維護蓄熱式加熱爐儀表幾點經驗
1 前言
2004年以來,雞西北鋼帶鋼廠相繼投產了兩座畜熱式加熱爐。由于畜熱爐與傳統加熱爐的供熱和排煙方式有很大不同,所以其控制過程也不一樣,畜熱爐比傳統爐增加了自動換向控制和氣化冷卻控制兩部分。操作工們在很長時間內都無法掌握操作要領和控制工作原理,往往因為一個小故障手足無措足,導致停爐甚至停產。為此,對加熱爐的常見故障進行分析和研究,總結出工藝與電氣知識相結合的方法來判斷儀表故障,使其能在最短的時間內查明故障原因并排除故障,維護正常生產。
2 我廠畜熱式加熱爐控制系統組成
畜熱式加熱爐控制系統由燃燒過程控制、換向控制和氣化冷卻控制三部分組。我廠先投入的通道式集中換向畜熱式加熱爐（2號爐）,之后又建一座外置燒嘴式分段換向式畜熱式加熱爐（3號爐）。都采用的是德國西門子的S7300PLC可編程序控制器作為下位機來實現所有信號的采集、運算和調解,以S7300CP5611與工控機的通訊接口卡,臺灣研華工控機IPC610作監控及編程調試之用,以Windows2000中文平臺作為操作系統,2號中央處理模塊為CPU314,以組態王軟件進行監控，3號中央處理模塊為模塊CPU315,以WINCC軟件進行監控。
2.1燃燒過程控制
(1)工藝要求
燃燒過程控制主要通過對溫度、流量和壓力檢測,來調節一些閥門開度大小，以便控制燃料的多少、排煙量的大小。
(2)控制原理
溫度信號的采集是通過一次儀表熱電偶或熱電阻來完成的，流量、壓力是通過差壓、壓力變送器來完成的。其檢測及控制過程如下:
熱電偶（熱電阻）的毫伏（電阻）信號，差壓、壓力變送器的毫安信號→S7300PLC的模擬量輸入模塊SM331→通訊卡CP5611用監控軟件在上位工控機中顯示→(以3號爐為例,)經過CPU315模塊的PID運算→模擬量輸出模塊SM332→對閥門進調解,以達到控制爐溫的確。
(3)判斷和處理故障的方法
在生產過程中,有經驗的操作工目測爐墻、鋼的顏色可知爐溫,誤不大于±20℃,由此可知計算機顯示的數據是否準確。（爐子外部的光線陰暗的情況下,觀察的火色會亮些,外部光線充足的情況下觀察的火色會亮些。）
金屬顏色與溫度對照表
顏色溫度,℃顏色溫度,℃
暗褐色530～580亮紅色830～880
赤褐色580～650橘黃色880～1050
①溫度常見故障的判定與處理方法：
如果電腦顯示的溫度與操作工觀察的鋼溫不一致，如0℃是線路有短路的地方，或熱偶極性接反(鉑銠熱電偶正極較硬)；如果顯示溫度最大，證明開路，不是熱偶斷了就是補償導線斷了；如電腦顯示的溫度過低，說明線路接觸不良，也可測量一下現場的信號,對照熱電偶或熱電阻的分度表判斷一下電腦顯示的正誤。
②流量、壓力常見故障的判定與處理方法：
流量、壓力可以通過觀察空、燃氣配比,及火焰的顏色就可知所顯示的數值是否準確。如果電腦顯示值的與觀察的鋼溫不符,如始終不變,大多數情況是取樣管的問題；如始終偏低或偏高,大多數情況是差壓或壓力變送器的零點漂移了。差壓和壓力變送器輸出4-20mA,關掉取樣管閥門,對大氣差壓或壓力變送器的輸出電流應為4mA,電腦中壓力或流量顯示值應為零。差壓變送器的外部都設有調零螺釘，順時針增大逆時針減小。(爐壓除外，因其量程是±100Pa、故對大氣是12mA,此時電腦應顯示零)。爐壓可觀察爐門噴火狀態觀察大小判斷電腦顯示的正誤,往爐內吸冷氣是負壓,平衡是零,噴火是正壓。一般噴出火苗在50cm左右,爐壓是20-30pa。注意：關閉差變送器壓取樣管時,一定要先打開平衡閥后再關閉取樣管,開取樣管時,先開取樣管后關平衡閥。
③電動調節閥常見故障的判定與處理方法：
電動調節閥多數是220VAC電源、4-20mA輸入、輸出。如電腦終端沒有閥位顯示，需檢查4-20mA的輸入線路是否斷線,輸入模塊的接點接觸是否良好；如電動調節閥不動，需檢查輸出線路，輸出模塊的點,檢查電機的起動電容、電機線圈是否完好。
2．2換向控制
（1）工藝要求
首先關閉快速切斷閥（簡稱快切閥），切斷煤氣實行換相。其控制過程如下：
快切閥關到位→換向到位A→快切開到位→開始計時→計時結束→快切關到位→換向到位B→快切開到位→開始計時－－-以此循環實現制動控制。
（2）控制原理
煤氣快切閥的動力是氮氣或壓縮空氣,由氣缸控制煤氣快切閥。控制過程如下：
