；2、风机高速时，关闭执行器的电源；3、拆除执行器的端子进线；4、拆开执行器手柄连接栓，同时将偶合器伸缩杆固定在现有位置上；5、更换执行器；6、执行器接线；7、送执行器电源；8、操作器设置到手动位，调整4mA输出，等转炉出钢时，人为将偶合器连杆推进到风机低速位。9、连接执行器手柄；10、手操转到自动位，观察风机高速时转速是否正常，否则，通知值班工程师在系统程序中调整高速到满意为止，完毕。
3、炉子底吹系统
3.1 底吹系统方框图

N2气 Ar气

分配器

,,1# 2# 3# 4#
旋进式流量计

压力变送器

压力表

备用汽源
透气砖

7

3.2底吹工作原理：
当底吹N2切断阀开时，底吹Ar切断阀处于关闭状态，两阀互为使用。当N2或Ar通过压力调节阀时，压力被调节在0.8~1.2Mpa之间，再经分配器向4条支管提供均衡稳定的气源，气源经过支路的旋进式流量计及流量调节阀（流量一般设定
在45m3/h），再到透气砖，整个过程达到了对压力和流量的控制，完成对透气砖的供气。
注：1、在线处理各支管的流量检测系统时，不允许在炼钢过程中关断气源，应将
备用气源先打开，才能关断在线气源，处理系统故障。
2、仪表工不允许修改流量、压力设定参数。
3.3底吹事故案例
现象：2#炉4#底吹支管流量显示最大180m3/h，流量调节阀调至最小，流量还是不变。
处理过程：关闭支管手阀时，流量能为零。检查旁通电磁阀时，发现电磁阀插头松，电磁阀没有得电。电磁阀得电为关，失电为开，此时旁通阀处于开状态，所以，气源从旁通管流过，流量为最大，处理后系统恢复正常。
3．4底吹设备事故应急预案：底吹1#支管调节阀坏
处理步骤：1、确认所坏调节阀；2、打开该调节阀的旁通阀；3、关闭调节阀前后手阀；4、将该支管通往透气砖的最后一个手阀关至流量允许值；5、更换处理调节阀；6、打开调节阀前后手阀；7、全开通往透气砖的最后一个手阀；8、关闭旁通阀，完毕。
3．5氧枪事故案例：
现象：1#炉氧气总管压力为零，流量太小，怎么样也上不去。
处理过程：首先查了阀门是否全开，检查结果正常；再检查氧气压力信号，发现隔离器无输出，更换隔离器后，整个系统都正常了。原因为压力参与了流量调节补偿，所以致使流量一直上不去的根本原因。

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