1一、 概述
1、 熱風爐系統的介紹
plc 控制系統由4套單獨plc 構成，按工藝流程分：槽下上料、爐頂布料系統；高爐本體工藝引數採集和控制系統；熱風爐資料採集與功能控制系統；煤氣淨化系統；上料系統、高爐本體系統、熱風爐系統的plc 以及各自的監控站通過工業乙太網連線在一起。
工業乙太網組網結構圖
2、系統選擇系統採用西門子s7-400系列plc ，程式設計軟體採用step7 v5.5，監控軟體採用
wincc7.0中文版。plc 與上位機間採用乙太網通訊模式，plc 與plc 之間同樣採用乙太網通訊模式匯流排結構。
在高爐上料值班室、高爐工長值班室之間採用雙絞線乙太網，高爐工長值班室與熱風爐值班室、除塵值班室通過光纖連線，採用dlink 工業光纖口乙太網交換機，高爐上料值班、熱風爐值班室設定工業乙太網交換機。plc 系統i/o 餘量大於10% 。
熱風爐2台上位機放置於熱風爐控制室內；上位機採用研華工控機，21吋三星液晶顯示器，均採用當前流行配置。
熱風爐plc 本體plc 上料plc
熱風爐監控站本體監控站子那上料監控站
除塵監控站子那除塵plc
熱風爐操作室爐長操作室
二、熱風爐系統框圖
（1）單座熱風爐閥門
每座熱風爐閥門分為送風系統閥門以及燃燒系統閥門。送風系統閥門有：冷風閥(lff)、熱風閥(rff)、冷風均壓閥(lcf)、冷風調節閥（ltf）等。
燃燒系統閥門有：廢氣閥(fqf)、煙道閥(ydf)、助燃空氣切斷閥(zqf)、空氣調節閥（ztf）、燃燒閥(rsf)、煤氣切斷閥(mqf)、煤氣調節閥(mtf)等。每座熱風爐需要開關到位控制的閥門共11個。
（2）熱風爐公用系統閥門有：熱風爐倒流休風放散閥、熱風切斷閥、熱風調節閥。熱風爐公用系統需要控制的閥門共有3個
熱風閥接近開關採用dc24v，二線制。液壓缸帶液壓軟管（l≥1000mm）、接頭和配件。
倒流休風閥接近開關採用dc24v，二線制。液壓缸帶液壓軟管（l≥1000mm）、接頭和配件。
混風切斷閥接近開關採用dc24v，二線制。液壓缸帶液壓軟管（l≥1000mm）、接頭和配件。
空氣切斷閥接近開關採用dc24v，二線制，液壓缸帶液壓軟管（l≥1000）、接頭和配件。
煤氣切斷閥接近開關採用dc24v，二線制液壓缸帶液壓軟管（l≥1000）、接頭和配件。
煤氣燃燒閥接近開關採用dc24v，二線制，液壓缸帶液壓軟管（l≥1000）、接頭和配件。
煙道閥接近開關採用dc24v，二線制，液壓缸帶液壓軟管（l≥1000）、接頭
和配件。
冷風閥接近開關採用dc24v，二線制，液壓缸帶液壓軟管（l≥1000）、接頭和配件。
充風閥接近開關採用dc24v，二線制液壓缸帶液壓軟管（l≥1000）、接頭和配件。
廢氣閥接近開關採用dc24v，二線制，液壓缸帶液壓軟管（l≥1000）、接頭和配件。
冷風調節閥閥位反饋
煤氣支管調節閥閥位反饋
助燃空氣支管調節閥閥位反饋
拱頂溫度
廢氣溫度
煤氣支管流量
煤氣支管壓力
助燃空氣壓力
助燃空氣流量
冷風閥前後壓力
煙道閥前後壓力
三、熱風爐工作方式
1、熱風爐工作和控制順序、
熱風爐工作狀態改變週期順序如下：
燃燒休止送風休止
2、換爐操作：
通過熱風爐閥門開關的順序轉換，實現熱風爐的換爐操作。即完成熱風爐由「燃燒」轉「送風」和「送風」轉「燃燒」的轉換。
其換爐操作方式有全自動、半自動和手動操作三種方式。
(1)全自動操作
