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【摘 要】 介绍西林钢铁公司550m3高炉球式热风炉，控制设备 ，工艺结构 ，软件设计思想，生产过程中存在的问题及解决方案。
【关键词】 燃烧 送风 闷炉 换炉 工作状态 主要参数
Abstract ： The paper is mainly about the introduction of the utomatic control system to blast furnace stove 550m3 in Westwood steel companies.
1.550m3高炉热风炉系统概况
热风炉共设置四座球式热风炉，四座热风炉共用二台助燃风机，二台助燃风机一台工作一台备用。热风炉设置烟气余热回收装置。
每座热风炉阀门分为送风系统阀门以及燃烧系统阀门。送风系统阀门有：冷风阀、热风阀、冷风充压阀、冷风调节阀等。燃烧系统阀门有：废气阀、烟道阀、助燃空气燃烧阀、助燃空气调节阀、高炉煤气燃烧阀、高炉煤气切断阀、高炉煤气调节阀、煤气放散阀等。每座热风炉需要开关到位控制的阀门共12个。
2.热风炉的工作状态
热风炉主要有三种工作状态：即燃烧状态、送风状态和闷炉工作状态。
热风炉处于上述三种状态之间的转换过程定义为换炉过程。在热风炉的操作过程中最基本的工作过程是换炉。换炉时，应保证整个热风炉系统不间断的向高炉送风，并应尽量使进入高炉的风量、风压波动很小，还要注意煤气安全。
热风炉工作状态改变周期顺序如下：
→燃烧→休止→送风→休止
热风炉换炉要按规定顺序进行。例如，由“燃烧”转为“送风”的顺序为：
关煤气、空气切断阀和燃烧阀，开煤气放散阀并延时若干秒后关闭，关烟道阀（“闷炉状态”）→开冷风均压阀灌入冷风→延时若干秒开热风阀→开冷风阀→关冷风均压阀；而“送风”转“燃烧”的顺序则为：关冷风阀→关热风阀→开废气阀→延时若干秒并均压后开烟道阀→关废气阀→开煤气切断阀（煤气调节阀微开，点火后全开→开空气燃烧阀）。各阀顺序动作，并有联锁，特别要防止各燃烧阀未全关时开启与送风有关各阀或进行相反动作。热风炉单炉控制功能根据主程序或操作人员在电脑上发出的换炉指令，自动地给出各个热风炉各种状态改变的指令。热风炉状态转换时，换炉逻辑会对所输入的换炉指令进行逻辑判断，对于非法的换炉指令则会拒绝执行（如要求转入该热风炉已在的状态或是要所有热风炉同时退出送风状态的指令等）。单炉控制程序中有三个转换指令：自动燃烧、自动送风，自动休止。每个转换指令有不同的程序对应一个执行过程：
若程序给的是转燃烧指令，则：程序将使转燃烧指令标志置一，同时还要使转送风和转休止指令位置零，防止程序未执行完时由于错误的操作被迫使热风炉转停止状态。
程序自动对整个过程扫描，如果废气阀、烟道阀、助燃空气燃烧阀、助燃空气流量调节阀、高炉煤气燃烧阀、高炉煤气切断阀、高炉煤气调节阀都在关的状态，冷风阀、热风阀、冷风充压阀、冷风调节阀处在开状态，则表示当前热风炉处在送风状态。
此时，程序就会首先给热风炉一个休止指令，使热风炉的燃烧系统阀门按顺序关闭，即：先关冷风及冷风流量调节阀，再关热风阀，此时热风炉转入休止状态，然后程序给热风炉发出“燃烧指令”。在这个过程中，从程序开始的时候就同时使一个保护定时器置一，开始计时，若时间到程序还没有转休止状态还没有执行完，程序将会停止，然后检查故障。
在第一步执行完后，若从程序扫描的信号是炉子处于休止状态则程序将直接送给热风炉一个“燃烧指令”。
程序给出“燃烧指令”后，起保护作用的定时器置零。同时，热风炉打开废气阀，热风炉内的压力表若达到了设定置，则首先打开烟道阀，然后按顺序关掉废气阀、打开助燃空气燃烧阀、燃烧阀，煤气阀。此时，转燃烧过程就结束了，程序执行完就进入等待状态，直到下一个转换指令的到来。
