Обмен опытом

См. также:

Уважаемые коллеги. Размещение авторского материала на страницах электронного справочника "Информио" является бесплатным. Для получения бесплатного свидетельства необходимо оформить заявку

Положение о размещении авторского материала

Размещение информации

Повышение эффективности работы стенда сушки и предварительного разогрева вакуум-камеры электросталеплавильного цеха

14.04.2021 264 480
Азарова Виктория Сергеевна
Азарова Виктория Сергеевна, преподаватель

Грачёва Римма Александровна
Грачёва Римма Александровна, студент

Оскольский политехнический колледж

Электросталеплавильный цех является одним из основных цехов АО «ОЭМК им. А.А.Угарова». В нём в процессе внепечной обработки стали используются установки для циркуляционного вакуумирования стали.

Установки предназначены для удаления растворенных в жидкой стали газов (водорода, азота, оксида углерода) и посторонних элементов (серы, фосфора). При вакуумировании также происходит продувка металла инертными газами, добавление легирующих элементов для придания стали определенных физических, химических, механических или эксплуатационных свойств [4].

Технология процесса циркуляционного вакуумирования  заключается во всасывании жидкой стали из сталеразливочного ковша и циркуляции его в вакуум-камере через входной и выходной патрубок и дегазации в ней стали, в ковш погружается выложенный огнеупором всасывающий патрубок, который крепится на вакуум-камере, футерованной огнеупорным материалом.

Перед использованием вакуум- камеры, её необходимо нагреть до высокой температуры, чтобы предотвратить повреждение дорогостоящей футеровки при контакте с расплавленной сталью.

Целью исследования является анализ автоматизированной системы управления стенда сушки и предварительного разогрева вакуум-камеры ЭСПЦ АО «ОЭМК им. А.А.Угарова».

Задачи исследования:

- изучить характеристику технологического процесса и технологические параметры стенда сушки и предварительного разогрева вакуум-камеры;

- проанализировать существующий уровень автоматизации;

- выявить недостатки существующей системы управления и определить задачи для модернизации системы управления.

Объектом исследования является стенд сушки и предварительного разогрева вакуум-камеры ЭСПЦ АО «ОЭМК им. А.А.Угарова».

Предметом исследования является автоматизированная система управления стенда сушки и предварительного разогрева вакуум-камеры ЭСПЦ АО «ОЭМК им. А.А.Угарова».

Объектом автоматизации является стенд сушки и предварительного разогрева вакуум-камеры (ССРВК) на УПА №1, установленного  в электросталеплавильном цехе АО «ОЭМК им. А.А.Угарова». Стенд предназначен для сушки и предварительного разогрева футеровки вакуум-камеры после её ремонта в футеровочном отделении и перед установкой на УЦВС.

Стенд состоит из газокислородной горелки с трубопроводами, водоохлаждаемой крышки, механизма подъема-опускания крышки, контрольно-измерительных приборов.

Техническая характеристика газокислородной горелки:

Тип: ГСВ-01, количество на стенде -1 шт.

Топливо: природный газ

- состав природного газа: СН4; С2Н6; С3Н8; С4Н10; С5Н12; СО2; N2; О2 ;

- давление газа в газопроводе  0,3 МПа;

- номинальное (рабочее) давление газа 0,28 МПа;

Кислород на горение:

- давление кислорода в кислородопроводе 1,2 МПа;

- давление перед горелкой после редуктора (КРД-1) 0,6 МПа.

Тепловой режим стенда:

- температура нагрева  до 1200 °С.

Расход природного газа:

- максимальный 70 м3/ч;

- номинальный (рабочий) 66 м3/ч;

- минимальный 20 м3/ч.

Расход кислорода:

- максимальный 143 м3/ч;

- номинальный (рабочий) 140 м3/ч;

- минимальный 42 м3/ч.

Существующая АСУ ТП УПА №1 выполняет следующие функции:

- контроля и управления процессом продувки стали;

- решения задач, связанных с контролем состояния оборудования, сбором, хранением и первичной обработкой информации;

- сетевой передачи информации о расходах энергоносителей  в вышестоящие цеховые и коммерческие автоматизированные системы для формирования отчетных и сопроводительных документов.

На АСУ ТП УПА №1 возможен дистанционный (ручной) режим управления, т. е. сталевар и подручный сталевара с пульта при помощи кнопок могут осуществлять управление механизмами и агрегатами установки. АСУ ТП УПА № 1 осуществляет регистрацию расходов аргона; регистрацию аварийных, рабочих и др. сообщений, архивирование данных процесса в виде графиков и таблиц.

 Для выполнения указанных функций используется двухуровневая система автоматизации. На первом уровне используют промышленный контроллер “Simatic S7-400” фирмы Siemens, а на втором уровне - операторские станции на базе промышленных персональных компьютеров.

Сталевар и подручный сталевара для выполнения контролирующих и управляющих функций используют операторские станции. Для бесперебойной и удобной работы установлены  две операторские станции.

Программное обеспечение станций операторов пульта управления разработано на базе операционной системы WINDOWS-XP  и SCADA-системы iFIX.

Основные функции АСУ ТП ССРВК могут быть сгруппированы следующим образом: информационные и информационно-вычислительные функции.

Контроль величин параметров:

- положение клапанов природного газа и кислорода;

- давление на клапанах природного газа и кислорода;

- расход природного газа;

- расход кислорода;

- температура охлаждающей воды водоохлаждаемой крышки на входе;

- температура охлаждающей воды водоохлаждаемой крышки на выходе;

- расход охлаждающей воды на входе;

- расход охлаждающей воды на выходе.