熱風爐按換爐設定條件（例如以時間為設定），自動完成換爐過程中各閥門的順序動作，各閥門動作嚴格按順序進行，保持一定的連鎖關係。
(2)半自動操作
當需要進行換爐時，人工發出乙個換爐指令，此後熱風爐將自動完成換爐過程中各閥門的順序動作，各閥門的動作保持一定的連鎖關係。
(3)手動操作，設下面二種方式：
手動集中操作：——在操作室內人工手動操作各閥門的動作，以完成換爐，各閥門的動作保持一定的連鎖關係。
機旁手動操作——人工在機旁操作各閥門的動作，各閥門之間解除連鎖關係。此方式只有在檢修和單體試車時使用。
3、熱風爐換爐過程中各閥門的開關程式：
（1）熱風爐由「燃燒」轉為「送風」狀態
當換爐指令到達後：
①動液壓系統，使液壓系統工作正常。
②各閥門的動作順序為：
關煤氣調節閥→關煤氣切斷閥（同時停止著火檢測的工作）→關空氣調節閥→關空氣切斷閥→關煤氣燃燒閥（同時開啟煤氣放散閥→關煙道閥，此時熱風爐處於「悶爐」狀態。）→開冷風充壓閥進行均壓→冷風閥前後壓差達到規定值後，開熱風閥→全開冷風閥。熱風爐進入「送風」狀態。
（2）熱風爐由「送風」轉為「燃燒」狀態
接到換爐指令後，本熱風爐各閥門的動作順序為：
關冷風閥（同時關充風閥）→關熱風閥（此時熱風爐處於「悶爐」狀態）→開廢氣閥→（熱風爐均壓）→煙道閥前後壓差到達規定值後，開煙道閥→關廢氣閥→開煤氣燃燒閥（同時關閉煤氣放散閥）→開空氣切斷閥→開煤氣切斷閥→小開空氣調節閥→小開煤氣調節閥→已著火→開空氣調節閥→開煤氣調節閥，熱風爐
(3) 當高爐需要「休風」時，其倒流休風程式如下：
①啟動液壓系統的油幫浦並使液壓系統進入正常工作狀態。
②關混風切斷閥。
③關送熱風爐的冷風閥。
④關送熱風爐的熱風閥、開廢氣閥。
⑤開倒流休風閥，顯示「倒流休風中」
⑥停止油幫浦
(4)當高爐需要「復風」時，其操作程式：
①啟動油幫浦至工作正常；
②關倒流休風閥；
③關原送風爐的廢氣閥；
④開原送風爐的充風閥進行均壓；均壓到設定值；
⑤均壓後全開熱風閥，接著全開冷風閥；
⑥開混風切斷閥，顯示該熱風爐「復風」。
熱風爐的換爐指令可由以下二種方式之一發出：
①按設定的時間發出換爐指令；
③按混風調節閥關閉後發換爐指令。、
（5）換爐操作的注意事項包括：
熱風爐的換爐操作必須按照「閥門動作順序」進行，前一閥門動作未完成之前，後一閥門不能提前動作。前一閥門動作到位後，才進行下一閥門的動作。
換爐訊號到來時，首先要將「燃燒」到期的熱風爐由「燃燒」轉換成「送風」狀態，然後再將「送風」的熱風爐轉換成「燃燒」狀態。「燃燒」轉「送風」的熱風爐的冷風閥和熱風閥未開啟前不允許關閉原先「送風」熱風爐的冷風閥和熱風閥。「送風」轉「燃燒」的熱風爐，當燃燒室爐牆溫度低於規定值時，不允許開啟該爐的煤氣調節閥和煤氣切斷閥。
①換爐應先送後撤，即先將燃燒爐轉為送風爐後再將送風爐轉為燃燒，絕不能出現高爐斷風現象。
②儘量減少換爐時高爐風溫、風壓的波動。
③使用混合煤氣的熱風爐，應嚴格按照規定混入高發熱量煤氣量，控制好拱頂和廢氣溫度。
④熱風爐停止燃燒時先關高發熱量煤氣後關高爐煤氣；熱風爐點爐時先給高爐煤氣，後給高發熱量煤氣。
⑤使用引射器混入高發熱量煤氣時，全熱風爐組停止燃燒時，應事先切斷高發熱量煤氣避免高爐煤氣回流到高發熱量煤氣管網，破壞其發熱量的穩定。熱風爐全自動閉環控制操作現代大型高爐均設定4座熱風爐，熱風爐的操作採用全自動微機閉環控制操作。（6）報警訊號：