若程序给的是转送风指令，则：
程序将使“转送风指令”标志置一，同时还要使转燃烧和转休止指令标志置零，防止程序未执行完时由于错误的操作迫使热风炉转停止状态。然后程序自动对整个过程扫描，如果烟道阀、助燃空气燃烧阀、燃烧阀、煤气阀都在开的状态，冷风阀、热风阀在关的状态则表示当前热风炉处在燃烧状态。
此时，程序就会首先给热风炉一个休止指令，使热风炉的燃烧系统阀门按顺序关闭，即：先关煤气阀，再依次关燃烧阀、助燃空气阀，最后关闭烟道阀，此时热风炉转入休止状态，然后程序给热风炉一个“送风指令”。在这个过程中，从程序开始的时候就同时使一个保护定时器置一，开始计时，若时间到程序还没有转休止状态还没有执行完，程序将会停止，然后检查故障。
在第一步执行完后，若从程序扫描的信号是程序处于休止状态，则程序将直接送给热风炉一个“送风指令”。
程序给出“送风指令”后，起保护作用的定时器置零。同时，热风炉打开冷风均压阀，热风炉内的压力表若达到了设定置，则依次打开热风阀，关闭冷风均压阀然后最后打开冷风阀。
此时，转送风过程就结束了，程序执行完就进入等待状态，直到下一个转换指令的到来。
若程序给的是转休止指令，则：先程序使转休止指令标志置一。
若检查当前热风炉在燃烧状态，则先关煤气阀，再依次关燃烧阀，助燃空气阀，最后关闭烟道阀，此时热风炉转入休止状态。
若检查当前热风炉在送风状态，则：先关冷风阀，再关热风阀，此时热风炉转入休止状态。
转入休止状态后，程序就进入等待状态，直到下一个指令的到来。
在上述三个状态换过程中，程序扫描热风炉状态时，如果热风炉不在燃烧状态、送风状态，也不在休止状态，则表明热风炉阀门不能使热风炉工作正常，程序将不执行。
3.高炉热风炉仪表控制的主要参数
高炉热风炉控制系统主要参数有：拱顶温度不大于1300度、废气温度不大于350度、高炉煤气支管流量、高炉煤气支管压力、助燃空气总管温度、助燃空气总管压力、助燃空气流量、净煤气总管温度、净煤气总管压力和净煤气总管流量。
4.热风炉控制系统现状及存在的问题
4.1首先是环境温度问题，由于北方冬季寒冷，导致各个切断阀存在卡滞现象
4.2由于建炉初期，电气线路敷设存在问题，导致位置反馈信号不真实。无法实现自动。
4.3煤气压力不稳，导致烧炉无法实现自动。
5.解决方案：
5.1对于轻微卡滞现象，观察发现只要来回开关一次阀门，则会解决。在程序上做了二次开关，即当开驱动来时延时20秒，20秒后开限位没到，则关驱动导通，关2秒后再开。再延时20秒开限位还没到，则报警，同时自动转到手动操作。自动程序停止。如果二次启动开限位到来，则继续执行下一段程序。
5.2位置反馈不真实多半是由于接近开关线路积聚电荷所致，由于电气线路没有屏蔽接地，导致电荷大量积聚，解决办法是断电重送。这样在第一个20秒驱动后自动断限位空开2秒之后吸合，限位没到则再反驱动一次。
5.3煤气压力不稳问题解决办法就是增加煤气加压系统，以保证输出一个稳定压力的煤气，供热风炉烧炉使用。
6.程序的实现。
有了以上的方案，程序上实现以上功能就很容易。PLC采用施奈德系统来采集数据并控制阀门，用IFIX上位机做画面显示，下位机控制阀门每个炉单个控制，用一个程序段做阀门开关顺序，也就是自动控制。一个程序段做单个阀门的手动控制和阀门驱动。同时做连锁控制和报警。用一个程序段做模拟量的采集，这样一来，程序简洁明了。
（作者单位：西林钢铁公司计控处）
【关键词】 燃烧 送风 闷炉 换炉 工作状态 主要参数
Abstract ： The paper is mainly about the introduction of the utomatic control system to blast furnace stove 550m3 in Westwood steel companies.
