摘要：寶鋼股份煤調(diào)濕系統(tǒng)采用的是STD（蒸汽管式干燥機）＋I(xiàn)(I-Inertia，惰性)煤調(diào)濕技術(shù)，主要是在STD系統(tǒng)中加入惰性化設(shè)計，利用寶鋼現(xiàn)有管網(wǎng)中的低壓蒸汽作為熱載體，對裝爐煤料進(jìn)行干燥處理。寶鋼的煤調(diào)濕從工藝流程上可以劃分為五個小系統(tǒng)：煤輸送系統(tǒng)、干燥機系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、尾氣系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)，煤調(diào)濕控制系統(tǒng)的設(shè)計思路基本上按照工藝系統(tǒng)劃分來設(shè)計，包括煤料輸送控制、干燥機控制、除塵系統(tǒng)、電源系統(tǒng)監(jiān)視、機側(cè)非停和中央非停等功能。本文主要解決了干燥機系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計的原理問題。

寶鋼的煤調(diào)濕從工藝流程上可以劃分為五個小系統(tǒng)：煤輸送系統(tǒng)、干燥機系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、尾氣系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)，因此，我們在設(shè)計煤調(diào)濕工藝控制系統(tǒng)的時候，基本上也是按照工藝系統(tǒng)劃分情況來設(shè)計的。煤調(diào)濕控制系統(tǒng)的功能設(shè)計涵蓋了煤料輸送控制功能、干燥機控制功能（包含煙氣控制功能、尾氣控制功能）、除塵控制功能，此外煤調(diào)濕控制系統(tǒng)還包括電源系統(tǒng)監(jiān)視功能、機側(cè)非停和中央非停等功能。其中#關(guān)鍵、難度#高的是干燥機系統(tǒng)的控制，本文將對干燥機系統(tǒng)的控制原理進(jìn)行闡述。寶鋼煤調(diào)濕干燥機控制系統(tǒng)包括干燥機本體控制系統(tǒng)、閃蒸罐控制系統(tǒng)等。

1干燥機本體控制系統(tǒng)

1.1干燥機出口物料濕度的控制

干燥機出口物料濕度的控制可以采用以下兩種控制方式（根據(jù)系統(tǒng)實際運行的效果進(jìn)行選擇）。

（1）采用公式法。直接求出干燥機所需蒸汽量Fset，K1、K2、K3為計算系數(shù)，初始值為1，當(dāng)干燥機出口粉煤濕度有誤差時，可修改此參數(shù)。Fset作為流量PID控制回路FIQ（蒸汽）的流量給定值，蒸汽流量PID控制回路由蒸汽流量測量變送器FT（蒸汽）、控制器FIC（蒸汽）和蒸汽管道上的調(diào)節(jié)閥FCV（蒸汽）組成,計算公式如下：

其中，F(xiàn)set為干燥所需蒸汽量（kg/h）；K1、K2、K3為計算系數(shù)；F1為干燥機進(jìn)口煤粉量（Kg/h）；A1為進(jìn)口煤粉水含量；T1為干燥機進(jìn)口煤粉溫度（℃）。

（2）采用前饋加反饋的方式進(jìn)行控制。如果干燥機出口粉煤濕度的控制采用前饋加反饋的方式進(jìn)行控制，那么前饋控制量為根據(jù)公式計算出的蒸汽前饋量Fff與PID控制回路AIC（蒸汽）的輸出蒸汽量相加后，作為蒸汽流量PID控制回路FIQ（蒸汽）的流量給定值，蒸汽流量PID控制回路由蒸汽流量測量變送器FT（蒸汽）、控制器FIC（蒸汽）和蒸汽管道上的調(diào)節(jié)閥FCV（蒸汽）組成。

FIC（蒸汽）調(diào)節(jié)回路初始參數(shù)設(shè)置：設(shè)置FIC（蒸汽）調(diào)節(jié)回路給定值SP為18000kg/h、比例度設(shè)置為60%、積分時間為30s；斷開FIC（蒸汽）調(diào)節(jié)回路，將閥門FCV（蒸汽）設(shè)置到手動輸出狀態(tài)，并設(shè)定閥門開度為0%。

兩種控制方式要求根據(jù)實際運行情況可以方便切換，所以在程序中，必須添加兩種控制方式的切換程序，#終在HMI上只用一個按鈕就可以實現(xiàn)控制方式的切換。