當中央處理摸塊CPU315發出關閥的指令→數字量輸出摸塊SM322輸出脈沖→中間繼電器的線圈閉合→常開點閉合→關閥的電磁閥線圈得電→打開氮氣管路→氣缸控制煤氣快切閥的關閥→關到位后接近開關點亮→數字量輸入摸塊SM321→CPU315,開閥也如此。
我廠換向閥的動力2號爐采用的是氮氣,3號爐采用的是液壓。控制過程如下：
CPU315發出換向指令→數字量輸出摸塊SM322輸出脈沖→中間繼電器的線圈閉合→常開點閉合→A側的電磁閥線圈得電→打開氮氣管路→氣缸控制換向閥到A側→關到位后接近開關點亮→數字量輸入摸塊SM321→CPU315,B側也如此。
（3）常見故障
快切閥或換項閥不到位,可能是由于氣源不分有漏氣的地方,或有機械犯卡的地方；線圈過熱，應檢查電磁閥是否堵塞。接近開關的好壞可以用鐵塊接近看點判斷,還應檢查它的位置是否有竄動現象。
2．3氣化冷卻控制
（1）工藝要求
我廠的加熱爐采用的是自然循環汽化冷卻系統,除了有常規的壓力、流量監測外,通過對水泵的啟停控制來實現對汽包水位的控制。
（2）控制過程
差壓變送器4-20mA→模擬量輸入模塊SM331→中央處理摸塊CPU315(電腦顯示液位)→數字量輸出模塊SM332輸出脈沖→中間繼電器的線圈閉合→常開點閉合→水泵的啟線圈得電→水泵的啟,停同理。
（3）常見故障
汽包水位監測可以通過觀察現場水位表來判斷電腦示0水位時是12mA,對大氣是20mA。平衡容器應定期沖洗,水位應經常和現場較對才能保證汽包不缺水。
我們還可以通過觀察PLC的模擬量輸入模塊SM331、數字量輸入模塊SM321、擬量輸出模塊SM332或數字量輸出模塊SM322所對應點的燈顏色判斷故障，正常時綠燈點亮，故障時紅燈點亮,也可通報過監控程序運行狀態查故障。如果是模塊有問題,可以更換模塊,或修改程序,改備用點。
3 結束語
在日趨激烈的競爭環境下,由于加熱爐在軋鋼生產中占有很重要的地位,在不增加維護人員的情況下用此法,保證了正常生產。使本廠加熱爐操作工全員參與維護,降低企業的生產成本,取得了較好的效果。
2004年以來,雞西北鋼帶鋼廠相繼投產了兩座畜熱式加熱爐。由于畜熱爐與傳統加熱爐的供熱和排煙方式有很大不同,所以其控制過程也不一樣,畜熱爐比傳統爐增加了自動換向控制和氣化冷卻控制兩部分。操作工們在很長時間內都無法掌握操作要領和控制工作原理,往往因為一個小故障手足無措足,導致停爐甚至停產。為此,對加熱爐的常見故障進行分析和研究,總結出工藝與電氣知識相結合的方法來判斷儀表故障,使其能在最短的時間內查明故障原因并排除故障,維護正常生產。
2 我廠畜熱式加熱爐控制系統組成
畜熱式加熱爐控制系統由燃燒過程控制、換向控制和氣化冷卻控制三部分組。我廠先投入的通道式集中換向畜熱式加熱爐（2號爐）,之后又建一座外置燒嘴式分段換向式畜熱式加熱爐（3號爐）。都采用的是德國西門子的S7300PLC可編程序控制器作為下位機來實現所有信號的采集、運算和調解,以S7300CP5611與工控機的通訊接口卡,臺灣研華工控機IPC610作監控及編程調試之用,以Windows2000中文平臺作為操作系統,2號中央處理模塊為CPU314,以組態王軟件進行監控，3號中央處理模塊為模塊CPU315,以WINCC軟件進行監控。
2.1燃燒過程控制
(1)工藝要求
燃燒過程控制主要通過對溫度、流量和壓力檢測,來調節一些閥門開度大小，以便控制燃料的多少、排煙量的大小。
(2)控制原理
溫度信號的采集是通過一次儀表熱電偶或熱電阻來完成的，流量、壓力是通過差壓、壓力變送器來完成的。其檢測及控制過程如下:
熱電偶（熱電阻）的毫伏（電阻）信號，差壓、壓力變送器的毫安信號→S7300PLC的模擬量輸入模塊SM331→通訊卡CP5611用監控軟件在上位工控機中顯示→(以3號爐為例,)經過CPU315模塊的PID運算→模擬量輸出模塊SM332→對閥門進調解,以達到控制爐溫的確。
(3)判斷和處理故障的方法
在生產過程中,有經驗的操作工目測爐墻、鋼的顏色可知爐溫,誤不大于±20℃,由此可知計算機顯示的數據是否準確。（爐子外部的光線陰暗的情況下,觀察的火色會亮些,外部光線充足的情況下觀察的火色會亮些。）
金屬顏色與溫度對照表
顏色溫度,℃顏色溫度,℃
