(精品)某大型高炉自动化仪表设备及安装工程施工组织.docx

第一节     大型高炉仪表工程 一、高炉仪表工程概述：    大型高炉过程检测与控制，自动化仪表设备及安装工程（为叙述方便以下简称高炉仪表工程）是高炉系统工程的一部分，在工艺生产中有工业眼睛之称随着自动控制水平的不断提高，智能仪表和PLC及DCS计算机系统在高炉生产中广泛应用，其作用越来越大，地位越来越高   32000m3高炉设计年年产生铁2225万吨，计计划投资166.8亿元，其其中工程费用用是13.998亿元，生生产备用金22.82亿元元，20044年8月8日日破土动工，22005年112月26号号联动试车完完毕，工期117个月188天32000m3高炉是仅次次于宝钢高炉炉（40633 m3）的第二等等高炉，是国国内同等容积积高炉中的第第三座它汇汇聚了中国、俄俄罗斯、卢森森堡、美国、意意大利、日本本、瑞典及英英国等国家的的高炉冶金技技术、设备和和优质材料，集集当代高炉先先进技术之大大成技术含含量高，自动动化水平高，经经济技术指标标高从高产产长寿（200年），节能能消耗、环保保要求各方面面都进入全国国高炉的先进进行列1、高炉仪表工工程构成高炉仪表工程按按生产系统大大致可分为如如下部分：（1）   外外部管网仪表表（含热力综综合管线、燃燃气综合管线线、富氧系统统）（2）   供供料及上料系系统仪表（含含槽上供料、矿矿槽、矿槽除除尘、矿槽碎碎料仓）（3）   本本体及附属工工程仪表（含含高炉本体，炉炉顶、煤气分分析）（4）   出出铁场系统仪仪表（含液压压站管道泵、出出铁场除尘）（5）   水水冲洗仪表（含含干渣泵房，炉炉后役循环水水）（6）   热热风炉系统仪仪表（含热风风炉、双予热热系统）（7）   煤煤气清洗系统统仪表（含煤煤气清洗及水水处理）（8）   中中心循环水泵泵房仪表（9）   鼓鼓风机站仪表表（10）煤气余余压发电TRRT系统仪表表（11）喷煤系系统仪表2、高炉仪表工工程量自动化仪表在高高炉过程中，点点多、线长、面面广。

温度、压压力、流量、重重量、物位、机机械量，成份份分析等工工艺参数检测测控制分布在在高炉的所有有系统随时时监控高炉的的工作状况，给给生产操作提提供可靠的依依据1）高炉本体体测控点：检检测参数2885点，设置置为：炉基温度1点，炉炉底温度822点，分二层层第一层411点第二层441点，均匀匀分布在直径径30m的炉炉底底面上炉炉缸温度488点，分四层层，每层122点，均匀分分布在炉缸周周围冷却壁壁100点，分分别均匀分布布在11段冷冷却壁上炉喉喉十字测温229点，均匀匀分布在炉喉喉测温十字冷冷却架上（为为保证炉体温温度测温准确确可靠，热电电耦采用特制制双支铠装热热电耦），热热风温度2点点，一点用于于检测，一点点用于热风温温度自动控制制热风压力力1点，炉身身静压检测110点，分五五段均匀分布布在炉身周围围静压变送送器集中安装装在炉台上炉炉身压差检测测4点，用于于检测高炉上上下部位的透透气率氮气气、氧气、蒸蒸汽、压缩空空气、天然气气流量检测55点压力检检测5点2）高炉仪表表工程量：A、仪表设备 1225台台套B、PLC仪表表检测控制11484点，包包括仪表模拟拟量输入/输输出（AI//AO），开开关量输入//输出（DII/DO）C、仪表工程预预制件57992套D、仪表电缆导导线2503316mE、仪表钢管型型材1015519mF、仪表阀门管管件52799件。