1.2干燥機進(jìn)口煤粉量的計算

干燥機進(jìn)口煤粉量數(shù)據(jù)直接來自于現(xiàn)場定量切出裝置的輸出�，F(xiàn)場測量裝置把通過傳感器測量送來的皮帶負(fù)荷率、皮帶速度等相關(guān)參數(shù)加以計算，得到皮帶的流量，并把它輸入到PLC中�，F(xiàn)場總共有兩套定量切出單元，可以同時使用，也可以單好使用。如果只用其中一套，就以這一套輸入的流量作為干燥機進(jìn)口煤粉量的輸入數(shù)據(jù)。如果兩套單元同時使用，那么就以兩個測量單元的流量之和作為干燥機進(jìn)口煤粉量輸入。由于干燥機本身處理的限制,同時進(jìn)入干燥機的濕煤量不能大于400t/h,當(dāng)大于380t/h時,系統(tǒng)進(jìn)行高報警；大于400t/h時,系統(tǒng)進(jìn)行報警并立即停止CFW的切出。

1.3干燥機進(jìn)口煤粉溫度的測量

干燥機進(jìn)口煤粉溫度的值通過現(xiàn)場安裝的紅外式輻射溫度計直接測量得到。溫度正常（傳感器正常）時,參與蒸汽流量的連鎖控制；異常（傳感器故障）時，禁止蒸汽流量公式法的使用。

1.4干燥機進(jìn)口壓力的控制

干燥機進(jìn)口壓力的控制主要是為了保證干燥機在一定的負(fù)壓下工作，從而防止干燥機內(nèi)粉煤爆炸，設(shè)置壓力PIC（進(jìn)口）控制回路，由壓力變送器PT（進(jìn)口）、控制器PIC（進(jìn)口）、引風(fēng)機C（進(jìn)口）的變頻調(diào)速器組成，控制方式為PID控制。

引風(fēng)機電機轉(zhuǎn)速加快，會加速干燥機內(nèi)氣體的排出，從而使干燥機內(nèi)部的負(fù)壓變大。引風(fēng)機電機轉(zhuǎn)速減慢，會減緩干燥機內(nèi)部氣體的排出，從而使干燥機內(nèi)部的負(fù)壓減小。因此，當(dāng)壓力變送器PT（進(jìn)口）測出的干燥機內(nèi)部壓力小于設(shè)定值時，PID調(diào)節(jié)模塊輸出給引風(fēng)機的變頻調(diào)速器的電流就會減小，從而減緩引風(fēng)機電機的轉(zhuǎn)速；當(dāng)壓力變送器測出的干燥機內(nèi)部壓力大于設(shè)定值時，PID調(diào)節(jié)模塊輸出給引風(fēng)機的變頻調(diào)速器的電流就會增大，從而加速引風(fēng)機電機的轉(zhuǎn)速，從而到達(dá)控制的目的。PIC（進(jìn)口）調(diào)節(jié)回路初始參數(shù)設(shè)置：設(shè)置PIC（進(jìn)口）調(diào)節(jié)回路給定值SP設(shè)置為-100Pa，比例度設(shè)置為40%；積分時間設(shè)置為60s；斷開PIC（進(jìn)口）調(diào)節(jié)回路，將閥門PIC（進(jìn)口）設(shè)置到手動輸出狀態(tài)，并設(shè)定閥門開度為50%，即C（進(jìn)口）風(fēng)機電機控制變頻調(diào)速器輸入為25Hz。

1.5干燥機出口物料溫度的控制

干燥機出口物料溫度的控制,為防止干燥機出口物料溫度TE（出口）過高，引起下游皮帶的損壞，設(shè)置了控制回路TIC（出口）。此回路由干燥機出口設(shè)置的熱電阻TE（出口）、控制器TIC（出口）、控制閥TCV（出口）組成。當(dāng)測量溫度高報警時，控制回路由手動切換到自動，按照操作人員設(shè)置的溫度給定值進(jìn)行自動控制，控制閥TCV（出口）打開，給干燥機出口物料端噴水，降低物料溫度。當(dāng)高報警結(jié)束并延時判斷后，調(diào)節(jié)回路由自動切換到手動，輸出設(shè)置為0。當(dāng)測量溫度高高報警時，干燥機停止加熱。

