摘要   根据链篦机原有喷煤系统现状，详细分析了原有喷煤系统存在的问题，阐述了实施链篦机温度自动控制的意义、实施过程及取得的效果和经济效益。

关键词  温度  自动控制 链篦机 球团

 1  前  言

首钢球团厂热工系统主要包括两部分，一是回转窑的热工控制，二是链篦机的热工控制。首钢球团厂的热工控制是靠喷吹煤粉进行直接燃烧，喷吹煤粉系统主要由仓式泵进行喷煤，其喷煤操作靠人工进行控制。1999年7月份，链篦机喷煤系统由原人工手动控制改为自动控制，实现了链篦机温度的全自动控制。

2  原有链篦机温度控制的状况

  首钢球团厂原有链篦机温度控制系采用由两台仓式泵喷吹煤粉进行直接燃烧的方式。仓式泵一台工作，一台备用。仓式泵属压力容器，其工作原理是在仓内装入一定数量的煤粉，靠增加仓内压力迫使煤粉下降，并通过具有足够压力的压缩空气将煤粉输送到链篦机烟罩内燃烧，采用人工增减仓内压力的方法进行温度控制，以保证链篦机所需要的正常温度。

    链篦机温度控制系统主要包括喷煤、停煤、倒仓、温度控制等诸环节，其操作方式均为手动操作。由于链篦机温度控制是采用人工手动进行控制，在实际生产中暴露出温度控制不稳定、煤粉燃烧不充分、燃料消耗高等问题，主要表现在以下几个方面：

    1)温度控制不稳定

    链篦机温度控制是靠增减仓式泵内压力的方法来控制煤粉量。这样，在人工操作时，仓式泵内的压力增减幅度不稳定，忽高忽低，造成温度控制不稳定。

  2)煤粉燃烧不充分，煤粉消耗高

  由于温度控制不稳定，，煤粉燃烧亦不充分，造成煤粉消耗高。

  3)倒仓时间长，温度波动大

  倒仓时，需对9个阀门分别手动操作一次，倒仓时间长，一般需要lmin左右，致使温度下降幅度比较大。同时，在人工倒仓后，是将仓内压力一次性增大至所需压力，使温度的上升幅度又比较大，这样造成倒仓时，温度发生较大的波动。

  4)倒仓时人工误操作影响生产

  由于倒仓时需要人工对9个不同阀门进行操作，并且对阀门的的操作要求非常严格，只要发生一个阀门未按顺序和要求进行操作的情况，就会出现喷煤管道堵塞的问题。因此，因误操作造成的影响生产的事故时有发生。

3      链篦机温度自动控制实施概况

     实施链篦机温度自动控制，其目的在于提高自动化水平，克服人为所造成的温度波动，杜绝习惯性的违规操作，实现链篦机温度的均衡稳定控制，有效降低燃煤消耗，最终达到提高球团矿质量和降低球团矿成本的目的。为此，于1998年11月开始与国家冶金局自动化研究院一起，对温度自动控制的工艺和参数进行了多次研究，最终于1999年4月确定了最佳工艺参数，并于5月份开始进行全面的软、硬件制作和仪表馈线的安装。

       链篦机温度自动控系统于1999年7月开始在现场进行安装调试，8月初正式投入生产。实现了链篦机自动喷煤、自动停煤、自动倒仓、温度自动控制等全过程的自动控制。

     链篦机温度自动控制的原理是控制链篦机烟罩东一2、西一2、东一4、西一4、东一6、西一6、东一8、西一8共计8个点的温度；计算出该8点温度的加权平均值，作为控制调节的信号输入；同时在操作画面上设定预期的目标值作为控制调节的设定值，采用带死区、扰动前馈PID算法进行控制，使其控制精度达到设计要求。整个控制系统的操作在一个操作台上完成，过程信息同时显示在操作平台上的CRT上，操作人员可随时对温度控制过程进行监视。

    温度自动控制系统主要包括4大部分：

    1)温度自动控制部分

    该部分又由两部分组成：一是正常温度的自动控制，是通过在“温度值设定区”设定生产进程中所需求的温度，用链篦机烟罩8个点实际温度的加权平均值在设定值±15℃范围内进行自动控制(链篦机烟罩8个点温度均有合理的权值，其中4号仓式泵喷煤时温度上限为12℃)，只要高于或低于温度控制范围，控制系统立即自动增、减仓式泵内的氮气压力。

    二是升温度过程的自动控制。在升温时按系统运行按钮，则系统自动进行喷煤，首先将仓内氮气压力增加到0．16 MPa，然后按正常温度值进行自动升温，每次增加氮气压力间隔1 min，直至将温度控制到正常范围。

  2)自动倒仓控制

  在“倒仓吨数值设定区”设定需要的倒仓吨数，在倒仓时，系统首先自动将仓内压力增加0．02 MPa，然后进行自动倒仓。

    3)自动喷煤控制部分

    需要喷煤时，只要启动系统运行按钮，则系统自动进入喷煤状态。

  4)自动停煤控制部分

  遇紧急情况需要停煤时，只要按下系统停止按钮，则系统自动停止喷煤，自动对管道进行清扫。   

4      实施链篦机温度自动控制所取得的效果

链篦机温度自动控制系统从1999年8月正式开始运行，生产实践表明，该控制系统运行效果非常好，主要有以下几个方面：

    1)避免了仓式泵内装煤粉过量

    仓式泵内的装粉量要求为8t以下，但在日常操作中，常超出此量，造成喷煤时仓式泵上部的空间小，影响充压，导致喷煤量不均匀稳定。实施自动控制后，当仓式泵内的装粉量达到8t时，仓式泵的钟阀自动关闭，完全避免了装粉量过多的问题。

  2)实现了自动喷煤停煤

  实施自动控制后，在需要喷煤时，只要启动系统运行按钮，系统便自动开关6种阀门进行操作，无须任何人工操作。同样，在需要停煤时，只要按下系统停止按钮，系统便自动开关5种阀门进行停煤操作，也不需要任何人工操作。

    3)实现了自动倒仓控制

    在正常况下，自动系统按倒仓吨数为2t进行自动倒仓。当所用仓式泵内的存粉量达到2t时，系统自动打开氮气充压阀，将仓内的压力增加0．02MPa，目的是减少倒仓过程中的温度波动，1min后即自动倒仓，而不用人工操作任何一种阀门，倒仓时间由原来人工操作的lmin缩短至30′以内。

  4)链篦机温度控制均衡稳定

  自动控制系统按设定温度进行控制，使链篦机8个点的加权平均温度始终控制在设定温度的±15℃以内，一旦超出控制范围，系统立即采用增减仓式泵内氮气压力的方法进行严格控制，因此温度控制非常稳定。

    5)避免了升温期间煤粉燃烧不充分的问题

    自动控制系统在升温期间，其氮气压力是先加至0．16MPa，然后再逐渐增加压力，这样可保证煤粉燃烧充分。过去岗位的习惯操作是，在升温时，一次性地将氮气压力增加到所需压力，造成喷煤量过大，而由于升温度时温度偏低，造成煤粉燃烧不充分，冒黑烟现象严重。