[发明专利]转炉吹氧压力自适应调节控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

 本发明有关一种冶金行业炼钢转炉工艺中的转炉吹炼控制系统与方法，特别是指一种转炉吹氧压力自适应调节控制系统及其控制方法。

背景技术

转炉吹氧一般配合氧枪升降连锁控制，当氧枪下降到开氧点高度时，自动打开氧气切断阀，并将氧气调节阀开到一个预设定的开度，来自外部氧气管的氧气充入氧枪，通过氧枪的喷嘴喷到转炉中。当检测到瞬时氧气流量达到PLC（Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器）系统预设定值的时候，再将氧气调节阀转为PID（Proportion Integration Differentiation，比例积分微分）自动控制。这种控制方法存在一个缺陷：即对于氧气管网的压力要求比较稳定，当氧气管网压力波动的时候，在吹炼初期，由于氧气压力调节阀是先开到一个初始的固定预设定开度，氧气管网压力的波动势必造成初始阶段氧气流量的波动。对于传统的转炉湿法除尘工艺来说，前几分钟吹炼过程中通过氧气与钢水中的碳反应，产生的煤气都是直接通过放散烟囱排掉，而且湿法除尘没有电除尘器，不存在安全隐患，所以采用这种方法没有问题；但是对于转炉干法除尘来说，由于设置有电除尘器，所有的放散、回收管道都在电除尘器后面，这就意味着氧气与碳反应产生的CO在任何时候都会经过电除尘器，如果CO浓度超过了电除尘器的爆炸极限，就会形成泄爆。而如果在吹炼初期对氧气的瞬时流量控制不好，造成剧烈波动，就会使炉内CO浓度突然急剧上升，从而引起电除尘器的紧急泄爆。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种根据不同的氧气压力自动调整氧气调节阀初始预设定开度的转炉吹氧压力自适应调节控制系统及其控制方法。

为达到上述目的，本发明提供一种转炉吹氧压力自适应调节控制系统，其包括有转炉吹炼PLC控制系统以及由该PLC控制系统控制的氧气压力调节阀、氧气流量调节阀、第一氧气压力变送器、第二氧气压力变送器、流量孔板、氧气差压变送器、氧气入口切断阀与氧气出口切断阀；该第一氧气压力变送器一端连接氧气管网，另一端连接氧气入口切断阀的一端，该氧气入口切断阀的另一端连接氧气压力调节阀，该氧气压力调节阀通过第二氧气压力变送器连接流量板孔，该流量板孔通过管路连接氧枪，该管路设有所述氧气流量调节阀与氧气出口切断阀，该氧气出口切断阀位于靠近氧枪的一端，该氧气差压变送器连接该流量孔板并控制该流量孔板的开孔大小，其中该第一氧气压力变送器用于对该氧气压力调节阀前的入口压力进行检测，该第二氧气压力变送器用于对该氧气压力调节阀后的出口压力进行检测。

所述氧气流量调节阀包括有第一氧气流量调节阀与第二氧气流量调节阀，所述氧气出口切断阀包括有第一氧气出口切断阀与第二氧气出口切断阀，所述流量孔板与氧枪之间的管路为两路，该流量孔板通过其中一管路上的第一氧气流量调节阀与第一氧气出口切断阀连接一氧枪，该流量板孔通过另一管路上的第二氧气流量调节阀与第二氧气出口切断阀连接另一氧枪，两氧枪轮流对转炉进行吹氧。

本发明还提供一种转炉吹氧压力自适应调节控制方法，该方法包括如下步骤：

（1）将氧气压力调节阀、氧气流量调节阀、第一氧气压力变送器、第二氧气压力变送器、氧气流量孔板、氧气入口切断阀与氧气出口切断阀的信号接入PLC控制系统，并完成系统的单点调试，其中该第一氧气压力变送器一端连接氧气管网，另一端连接氧气入口切断阀的一端，该氧气入口切断阀的另一端连接氧气压力调节阀，该氧气压力调节阀通过第二氧气压力变送器连接流量板孔，该流量板孔通过管路连接氧枪，该管路设有所述氧气流量调节阀与氧气出口切断阀，该氧气出口切断阀位于靠近氧枪的一端；

（2）将画面的人机接口HMI与PLC系统相连；

（3）通过第一氧气压力变送器与第二氧气压力变送器分别检测氧气压力调节阀入口压力、氧气压力调节阀出口压力，并运用画面的数据趋势曲线软件记录氧气压力调节阀入口压力、氧气压力调节阀出口压力、压力调节阀输出值三个参数；

（4）通过人为控制使氧气压力调节阀入口压力达到不同的数值，通过调整氧气压力调节阀的初始开度，使调节阀出口压力达到同一数值，不同的调节阀入口压力对应的调节阀出口压力相同；

（5）通过观察步骤（4）中参数的趋势曲线，得出比较理想的经验数据，整理成氧气管网入口压力与氧气压力调节阀初始开度设置的一次曲线，并将其设置于PLC程序中。

所述步骤（4）具体包括：

i、通过人为控制使氧气压力调节阀入口压力达到2.0MPa，通过调整氧气压力调节阀的初始开度，使调节阀出口压力达到1.2 MPa；