1.6干燥機內(nèi)氧含量的控制

為了防止干燥機內(nèi)氧氣含量過高，引起粉煤爆炸，在干燥機載氣出口管道上設(shè)置含氧量分析儀AI（氧氣），當(dāng)含氧量大于高報警設(shè)定值時，打開控制閥給干燥機補充氮氣，當(dāng)含氧量大于高高報警設(shè)定值時，同時打開切斷閥和氮氣調(diào)節(jié)閥給干燥機內(nèi)部以及布袋除塵器補充氮氣。另外當(dāng)系統(tǒng)開車和停車時，為防止粉煤爆炸，也應(yīng)對干燥機填充氮氣。

2閃蒸罐的控制

閃蒸罐在煤調(diào)濕系統(tǒng)中的作用主要是把來自于冷凝罐的高溫高壓水瞬間變成蒸汽，形成的蒸汽一部分通入到空氣換熱器中與氮氣進(jìn)行換熱，另一部分通入到主排風(fēng)機后以便進(jìn)行罐內(nèi)壓力調(diào)節(jié)。閃蒸罐的控制主要有閃蒸罐液位的控制和閃蒸罐壓力的控制兩部分。

2.1閃蒸罐的液位控制

閃蒸罐的液位控制,為了保證閃蒸罐的液位保持在設(shè)定值下工作。設(shè)置液位LIC（閃蒸罐）控制回路，由液位變送器LT（閃蒸罐）、控制器LIC（閃蒸罐）、控制閥LCV（閃蒸罐）組成，控制方式為PID方式。

閃蒸罐的液位控制原理是：液位變送器LT（閃蒸罐）把實時的閃蒸罐的液位測量值輸入到PLC中，PLC把閃蒸罐的液位輸入值與閃蒸罐液位的設(shè)定值進(jìn)行比較，通過PID模塊處理后輸出一個調(diào)節(jié)量，由這個量來控制控制閥LCV（閃蒸罐）的開大或者關(guān)小，控制閥的開大或者關(guān)小決定了閃蒸罐液位的升高還是降低。

LIC（閃蒸罐）調(diào)節(jié)回路初始參數(shù)設(shè)置：設(shè)置LIC（閃蒸罐）調(diào)節(jié)回路給定值SP設(shè)置為600mm，比例度設(shè)置為40%；將回路設(shè)定到自動調(diào)節(jié)狀態(tài)；此外,為了防止閃蒸罐中的水不能及時排出，在閃蒸罐前面的管道上設(shè)置了一連接蓄水槽的旁路管道，管道上設(shè)置了切斷閥。當(dāng)閃蒸罐液位高高報警時，直接打開此切斷閥，把本應(yīng)該進(jìn)入閃蒸罐的水直接排入到蓄水槽中，等到閃蒸罐液位恢復(fù)正常后關(guān)閉切斷閥。

2.2閃蒸罐的蒸汽壓力控制

閃蒸罐的蒸汽壓力控制,為了保證閃蒸罐的壓力保持在設(shè)定值下工作。設(shè)置壓力PIC（閃蒸罐）控制回路，由壓力變送器PT（閃蒸罐）、控制器PIC（閃蒸罐）、控制閥PCV（閃蒸罐）組成，控制方式為PID控制。

閃蒸罐的蒸汽壓力的控制原理是：把壓力變送器PT（閃蒸罐）測量的實時壓力值輸入到PLC中，PLC再把閃蒸罐的壓力輸入值與閃蒸罐壓力的設(shè)定值進(jìn)行比較，然后再通過PID模塊后處理后輸出一個調(diào)節(jié)量，由這個量來控制控制閥PCV（閃蒸罐）的開大或者關(guān)小，控制閥的開大或者關(guān)小決定了閃蒸罐壓力的升高還是降低。

PIC（閃蒸罐）調(diào)節(jié)回路初始參數(shù)設(shè)置：設(shè)置PIC（閃蒸罐）調(diào)節(jié)回路給定值SP設(shè)置為200kPa，比例度設(shè)置為40%；積分時間設(shè)置為60s；將回路設(shè)定到自動調(diào)節(jié)狀態(tài)。

3結(jié)束語

寶鋼股份的煤調(diào)濕控制系統(tǒng)是由負(fù)責(zé)電氣、儀表設(shè)備的人員自主集成的�？刂葡到y(tǒng)的各個設(shè)計要點都是經(jīng)過自主討論、摸索、設(shè)計而成，在投產(chǎn)后續(xù)的維護(hù)過程中不斷進(jìn)行了完善，使整個煤調(diào)濕控制系統(tǒng)穩(wěn)定順行。