暗褐色530～580亮紅色830～880
赤褐色580～650橘黃色880～1050
①溫度常見故障的判定與處理方法：
如果電腦顯示的溫度與操作工觀察的鋼溫不一致，如0℃是線路有短路的地方，或熱偶極性接反(鉑銠熱電偶正極較硬)；如果顯示溫度最大，證明開路，不是熱偶斷了就是補償導線斷了；如電腦顯示的溫度過低，說明線路接觸不良，也可測量一下現場的信號,對照熱電偶或熱電阻的分度表判斷一下電腦顯示的正誤。
②流量、壓力常見故障的判定與處理方法：
流量、壓力可以通過觀察空、燃氣配比,及火焰的顏色就可知所顯示的數值是否準確。如果電腦顯示值的與觀察的鋼溫不符,如始終不變,大多數情況是取樣管的問題；如始終偏低或偏高,大多數情況是差壓或壓力變送器的零點漂移了。差壓和壓力變送器輸出4-20mA,關掉取樣管閥門,對大氣差壓或壓力變送器的輸出電流應為4mA,電腦中壓力或流量顯示值應為零。差壓變送器的外部都設有調零螺釘，順時針增大逆時針減小。(爐壓除外，因其量程是±100Pa、故對大氣是12mA,此時電腦應顯示零)。爐壓可觀察爐門噴火狀態觀察大小判斷電腦顯示的正誤,往爐內吸冷氣是負壓,平衡是零,噴火是正壓。一般噴出火苗在50cm左右,爐壓是20-30pa。注意：關閉差變送器壓取樣管時,一定要先打開平衡閥后再關閉取樣管,開取樣管時,先開取樣管后關平衡閥。
③電動調節閥常見故障的判定與處理方法：
電動調節閥多數是220VAC電源、4-20mA輸入、輸出。如電腦終端沒有閥位顯示，需檢查4-20mA的輸入線路是否斷線,輸入模塊的接點接觸是否良好；如電動調節閥不動，需檢查輸出線路，輸出模塊的點,檢查電機的起動電容、電機線圈是否完好。
2．2換向控制
（1）工藝要求
首先關閉快速切斷閥（簡稱快切閥），切斷煤氣實行換相。其控制過程如下：
快切閥關到位→換向到位A→快切開到位→開始計時→計時結束→快切關到位→換向到位B→快切開到位→開始計時－－-以此循環實現制動控制。
（2）控制原理
煤氣快切閥的動力是氮氣或壓縮空氣,由氣缸控制煤氣快切閥。控制過程如下：
當中央處理摸塊CPU315發出關閥的指令→數字量輸出摸塊SM322輸出脈沖→中間繼電器的線圈閉合→常開點閉合→關閥的電磁閥線圈得電→打開氮氣管路→氣缸控制煤氣快切閥的關閥→關到位后接近開關點亮→數字量輸入摸塊SM321→CPU315,開閥也如此。
我廠換向閥的動力2號爐采用的是氮氣,3號爐采用的是液壓。控制過程如下：
CPU315發出換向指令→數字量輸出摸塊SM322輸出脈沖→中間繼電器的線圈閉合→常開點閉合→A側的電磁閥線圈得電→打開氮氣管路→氣缸控制換向閥到A側→關到位后接近開關點亮→數字量輸入摸塊SM321→CPU315,B側也如此。
（3）常見故障
快切閥或換項閥不到位,可能是由于氣源不分有漏氣的地方,或有機械犯卡的地方；線圈過熱，應檢查電磁閥是否堵塞。接近開關的好壞可以用鐵塊接近看點判斷,還應檢查它的位置是否有竄動現象。
2．3氣化冷卻控制
（1）工藝要求
我廠的加熱爐采用的是自然循環汽化冷卻系統,除了有常規的壓力、流量監測外,通過對水泵的啟停控制來實現對汽包水位的控制。
（2）控制過程
差壓變送器4-20mA→模擬量輸入模塊SM331→中央處理摸塊CPU315(電腦顯示液位)→數字量輸出模塊SM332輸出脈沖→中間繼電器的線圈閉合→常開點閉合→水泵的啟線圈得電→水泵的啟,停同理。
（3）常見故障
汽包水位監測可以通過觀察現場水位表來判斷電腦示0水位時是12mA,對大氣是20mA。平衡容器應定期沖洗,水位應經常和現場較對才能保證汽包不缺水。
我們還可以通過觀察PLC的模擬量輸入模塊SM331、數字量輸入模塊SM321、擬量輸出模塊SM332或數字量輸出模塊SM322所對應點的燈顏色判斷故障，正常時綠燈點亮，故障時紅燈點亮,也可通報過監控程序運行狀態查故障。如果是模塊有問題,可以更換模塊,或修改程序,改備用點。
3 結束語
在日趨激烈的競爭環境下,由于加熱爐在軋鋼生產中占有很重要的地位,在不增加維護人員的情況下用此法,保證了正常生產。使本廠加熱爐操作工全員參與維護,降低企業的生產成本,取得了較好的效果。
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