焦炭运输皮带电气控制系统优化设计

王金玉

摘要：在炼铁生产过程当中，焦炭的供应是其中重要的一个环节，保障焦炭运输顺利稳定运行是推动高炉顺畅生产、提高产品质量品质、完成公司计划目标的首要任务。根据高炉生产对焦炭供应系统的高标准要求，焦炭运输皮带电气控制系统稳定运行极为重要。由于焦炭运输系统存在较多制约生产的因素，如果系统发生故障，必然会影响焦炉、高炉和干熄焦发电的生产。鉴于此，本文就针对焦炭运输皮带电气控制系统进行优化设计分析。

关键词：焦炭运输皮带；电气控制系统；优化设计

1 导言

由于运输焦炭的皮带都是单线，控制系统也是单电气系统，跟不上高炉快节奏的生产。干熄焦粉尘浓度大，对检修人员健康造成很大威胁，其导电特性也给现场电气设备带来相当大的安全隐患，降低设备连续运转能力，维护难度大。只要一条皮带出现故障，不仅影响焦炉正常出炉，而且也会造成高炉休风，造成巨大的经济损失。针对上述的问题，对各条焦炭运输皮带的控制进行优化和技术改造。

2 焦炭运输皮带电气控制系统优化设计的思路分析

2.1 装煤除尘系统研发思路

装煤车给地面除尘站高速信号是通过煤车司机装煤时在操作台上按一下按钮，煤车一相电源通过煤车电源滑触器到第四磨电道上，炉顶高速信号控制箱与第四磨电道相连，高速信号控制箱由时间继电器和中间继电器组成，高速信号控制箱得到第四道电源后，时间继电器和中间继电器动作，高速信号通过中间继电器接点送入地面除尘站PLC，高压装煤除尘电机开始高速运转，高压装煤除尘电机高速运转时间和停止由时间继电器控制。运行一段时间发现存在如下缺陷：1）地面除尘站高压电机高速运转和停止时无法反馈到煤车上，当煤车与除尘管道连接开始装煤后，地面除尘高压电机不起高速时，如果安全阀盖板没有手动打开，将导致煤车除尘管道压力持续增大，一旦突破管道承受压力，极易造成重大事故；2）煤车司机装煤操作不规范。装煤除尘高速信号由煤车司机装煤时现场手动操作高速信号按钮控制，每10min左右操作一次。在夜间操作人员疲惫或生产赶炉时，司机操作随意性很大，有时忘记或不给除尘信号，導致装煤烟尘大量外溢放散。装煤高速信号采用第四道强电传输不稳定；3）由于煤车第四道在炉顶，温度较高，200m磨电道部分地方弯曲变形较大，经常会发生磨电滑触器接触不良及别断刷子等故障。

针对上述存在的问题，确立以下改造思路：1）为保证传输信号稳定性，采用无线通讯方式。既避免了轨道直连带来的接触问题，又克服了冬季蒸汽带来的轨道结冰问题；2）为减轻司机疲劳操作及保证除尘效果，采用装煤除尘全自动控制系统。保证每装一次炉都开启除尘风机，保证除尘效果；3）考虑系统存在主要的误动作信号，采用防误信号处理，保证动作可靠性、准确性。无线传输方式可以有效解决第四道接地带来的误动作信号。采用定时限控制解决除尘顶杆限位点粘连造成的误动作信号问题；4）研发装煤除尘10kV高压后台控制程序；5）开发程序对脉冲阀信号加入联锁控制。

2.2 皮带电气控制系统的研发思路

在原有皮带控制系统的基础上进行如下改造：1）对故障率高的设备进行重点攻关。尤其对故障率一直较高的焦仓卸料小车滑线进行创新改造，大幅降低了滑线故障，保障了卸料小车的稳定运行；2）根据焦线特点，创新传统电气控制，更适应恶劣现场环境，保证设备安全运行，提高故障处理速度。对于现场焦粉覆盖特别大的增加皮带拉线切断装置，发生拉线接地故障时，将故障点切断继续生产；3）针对单线运焦皮带增加应急控制系统。现场控制柜焦粉覆盖严重的，重新配置一套带联锁的电气控制系统，并将应急控制柜放到环境好的地方，发生故障时切换到备用系统，继续为高炉供焦；4）优化原设计控制程序，提高设备操作性、安全性。

3 焦炭运输皮带电气控制系统优化设计的方案探究

3.1 装煤除尘系统改造技术方案

结合地面除尘站及炉顶车上需要，在煤车和地面除尘站各加装一套无线接、触发装置。司机将旋钮打到自动位置，当煤车开到焦炉炭化室后，煤车打开炉盖，打开闸板，下导套，打开除尘顶杆，连接除尘导套，当除尘顶杆在开限、除尘导套在前限后，PLC输出模块输出控制继电器吸合，高速信号通过无线发送装置发送到地面除尘站无线接收装置到PLC，地面除尘站电机开始高速运转，电机高速运转信号通过地面除尘站无线发送装置到煤车PLC输入模块，输出模块输出操作台上高速运转信号灯亮，煤车开始螺旋加煤。当煤车除尘导套一离开前限，PLC输出模块输出停止，继电器释放，地面除尘站电机停止高速，操作台高速运行灯灭。

3.2 皮带控制系统改造技术方案

确定增加一套控制电气控制系统改造方案。三条皮带中任何一条皮带发生故障（即使电气元件发生损坏），备用系统也能快速投入使用。不仅不影响焦炭供给，而且还能顺利处理故障，迅速恢复到正常控制系统上。皮带控制系统是现场测点进入图尔克模块，然后通过光纤与AC 800F模块通讯，实现集中控制。由于集中操作和现场操作全部由程序控制，一旦通讯中断或模块损坏，生产就会停滞。为此，为皮带控制系统加装应急控制，在配电室皮带控制柜中，取原操作电源的同相电源，经过空开和转换开关作为应急装置，与集中控制分开。在操作电源线路、通讯、模块故障时，开启应急控制系统就可以保证焦炭供给，而不耽误任何生产。外供焦系统的原程序中，皮带的自补点部源自于程序本身输出点，接触器运行的千节点，一旦接触器未动作就形不成真正联锁。为此必须对程序进行优化，采取接触器实际运行信号与输出线圈开点信号串联，避免皮带发生误动作，使皮带联锁更加安全可靠；皮带之间联锁和内部程序联锁与工艺不相符，对程序进行优化，操作站控制画面增加解联锁功能，在紧急情况下能单独启动皮带，保证焦炭正常运行。

4 结语

综上所述，在装煤全自动控制项目实施后，减轻了司机操作强度，克服了司机操作盲区，高压系统运行稳定、良好，脉冲阀控制安全可靠，进一步保障了岗位及维修人员人身安全，实现了焦炭装煤工序的安全、清洁生产。皮带优化项目实施后，解决了单电气控制系统制约高炉生产的现状，未出现因电气故障影响高炉生产的事故，同时，大大减轻了工人维护工作量，保障了运焦皮带线的长期稳定性，大大提高了焦炭运输销效率。

参考文献：

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[2]赵艳雷，张正团.发电厂及变电站电气设备[M].北京：机械工业出版社，2017.

[3]温凡.PLC技术及其在煤炭工程电气自动化中的应用[J].现代工业经济和信息化，2018.

（作者单位：本溪北营钢铁（集团）股份有限公司焦化厂）