见附表表1、23）高炉仪表表工程设计     高炉炉仪表工程设设计设备和施施工图共533套，基础自自动化仪表331套，PLLC检测控制制系统21套套（其中电控控15套，仪仪控6套）见见附表3、444）高炉仪表表工程慨算    高炉总总投资16..8亿元，其其中工程费用用13.988亿元，设备备安装费用66.78亿元元，其中仪表表自动化设备备安装费用55497.003万元见见附表5二、高炉仪表技技术特点1、基础自动化化仪控系统（1）热风炉拱拱顶温度检测测：热风炉拱拱顶温度生产产工艺一般为为1000℃℃~13000℃目前主要采用SS分度铂铑--铂热电锅或或B分度双铂铂铑热电偶，配配置相应的补补偿导线进行行环境温度补补偿后检测拱拱顶温度，性性能稳定可靠靠，为一般设设计常选国国内也有些高高炉采用“插插入式光电温温度传感器及及配套仪表”检检测拱顶温度度传感器由由感温管，一一般采用刚玉玉管（也可采采用金属陶瓷瓷管，耐高温温合金管），具具有很好的耐耐高温，高压压，防爆裂，抗抗腐蚀功能感感温管定长、管管腔密封，内内表面热辐射射与温度符合合热辐射定律律：E=ΣδδT4 ，其中δδ～斯缔芬.. 波兹曼常常数5.677*10-88W/m2.K4 ，Σ～黑黑度系数。

由由于感应管内内径远小于管管长，可近似似于黑体辐射射Σ=1（利利于互换性），感感温管热辐射射光束经光电电转换器（由由物镜、光栏栏、光电转换换器及有温度度补偿特性负负载网络组成成）产生光电电信号光电温度传感器器的输出特性性经验公式：：Vt=e（12..9-156655/t++273.115）+0..02技术指标为：适适用温度为：：750-11600℃             绝对误差：：＜±5℃             响应速度：：1s实际应用情况表表明，重复性性，互换性能能好，抗干扰扰能力强于热热电耦，使用用寿命试验：：拱顶使用为为S热电耦55-7倍2）热风炉空空气，煤气流流量检测压力力补偿     空气气、煤气流量量检测是通过过节流装置产产生压差，经经过开方运算算后测得的而而节流装置的的计算以一定定的工作压力力为基础实实际空气压力力受鼓风机站站输出压力而而变化高炉炉煤气压力也也受高炉生产产情况而波动动为克服介介质压力对流流量检测的影影响，将压力力信号及流量量信号一起送送入计算机对对流量进行补补正运算从而而检测煤气、空空气的实际流流量3）热风炉空空气煤气比值值燃烧控制：：热风炉燃烧采用用前馈型双交交叉限幅串级级控制方式，以以温度控制器器作为主控制制器，通过温温度检测控制制煤气量大小小，完成炉温温主回路控制制，煤气、空空气流量控制制器作为串级级控制副回路路保持空气与与煤气随动调调节，完成炉炉温精确控制制。

双交叉限限幅保证空气气与煤气燃烧烧的一定比例例和限量安全全配比前馈馈控制提供控控制系统提前前调节信号，保保证温度控制制的响应速度度在低负荷状态下下，由于煤气气，空气电动动调节阀进入入非线性阶段段，可能引起起系统的振荡荡波动，危及及温度的恒值值控制和安全全运行系统统采用开度控控制从而保保证低负荷状状态下，控制制阀门的有效效开度，使系系统既稳定工工作，又能维维持较好的燃燃烧配比，使使调节阀在小小开度范围内内稳定运行4）热风炉含含氧量控制：：     检测测热风炉烟气气中含氧量，反反馈控制煤气气量的大小，实实现最佳化空空气煤气比值值燃烧，对优优化工艺控制制，节能降耗耗具有重要价价值在热风炉排烟管管道出口安装装氧化锆微氧氧分析仪，分分析检测烟气气中不完全燃燃烧的残余氧氧量，经转换换器转换成统统一标准4~~20mA直直流电信号，输输入氧气调节节器与工艺设设定的氧气控控制值比较后后输送到煤气气空气比值燃燃烧系统，作作为煤气控制制的辅助信号号，参与控制制煤气量大小小调节空/煤煤比值，完成成烟气含痒量量控制含氧量控制方式式：自动方式（A方方式）：在PPLC监控CCRT上由人人工给定作为为氧气调节回回路的设定值值，进行含氧氧量最佳化空空/煤比燃烧烧控制。

