炼铁高炉喷吹系统自动控制过程分析

响应节能减排的号召，钢铁企业积极探索节能降耗的方法，提高高炉喷煤的生产工艺以及自动化控制水平，成为降低炼铁焦比、增加产能、提高高炉生产效率有效的办法。高炉喷煤是将价格低廉的煤粉通过喷吹系统喷吹至高炉炉内，改善高炉炉内的工作转台和反应情况，使炉内铁的氧化反应可稳定进行，同时炼铁的生产成本大幅降低，提高了钢铁企业的竞争力。国外的炼铁高炉喷煤技术的发展早于国内。

自动控制过程分析

炼铁高炉的喷吹系统由煤粉仓、3个喷吹罐组成。将罐内压力降至大气压后，煤粉仓中的煤粉通过控制对应的球阀依次加入3个喷吹罐中。当需要向高炉内喷吹时，通过加压阀门、流化阀门等控制，同时向罐内加入压缩氮气，将煤粉喷吹至高炉内，参与高炉内的炼铁还原反应。炼铁高炉的喷吹系统主要由4个过程组成，依次为放散过程、装料过程、冲压过程以及喷吹过程。

放散过程

向喷吹罐加入煤粉时，由于罐内的压力远远高于罐外的压力，由大气压院里可知，此时无法向罐内加入煤粉，因此，喷吹系统中的放散过程是不可少的。在进行放散过程中，首先关闭炼铁高炉其他系统的所有阀门，然后依次打开大放散阀门和小放散阀门。利用安装的压力传感器实时监测放散罐压，如果该压力值小于等于压力传感器量程的15%，则关闭大放散阀门，保持小放散阀门继续打开，用以保持喷吹罐的罐压与煤粉仓、中间仓的压力相同，使得煤粉顺利喷吹至罐内。如果压力值大于压力传感器量程的15%，则继续保持大放散阀门的打开，持续进行放散过程。

装料过程

待放散过程结束后，执行喷吹系统中的装料过程，即向喷吹罐中装入煤粉。首先需要打开煤粉仓的下球阀，以及该下球阀上部的上球阀，使得煤粉自由落下。此时，必须保持小放散阀门打开，用以保持喷吹罐、煤粉仓及中间仓的压力值一致。此时，需要实时检测煤粉值是否达到目标设定值，若没达到，则继续装料。若此时喷吹的煤粉达到目标设定值，则自动控制关闭放散阀，间隔20s后关闭上球阀，再间隔20s后关闭下球阀。上球阀和下球阀全部关闭后，将小放散阀门也关闭，此时喷吹系统的装料过程完成。

冲压过程

炼铁高炉喷吹系统的冲压过程控制流程，该过程是为保证喷吹罐内有足够大的压力向高炉内喷吹煤粉，即保证喷吹罐内的压力值远大于炉内压力。首先，打开冲压阀，大冲压阀，然后打开冲压调节阀，对冲压压力目标值进行设定，并且通过PID控制进行压力调节，接着打开补压阀，即小冲压阀。利用安装在喷吹罐内的压力传感器实时检测压力值，当罐内压力值达到目标值后，关闭大冲压阀，保持小冲压阀处于开为，以保持罐内压力稳定。如果冲压压力没有达到目标值，则持续进行冲压过程，直至冲压压力达到目标值。

喷吹过程

该过程是向高炉内喷吹煤粉。首先是将喷吹阀打开，并打开罐底的流化阀、流化调节阀，同时保持小冲压阀处于开位。流化阀的作用是将煤粉进行流化，防止煤粉在罐底进行板结。此时，实时检测喷吹罐重是否小于设定值，如果小于设定值，则表明喷吹的煤粉达到目标要求，停止喷吹，同时关闭流化调节阀。罐底流化阀，最后关闭喷吹系统，如果检测到喷吹的煤粉没有达到目标值，则继续向高炉内喷吹煤粉，同时继续保持放散系统、装料系统的阀门处于关闭状态。

其他

在炼铁高炉的喷吹系统中，还包括过程调节，如罐底流化气量、氮气总管压力、喷吹压力调节等。在上述调节过程中，即可通过手动人工干预方式完成，也可通过自动模型调节完成。当喷吹系统出现故障时，还需要有语音报警系统辅助设备完成故障的语音报警和提示。

结语

炼铁高炉的喷吹系统是将煤粉喷入高炉内，煤粉需要经过喷煤车间、输煤管道、分煤器、喷煤围管、喷枪进入高炉，降低生产成本的同时，提高了炼铁高炉的效率。另外，煤粉还可利用鼓风机鼓风加快铁的还原反应，是一种经济且自愿丰富的燃料。喷吹系统的自动控制过程有助于炼铁高炉智能化过程的推进，有很大推广价值。