Расчётные функции:

- расчёт технико-экономических показателей.

Управляющие функции.

Управление величинами параметров:

- расходом природного газа;

- расходом кислорода;

- расход технической воды для охлаждения крышки.

Управление процессами:

- розжиг горелки;

- отключение горелки;

- разогрев вакуум-камеры по строго заданной технологической карте.

Кроме приведенного перечня функций, АСУ ТП осуществляет:

- сбор данных с датчиков;

- визуализацию технологического процесса;

- сигнализацию отклонений от норм основных технологических величин;

- регистрацию и сигнализацию аварийных ситуаций;       

- архивирование параметров;

- накопление информации о режимах разогрева вакуум-камеры (для последующего анализа);

- генерирование отчетов [1].

Существующая система автоматизации предназначена для управления технологическим процессом, контроля технологических параметров, архивирования значений контролируемых параметров и оперативного их представления технологическому персоналу на экраны цветных операторских станций.

Система построена по иерархическому принципу, имеет 3 уровня: нижний, средний и верхний уровень.

Нижний уровень состоит из датчиков и исполнительных механизмов: исполнительный механизм регулирования расхода природного газа, исполнительный механизм регулирования расхода кислорода, датчик расхода природного газа, датчик расхода кислорода, датчики расходов воды водоохлаждаемой крышки на входе и на выходе, датчики температуры водоохлаждаемой крышки на входе и на выходе, датчик температуры футеровки вакуум-камеры.

Средний уровень состоит из программируемого логического контроллера: “Simatic S7-400” фирмы Siemens.

Верхний уровень состоит из двух автоматизированных рабочих мест: АРМ-1 ROBO-2000-4385TL и АРМ-2 ROBO-2000-4385TL.

До внедрения автоматизированной системы управления режимом работы стенда сушки и предварительного разогрева вакуум-камеры, объект имеет некоторый начальный уровень автоматизации. Объект оснащён средствами дистанционного управления и контроля над процессом. Для определения расхода газа и кислорода используются расходомеры. Полученное от расходомера значение преобразуется в электрический сигнал, который отображается на операторской станции [2].

Для регулирования расхода природного газа и кислорода используются исполнительные механизмы, оснащённые электроприводом, которые дистанционно управляются с помощью кнопок, расположенных на рабочем месте сталевара. С помощью кнопок можно подавать 2 команды: «Закрыть (уменьшить расход)» и «Открыть (увеличить расход)».

Недостатками системы автоматизации стенда сушки и разогрева вакуум-камеры являются:

- затратное использование газокислородной горелки в сравнении с газовоздушной;

- датчики, исполнительные устройства морально и физически устарели, не удовлетворяют современным требованиям, их своевременное обслуживание и ремонт затруднены;

- ручное управление соотношением природный газ/кислород не обеспечивает экономичное и безопасное управление процессом разогрева;

- управление разогревом камеры по технологической карте выполняет сталевар, изменяя вручную расходы газа и кислорода, что не позволяет поддерживать наиболее эффективный режим разогрева;

- отсутствует автоматическая противоаварийная защита: контроль наличия пламени горелки происходит визуально сталеваром через промежутки времени (в паузах между обработкой стали на УПА №1);

- отсутствует  сигнализация о погасании факела горелки, не сообщается об отклонении давления природного газа и кислорода от нормы.

В настоящее время система управления стендом сушки и разогрева вакуум-камеры автоматизирована частично, что в свою очередь не обеспечивает необходимого, оптимального регулирования технологических параметров и безопасного его ведения. Целью исследования   является автоматизация системы управления процессом сушки и разогрева вакуум-камеры с использованием современных средств измерения, регулирования и безопасности ведения процесса сушки и разогрева.

Автоматическое регулирование, т. е. регулирование с помощью соответствующих приборов, которые, выравнивая и стабилизируя процесс, реагируют на изменения быстрее оператора, является более эффективной формой управления установкой. Перевод стенда сушки и разогрева вакуум-камеры на автоматическое регулирование обеспечит поддержание процесса сушки и разогрева в максимальном приближении к заданным технологической инструкцией кривым разогрева вакуум-камеры, повышение стойкости футеровки, снижение затрат на энергоресурсы и футеровочный материал, ведение процесса будет более безопасно.

Основными целями модернизации существующей системы является:

- обеспечение безопасного технологического режима;

- повышения качества и быстродействия регулирования, и как следствие, достижение высокого уровня стабилизации технологических режимов;

- увеличение срока службы футеровки вакуум-камеры, за счет более точного поддержания заданной температуры вакуум-камеры во время её разогрева и сушки (соблюдение кривых разогрева);

- оптимальное регулирование технологических параметров процесса;

- снижение расхода газа, кислорода, воды и футеровочного материала;

- улучшение условий труда персонала и повышения эффективности их труда за счёт увеличения их безопасности.

Модернизация системы управления стенда сушки и предварительного разогрева вакуум-камеры ЭСПЦ АО «ОЭМК им. А.А.Угарова», заключается в сокращении расхода материалов и энергии, повышении производительности труда путем снижения трудоемкости обслуживания агрегатов и возрастания их производительности, за счет замены морально устаревшего оборудования на актуальное.

 

Оригинал публикации (Читать работу полностью):  Повышение эффективности работы стенда сушки и предварительного разогрева вакуум-камеры электросталеплавильного цеха




Назад к списку


Добавить комментарий
Прежде чем добавлять комментарий, ознакомьтесь с правилами публикации
Имя:*
E-mail:
Должность:
Организация:
Комментарий:*
Введите код, который видите на картинке:*