在「送風」轉「燃燒」的過程中，如果煤氣調節閥小開以後延時後，若無著火訊號，則立即關閉煤氣切斷和煤氣調節閥，併發報警訊號。
在下列情況之一時，處於「燃燒」狀態的熱風爐應關閉煤氣切斷閥和煤氣調節閥，併發報警訊號：
①燃燒期燃燒室爐牆溫度低於設定值；
②煤氣主管壓力小於0.0025mpa（此值可調）
③助燃空氣主管壓力小於0.0025mpa（此值可調）
若冷風主管壓力下降，當壓力＜ 0.1 mpa（此值現場可調自動關閉混風切斷閥；當冷風主管壓力回公升到0.1 mpa以上時，自動開啟混風切斷閥。（倒流休風時除外）
各熱風閥和混風切斷閥未關時，不允許開啟倒流休風閥。
倒流體風閥未全關時，不能開啟熱風閥和混風切斷閥。
熱風爐由「燃燒」轉「送風」時，冷風閥開啟前應先開充風閥一定時間，待閥前後壓力為＜0.001 mpa（此值可調），冷風閥才全開。
煙道閥開啟前，其閥前後的壓差應達到低於設定值。
當閥門故障時，應發出報警訊號。
（7）其它：
1、熱風爐主要閥門裝置為液壓傳動（調節閥為電動），設有熱風爐液壓站。熱風爐控制系統設在熱風爐控制室內。閥門狀態和所有熱工引數由crt畫面顯示，。
操作通過鍵盤完成。機旁設手動操作箱供檢修和裝置除錯時用。
2、混風調節閥，煤氣支管調節閥、空氣支管調節閥和助燃風機前的進風壓力調節閥，助燃風出口放風閥採用電動執行機構。
3、助燃風機一用一備，手動啟動。一般為連續工作制。需要時手動停機。
熱風爐加熱的自動調節：
（1）熱風爐控制系統與布袋除塵控制系統設在同一控制室內。
（2）煤氣主管壓力自動調節，要求壓力在6000至6500pa之間調節。
（3）燃燒自動調節，即空氣支管空氣流量根據煤氣支管流量和確定的空燃比自動調節，煤氣支管流量和空燃比由操作員設定。
（4）空氣主管壓力自動調節——在助燃風機吸風管上設壓力調節閥，使空氣主管壓力穩定在5000至7500pa的範圍內的設定值上。設定值由操作員設定。
（5）熱風爐拱頂溫度控制——當拱頂溫度上公升到規定值時自動增大空燃比，使拱頂溫度保持在規定值，若溫度繼續上公升則要求聲光報警。
（6）熱風爐廢氣溫度控制——當廢氣溫度上公升到規定值時自動減少煤氣支管的煤氣量。（7）熱風溫度控制——通過調節混入冷風量來保證熱風溫度穩定。
4、每個熱風爐上的開關和調節閥門的檢測及控制訊號
(1)冷風閥：開關量輸入—就地/遠端、開到位、關到位、故障；開關量輸出---開閥、關閥；4di、2do
熱風閥、冷風均壓閥、煙道閥、廢氣閥、煤氣切斷閥、燃燒法、煤氣吹掃閥、煤氣放散閥、空氣切斷閥都與冷風閥相同，為4di、2do
煤氣調節閥：開關量輸入—就地/遠端、故障；模擬量輸入—閥位反饋（4-20ma）；模擬量輸出—閥位給定（4-20ma）；2di、1ai、1ao
空氣調節閥與煤氣調節閥相同
四座熱風爐的輸入輸出訊號合計為176di、80do、8ai、8ao
（2）熱風和冷風管道上的閥門檢測和控制訊號
熱風切斷閥：開關量輸入—就地/遠端、開到位、關到位、故障；開關量輸出—開閥、關閥；4di、2do;
混風調節閥：開關量輸入—就地/遠端、故障；模擬量輸入—閥位反饋（4-20ma）；模擬量輸出—閥位給定（4-20ma）；2di、1ai、1ao
冷風切斷閥、倒流休風閥與熱風切斷閥相同，四台合計為14di、6do、1ai、1ao
(3)每個熱風爐工藝引數的模擬量檢測訊號
拱頂溫度；廢氣（煙道）溫度；煤氣支管壓力和流量；助燃空氣壓力和流量；冷風閥前後壓力；煙道閥前後壓力；四個熱風爐合計為40個模擬量輸入
