浅析工业炼铁自动化仪表系统调试

刘鑫哲

（河钢承钢自动化中心，河北 承德 067002）

仪表调试实际上就是调整和检验工业自动化控制中所波及到的控制系统与仪表单体，旨在检验自动化仪表系统中原有的技术性能是否和相关要求相吻合[1]。对炼钢制作过程进行检查、记录、显示等仪表系统统称为炼钢自动化仪表系统[2]。根据自动化仪表系统具有的性能和使用领域可以分为以下几个方面：送风炉、热风炉、高压操作、高炉本体等仪表系统。炼钢自动化仪表系统在调试过程中需要结合计算机与机电的调整才能够顺利进行。

1 工业炼铁自动化仪表构成

在平时炼铁工作过程中，炼铁自动化仪表的调试和维护是最基本的两项内容，同时这两项工作是促使自动化设备合理运用的重要保障[3]。炼铁自动化仪表主要由仪表、调节仪表等组成，以下内容主要是对显示仪表、调节仪表以及执行器进行了分析[4]。

（1）显示仪表。依据显示仪表具有的各种性能，如模拟、记录、数字、记录等可以将其分为数显仪表、记录仪表、模拟仪表与指示仪表，记录仪表根据其具有的功能还可以分为多点记录和单点记录，其中还包括有纸记录和无纸记录，如果有纸记录可以分为打印记录或者是笔录。

图1 炼铁显示仪表

（2）调节仪表。调节仪表可以分为两部分，即基地式调节仪表与单元组合式调节仪表。因为在调节仪表中运用微处理技术，还可以将其分为有可编程调节器和固定程序调节器。

（3）执行器。执行器是由两部分构成，即执行机构与调节阀。执行机构根据能源可以分为电动执行器、有气动执行器以及液动执行器，如果按照结构可以划分为活塞式、长行程执行机构以及薄膜式。仪表自身具有非常广阔的运用范围，既可以运用在炼铁自动设备当中，又可以灵活的运用在其他装备当中，所以根据这一种方法对其进行划分不具有科学性，在对其进行区分过程中使用的划分方法之间也存在一定的差异，同时他们之间还具有紧密的联系。

2 工业炼铁自动化仪表调试

2.1 工业送风仪表系统调试

工业送风仪表系统的主要功能是对富氧调节系统、定风量一定风压调节系统以及送风湿度调节系统进行调试。

（1）定风量一定风压调节系统。定风量一定风压调节系统主要是为高炉提供所需的风量，以便于确保鼓风机的稳定性。如果热风炉切换送风口时，需要给其添加大约百分之十左右的充风量，风量控制系统可以自动的使定风量控制转化为定风压控制，待充风结束之后在转换为定风量控制。系统调试的主要目的是为了使定风量与定风压两个控制系统之间进行自动切换。在调试过程中，需要手动检查调整定风量和定风压控制系统的流程，促使两个系统的测量、设定、输出等信号之间可以互相跟踪，以便于确保在无人操作的情况下使两个系统可以进行自动调换，接着采用动态模拟的方式进行确定。

（2）富氧调节系统。富氧调节系统一般都包含定富氧率调节与定样量调节，这两种调节方法不会频繁的进行调换，通常情况下不运用无扰动系统；如果想要对这两种调节方式进行切换需要手动调节平稳之后才可以进行，系统调试的主要目的是充氮回路。当模拟鼓风机处于喘振的状态时，检测富氧调节系统是否可以进行充氮，从而可以促使送风含氧量下降到20%以下。

（3）送风湿度调节系统。如果风量没有出现明显的剧烈扰动时，可以对送风湿度反馈进行控制；如果风量出现较大的波动时，送风湿度调节系统就会将送风比率调节作为主要内容。送风湿度调节系统调试的主要内容是参照湿度检测器所显示的响应速度、滞后时间调整系统的各项参数以及比率设定器中的偏置量。

2.2 工业热风炉仪表系统调试

工业热风炉仪表系统主要包含以下四种系统，具体分析如下。

（1）送风温度控制系统。利用冷风混入量可以对送风温度进行有效的控制。冷风调节阀从开启状态一直运行，所以送风温度控制系统调节的主要内容是调节器具有的性能、避免积分饱和，以便于使冷风调节阀发达相应速度得到有效的保障。

图2 热风炉仪表系统调试过程

（2）热风炉燃烧控制系统。通过合理的调节焦炉煤气量能够使热风炉拱顶温度得到有效的控制，调整混合煤气量或者是高炉煤气量对废气温度进行控制。在热风炉燃烧控制系统调试过程中需要全面注意热风炉开始燃烧与停止燃烧时，需要把空气流量由自动状态转变为手动状态，让空气调节阀重新处于原始开度。

（3）热风炉温度监视系统。通过将干测温元件设置在热风炉燃烧室与蓄热室拱顶顶部、两室联管上部、热风炉炉皮表面等区域可以有效的对热风炉的运转状态进行监管。在对热风炉温度监视系统进行调试时，需要对每个检测回路的导通性和绝缘性进行测试。等到程序控制系统的模拟调试实现以后，需要将各个回路引入程控系统，逐渐测验开路短路，通过这样确定监视系统的稳定性。

2.3 工业高压操作仪表系统调试

工业高压操作仪表系统主要功能是对炉顶煤气回收与余压发电仪表系统、高炉炉顶压力控制系统进行调试。

图3 高压操作仪表设备

（1）高炉炉顶压力控制系统。在对高炉炉顶压力控制系统进行调试时需要利用调节煤气回收管路中的减压阀组进行。减压阀组与可调喉口通常是利用液压驱动，主要是针对液压系统的运作程序与响应速度进行调试。如果高炉中有余压发电设备，炉顶压力控制系统在调节时需要按照相关的要求进行，同时在调节过程中需要详细的检查余压发电联锁的性能。

（2）炉顶煤气回收和余压发电仪表系统。通常情况下，大型高炉的炉顶压力达到了0.25MPa，在这种情况下都会设计余压发电设备，以便于可以有效的回收炉顶余压煤气。只有在余压发电自动化仪表系统中设置负荷分配器，才可以确保经过发电设备煤气流量具有一定的稳定性，同时还可以将炉顶压力掌控在合理的范围中。在对其进行调节过程中需要增加模拟信号，通过这样可以对负荷分配器中经过余压发电设备与减压阀组的煤气流量调节性能进行检验。

2.4 工业高炉本体仪表系统调试

工业高炉本体仪表系统调试包括很多个系统，具体如下：

第一，炉身静压检测系统。其主要分为一组压力变送器与差压变送器两部分，主要功能是对炉内各个压力的分布状况进行检测；第二，风口破损检测系统，通过使用电磁流量计，测验风口冷却水的供水量与排水量之间存在的落差，用于检测风口是否出现漏水的情况；第三，铁水罐液面计。根据混铁车中铁水的重量可以判断出混铁车中铁水的实际液位；第四，炉顶料面热图像显示仪。通过红外线摄像仪可以对炉顶料面温度的分布情况进行检验。

3 结论

随着社会的不断发展，时代的不断进步，生产行业在未来发展中都会逐渐的运用自动化。炼铁工业的快速发展推动了社会的高速发展，所以将自动化设备运用到炼铁工业中显得尤为重要。自动化仪表的调节会使人们误认为仅是理性的检查，但自动化仪表出现问题就会对产品的质量产生直接影响，严重的话会对产品生产的进程产生直接影响。文章针对工业炼铁自动化仪表调试进行深入分析，希望在以后的运用过程中能够起到借鉴的作用。