高炉喷煤给煤机控制系统优化改造

石琳芳

（山钢股份莱芜分公司 炼铁厂，山东 莱芜271104）

1 前 言

山钢股份莱芜分公司炼铁厂5#、6#1 080 m3高炉冶炼过程中采取喷吹煤粉的工艺技术，煤粉靠压缩空气或者压缩空气和氮气将其从煤粉仓输送至高炉炉缸。在制粉过程中，首先将配好的原煤经过皮带运输机输送至原煤仓，再经给煤机进入中速磨，实现煤粉制作的全过程。其中，给煤机是原煤仓与中速磨的纽带，是实现煤粉磨制的重要环节。应高炉连续生产的需求，煤粉磨制不间断，为此就要求给煤机运行保持顺畅，这对其控制系统提出了更高要求。

2 给煤机结构及控制系统组成

2.1 结构及工作原理

给煤机传动结构是由给煤机皮带马达、皮带电机风扇、清扫机马达以及油泵马达组成。在三相380 V电压给定下，给煤机传动系统各部件同时得电并开启。在此条件下给煤机利用皮带拖动原煤运行，当原煤从煤仓被皮带拖出后，在胶带的带动下，靠自重与皮带之间的摩擦力平稳地向前移动，从而实现连续、均匀地给煤。

2.2 控制系统

煤机实现整个过程靠的就是给煤机的控制系统，其主要包括微机电子皮带秤仪表、变频器［1］、电流隔离器以及中央控制室的微机4个工作单元。给煤机各单元之间工作原理见图1。给煤机的操作分为就地操作和主控室PLC操作两种。就地操作即从现场启动给煤机，实现给煤机各工作单元顺序启动原煤运输；主控室PLC操作即从电脑画面上启动给煤机，通过PLC内部程序逐步启动各工作单元完成原煤运输［2］。根据生产需要，可进行两种操作方式间的切换。

图1 给煤机控制系统各单元工作原理

3 控制系统现状

给煤机的控制系统分为手动和自动两种情况。根据喷煤工艺要求日常操作时采用自动控制方式，即将转换开关打至自动位并从电脑画面上点击“启给煤机”，给煤机将按照PLC内部程序自动运行。当自动系统出现问题或者给煤机检修时，将转换开关打至手动位，就可实现从现场或柜体人工操作，保证非正常情况下给煤机的使用。

给煤机两种控制方式之间是采用人工操作转换开关进行切换，现实际采用的是LW15-16-F1786型转换开关，这种开关因型号特殊、内部机构复杂等原因，长期的运行已造成触点松动，接触不良，时常发生给煤机停运的情况。给煤机的无法正常启动直接造成煤粉的短缺，使高炉无煤可喷，影响生产。

4 优化改造

4.1 改造原则

基于“功能不变，化繁为简”的原则，在保证给煤机原有功能完整的前提下，将原先繁杂的控制系统简单化，由单一转换开关控制改造为转换开关加中间继电器的形式，取消控制之间的复杂联锁，增加关键点并联控制回路。此种控制形式可采用点数少、结构单一的转换开关，避免结构和控制复杂带来的困扰，增加的中间继电器接触稳定可靠性强，插拔式结构增强了触点接触的牢固性，同时采用220V型继电器也方便了日后的维护。

4.2 改造过程

原有给煤机控制系统采用16个点的转换开关，改造成由1个转换开关加5个中间继电器的方式。改造后的转换开关根据工艺要求定义为“就地手操”JS、“就地运行”JY、“远方遥控”YY、“远方手操”YS 和“停止”TZ5种方式，分别代表现场手动操作、现场自动运行、主控室自动运行、主控室手动操作和停止操作。转换开关位置对应的分别为：竖直方向0°、右45°、右90°、右135°、左90°。给煤机控制系统的改造原理见图2。

图2 给煤机控制系统改造原理

4.3 改造中注意事项

改造完成后，进行了给煤机控制系统的调试。调试中发现将转换开关打至“就地手操”时，变频器一直有8 Hz输出的问题，出现此问题的原因在于，当转换开关调至“就地手操”档时接通JS继电器的开点使变频器输出同时变频器内部信号保持；当调至其他位置时变频器未停止，输出信号未解除，所以一直出现有频率输出的问题。结合变频器自身功能特点分析，变频器自身具有输出关闭信号MRS，该信号用于关闭变频器逆变功率管输出，当该信号有效时，变频器将不再输出。技术人员通过现场研究分析再次确认，将转换开关原“停止”与“就地手操”位置相调换，通过接通TZ继电器的一组开点，先使变频器停止输出后再进行其他位置操作，“8 Hz”问题就会消失，操作转为正常。

通过现场再次修改后转换开关各位置代表分别为：现场手动操作JS、停止TZ、现场自动运行JY、主控室自动运行YY和主控室手动操作YS，位置对应分别为：左90°、竖直0°、右45°、右 90°、右135°。

5 结 语

通过此次优化改造，给煤机的控制系统化繁为简运行更加稳定可靠，故障率下降了33.3%，为高炉源源不断喷吹煤粉提供了保证。

参考文献：

［1］ 白志明.变频调速技术在煤矿给煤机中的应用［J］.河北煤炭，2006（5）：16-17.

［2］ 马玉顺，张春晖.PLC在给煤机变频控制系统中的应用［J］.电气时代，2010（7）：100-102.