（4）熱風和冷風管道的模擬量檢測訊號
4個模擬量輸入：熱風溫度、壓力、冷風流量、壓力
（5）2臺助燃風機
有6di和3do,輸入訊號為就地/遠端、執行、故障；輸出為啟動、停止
以上合計為196di、86do、53ai、9ao;共344點
自動換爐程式框圖如下所示：
1．燃燒 -〉送風： 關煤氣切斷閥
《熱風爐燃燒到送風程式框圖》
關空氣切斷閥
關煙道閥
關廢氣閥
開冷風閥
開熱風閥
關煤氣燃燒閥
關空氣燃燒閥
開冷風均壓閥
壓差《5 kpa?y
等待並作出故
障檢測送風
2．送風-〉：燃燒關熱風閥
《熱風爐送風到燃燒程式框圖》開煙氣閥
關冷風閥
y開空氣切斷閥
壓差《5 kpa?等待並作出故
障檢測關冷風冷風均壓閥
開廢氣閥
開空氣燃燒閥到預定開度
開煤氣氣切斷閥
開煤氣燃燒閥到預定開度n燃燒
3．燃燒-〉：燜爐
《熱風爐燃燒到燜爐程式框圖》
關熱風閥
關煤氣切斷閥
關煤氣燃燒閥
關空氣切斷閥
關空氣燃燒閥
關煙道閥
關廢氣閥
燜爐4．燜爐-〉：送風
《熱風爐燜爐到送風程式框圖》
開冷風均壓閥
開冷風閥
開熱風閥
送風差壓<5kpa?yn
判斷等待
時間並作出故障判斷
5．燜爐-〉：燃燒
《熱風爐燜爐到燃燒程式框圖》
開廢氣閥
開煙道閥
開空氣切斷閥閥
開空氣燃燒閥
差壓<5kpa?yn
判斷等待
時間並作出故障判斷
開煤氣切斷閥閥
開煤氣燃燒閥
投入空煤比燃燒調節系統燃燒
6．送風-〉：燜爐
《熱風爐送風到燜爐程式框圖》
關熱風閥
關冷風閥
關冷風均壓閥
燜爐硬體列表：
序號名稱型號規格數量型號
1 s7400電源模組10a 2
2 s7400cpu 2
3 s7400乙太網通訊模組 6 2
4 et200m電源模組ps307 10a 5
5 數字量輸入模組di32*dc24 13
6 數字量輸出模組do32*dc 3
7 模擬量輸入模組ai8*12bit 10
8 熱電阻模擬量輸入模組ai8*12bit 4
9 熱電偶模擬量輸入模組ai8*12bit 4
10 模擬量輸出模組ao8*12bit 3
11 et200m有源匯流排導軌 5
12 et200m有源匯流排模板 4
13 工控機 1
14 儲存卡 1
15 冗餘軟體包 1
16 通訊卡 1
高爐熱風爐
高爐熱風爐 blast furnace hot stove 用於預熱高爐用風的熱交換裝置 每座高爐設定3 4 座熱風爐輪流 熱風。在早期換熱式鐵管熱風爐中，風溫只有400 左右 後來採用考伯式 cowper 內燃蓄熱式格仔磚熱風爐，50年代風溫一般為800 左右,70年代超過1020 現在最高達13...
高爐熱風爐試壓方案
武安來寶制鋼集團 1080m3高爐工程 高爐熱風爐試壓方案 建設單位 河北來寶集團製鋼 施工單位 邯鄲礦務局建設工程公司 目錄1.試壓目的 2 2.試壓的組織與規定 2 3.試壓範圍與必備條件 3 4.試壓與檢漏方法 3 5.操作程式 4 6.洩漏處理 5 7.試壓操作的安全要求 6 8.試壓工作的...
2高爐熱風爐公升溫方案
本次2 高爐熱風爐公升溫順序按 1 2 3 4 熱風爐進行。一 烘爐前的準備工作 1 檢查所有閥門均能開 閉正常 廢氣閥 煙道閥 助燃風切斷閥 助燃風調節閥 煤氣切斷閥 煤氣調節閥 冷風旁通閥 熱風閥 冷風閥 並全部處於關閉狀態。2 熱電偶 儀器儀表安裝到位 各顯示記錄控制儀表驗收合格。3 煤氣切斷...