1.550m3高炉热风炉系统概况
热风炉共设置四座球式热风炉，四座热风炉共用二台助燃风机，二台助燃风机一台工作一台备用。热风炉设置烟气余热回收装置。
每座热风炉阀门分为送风系统阀门以及燃烧系统阀门。送风系统阀门有：冷风阀、热风阀、冷风充压阀、冷风调节阀等。燃烧系统阀门有：废气阀、烟道阀、助燃空气燃烧阀、助燃空气调节阀、高炉煤气燃烧阀、高炉煤气切断阀、高炉煤气调节阀、煤气放散阀等。每座热风炉需要开关到位控制的阀门共12个。
2.热风炉的工作状态
热风炉主要有三种工作状态：即燃烧状态、送风状态和闷炉工作状态。
热风炉处于上述三种状态之间的转换过程定义为换炉过程。在热风炉的操作过程中最基本的工作过程是换炉。换炉时，应保证整个热风炉系统不间断的向高炉送风，并应尽量使进入高炉的风量、风压波动很小，还要注意煤气安全。
热风炉工作状态改变周期顺序如下：
→燃烧→休止→送风→休止
热风炉换炉要按规定顺序进行。例如，由“燃烧”转为“送风”的顺序为：
关煤气、空气切断阀和燃烧阀，开煤气放散阀并延时若干秒后关闭，关烟道阀（“闷炉状态”）→开冷风均压阀灌入冷风→延时若干秒开热风阀→开冷风阀→关冷风均压阀；而“送风”转“燃烧”的顺序则为：关冷风阀→关热风阀→开废气阀→延时若干秒并均压后开烟道阀→关废气阀→开煤气切断阀（煤气调节阀微开，点火后全开→开空气燃烧阀）。各阀顺序动作，并有联锁，特别要防止各燃烧阀未全关时开启与送风有关各阀或进行相反动作。热风炉单炉控制功能根据主程序或操作人员在电脑上发出的换炉指令，自动地给出各个热风炉各种状态改变的指令。热风炉状态转换时，换炉逻辑会对所输入的换炉指令进行逻辑判断，对于非法的换炉指令则会拒绝执行（如要求转入该热风炉已在的状态或是要所有热风炉同时退出送风状态的指令等）。单炉控制程序中有三个转换指令：自动燃烧、自动送风，自动休止。每个转换指令有不同的程序对应一个执行过程：
若程序给的是转燃烧指令，则：程序将使转燃烧指令标志置一，同时还要使转送风和转休止指令位置零，防止程序未执行完时由于错误的操作被迫使热风炉转停止状态。
程序自动对整个过程扫描，如果废气阀、烟道阀、助燃空气燃烧阀、助燃空气流量调节阀、高炉煤气燃烧阀、高炉煤气切断阀、高炉煤气调节阀都在关的状态，冷风阀、热风阀、冷风充压阀、冷风调节阀处在开状态，则表示当前热风炉处在送风状态。
此时，程序就会首先给热风炉一个休止指令，使热风炉的燃烧系统阀门按顺序关闭，即：先关冷风及冷风流量调节阀，再关热风阀，此时热风炉转入休止状态，然后程序给热风炉发出“燃烧指令”。在这个过程中，从程序开始的时候就同时使一个保护定时器置一，开始计时，若时间到程序还没有转休止状态还没有执行完，程序将会停止，然后检查故障。
在第一步执行完后，若从程序扫描的信号是炉子处于休止状态则程序将直接送给热风炉一个“燃烧指令”。
程序给出“燃烧指令”后，起保护作用的定时器置零。同时，热风炉打开废气阀，热风炉内的压力表若达到了设定置，则首先打开烟道阀，然后按顺序关掉废气阀、打开助燃空气燃烧阀、燃烧阀，煤气阀。此时，转燃烧过程就结束了，程序执行完就进入等待状态，直到下一个转换指令的到来。
若程序给的是转送风指令，则：