手动方式（M方方式）：在CCRT上由人人工对氧气调调节器的输出出值进行手动动控制控制制功能：A、微氧分析仪仪对氧量测量量滤波，转换换B、氧气调节器器实现超前，滞滞后比例，积积分、微分（PPID）控制制C、氧量分析仪仪校正，清扫扫，自动切换换/保持保保证在氧气分分析仪校正，检检修或采样测测量管道清扫扫时停止控制制运算，保持持原有输出值值不变               D、含氧量切入入/切出：含含氧量控制可可按生产工艺艺需要切入//切出控制系系统，以保证证工艺流程稳稳定和生产正正常进行2、过程控制PPLC局域网网络系统（1）系统组成成：高炉过程程控制为电气气、仪表一体体化PLC控控制系统，并并组成局域网网络其中仪仪表过程控制制分为：高炉炉本体及炉顶顶子系统（含含炉底仪控PPLC，冷却却壁仪控PLLC，高炉冷冷却水仪控PPLC），热热风炉子系统统，出铁场及及除尘子系统统，供料上料料及除尘子系系统煤气清清洗及水处理理子系统，水水冲洗子系统统，中心循环环泵房子系统统，热力燃气气能源介质子子系统，喷煤煤子系统，TTRT余压发发电子系统等等十个子系统统以上仪控子系统统与电控子系系统共同构成成高炉局域网网络控制系统统（附图）。

2）系统主要要功能：1、实时监控：：各仪控子系系统，完成高高炉各区域数数据采集与监监控对生产产过程中产生生的温度、压压力、流量、料料位、料重、液液位，成分分分析等15000个模拟量量工艺参数连连续采样检测测通过传感感器、变送器器、转换器、PPLC模块实实现实时监控控2、自动调节：：对高炉各系系统的重要工工艺参数，例例如热风炉拱拱顶温度，送送高炉热风围围管温度，炉炉顶煤气压力力，烟气含氧氧量控制，燃燃烧空/煤比比自动调节，冷冷却水系统脱脱气罐液面自自动控制通通过参数检测测和计算机运运算功能，对对这些重要的的参数实现优优化自动调节节3、报警连锁：：对危及生产产安全和质量量的工艺参数数设置不同的的限位，提供供报警和连锁锁措施有上上限报警、上上上限连锁，下下限报警、下下下限连锁，限限位中断，限限位切断功能能，保证工艺艺流程的衔接接，产品的高高质量和人身身设备的安全全运行4、数据通讯：：通过建立的的拟态局域网网络通讯系统统，将高炉各各区域子系统统的设备状态态和过程信息息数据在主主控楼集中控控制操作站上上位计算机进进行显示操作作，实现对整整个高炉炼铁铁生产工艺环环节的集中控控制各区域域子系统也可可在本区域集集中控制室操操作站对本区区域工艺参数数实现显示监监控，构成冗冗余控制系统统。

3）人机接口口（HMI）及及功能：1、提供画面：：按高炉生产产工艺流程要要求提供概貌貌图、流程图图、分布图、趋趋势图等画面面功能和格式式2、物流信息：：生产过程中中反应物流信信息、矿石、焦焦碳、碎焦、溶溶剂等物流状状况3、设备状态：：待机启动、阀阀门停机开度度位置状态4、报警提示：：工艺参数超超过正常    时提示操操作人员并发发出声光报警警信号5、数据显示：：工艺温度、压压力、流量、物物位（含液位位）成分分析析等参数测量量值显示6、设定修正：：根据设计和和工艺要求变变化，设定和和修正生产控控制量，报警警连锁值及限限位值的大小小7、数据输入、储储存和调用：：系统可将检检测信息作为为历史数据自自动保存，用用于设备故障障和运行状态态分析8、过程数据处处理及趋势图图显示9、选择类操作作：包括操作作模式选择（手手动、半自动动、自动）；；模型控制开开关选择操作作10、控制类操操作：直接控控制设备运行行和停止11、维护性操操作：用于系系统操作和维维护12、作业事件件信息；各类类生产故障及及报警信息显显示、记录及及打印4）系统的模模拟运行：     高炉炉生产流程，采采用软件访真真的方法，一一般在不使用用物料实物（包包括原料量和和介质流量）的的情况下，基基础自动化可可以按照具体体的工艺控制制要求进行局局部区域（例例如供料系统统，上料系统统）的模拟生生产运行。

模拟运行分区域域模拟和全线线模拟该软软件功能主要要用于系统调调试。