程序将使“转送风指令”标志置一，同时还要使转燃烧和转休止指令标志置零，防止程序未执行完时由于错误的操作迫使热风炉转停止状态。然后程序自动对整个过程扫描，如果烟道阀、助燃空气燃烧阀、燃烧阀、煤气阀都在开的状态，冷风阀、热风阀在关的状态则表示当前热风炉处在燃烧状态。
此时，程序就会首先给热风炉一个休止指令，使热风炉的燃烧系统阀门按顺序关闭，即：先关煤气阀，再依次关燃烧阀、助燃空气阀，最后关闭烟道阀，此时热风炉转入休止状态，然后程序给热风炉一个“送风指令”。在这个过程中，从程序开始的时候就同时使一个保护定时器置一，开始计时，若时间到程序还没有转休止状态还没有执行完，程序将会停止，然后检查故障。
在第一步执行完后，若从程序扫描的信号是程序处于休止状态，则程序将直接送给热风炉一个“送风指令”。
程序给出“送风指令”后，起保护作用的定时器置零。同时，热风炉打开冷风均压阀，热风炉内的压力表若达到了设定置，则依次打开热风阀，关闭冷风均压阀然后最后打开冷风阀。
此时，转送风过程就结束了，程序执行完就进入等待状态，直到下一个转换指令的到来。
若程序给的是转休止指令，则：先程序使转休止指令标志置一。
若检查当前热风炉在燃烧状态，则先关煤气阀，再依次关燃烧阀，助燃空气阀，最后关闭烟道阀，此时热风炉转入休止状态。
若检查当前热风炉在送风状态，则：先关冷风阀，再关热风阀，此时热风炉转入休止状态。
转入休止状态后，程序就进入等待状态，直到下一个指令的到来。
在上述三个状态换过程中，程序扫描热风炉状态时，如果热风炉不在燃烧状态、送风状态，也不在休止状态，则表明热风炉阀门不能使热风炉工作正常，程序将不执行。
3.高炉热风炉仪表控制的主要参数
高炉热风炉控制系统主要参数有：拱顶温度不大于1300度、废气温度不大于350度、高炉煤气支管流量、高炉煤气支管压力、助燃空气总管温度、助燃空气总管压力、助燃空气流量、净煤气总管温度、净煤气总管压力和净煤气总管流量。
4.热风炉控制系统现状及存在的问题
4.1首先是环境温度问题，由于北方冬季寒冷，导致各个切断阀存在卡滞现象
4.2由于建炉初期，电气线路敷设存在问题，导致位置反馈信号不真实。无法实现自动。
4.3煤气压力不稳，导致烧炉无法实现自动。
5.解决方案：
5.1对于轻微卡滞现象，观察发现只要来回开关一次阀门，则会解决。在程序上做了二次开关，即当开驱动来时延时20秒，20秒后开限位没到，则关驱动导通，关2秒后再开。再延时20秒开限位还没到，则报警，同时自动转到手动操作。自动程序停止。如果二次启动开限位到来，则继续执行下一段程序。
5.2位置反馈不真实多半是由于接近开关线路积聚电荷所致，由于电气线路没有屏蔽接地，导致电荷大量积聚，解决办法是断电重送。这样在第一个20秒驱动后自动断限位空开2秒之后吸合，限位没到则再反驱动一次。
5.3煤气压力不稳问题解决办法就是增加煤气加压系统，以保证输出一个稳定压力的煤气，供热风炉烧炉使用。
6.程序的实现。
有了以上的方案，程序上实现以上功能就很容易。PLC采用施奈德系统来采集数据并控制阀门，用IFIX上位机做画面显示，下位机控制阀门每个炉单个控制，用一个程序段做阀门开关顺序，也就是自动控制。一个程序段做单个阀门的手动控制和阀门驱动。同时做连锁控制和报警。用一个程序段做模拟量的采集，这样一来，程序简洁明了。
（作者单位：西林钢铁公司计控处）