Allen—Bradley PLC在干熄焦余热发电工程中的应用

【摘 要】本文介绍了Allen-Bradley RSLOGIX5000和Factory

Talk SE软件在干熄焦工程上的成功应用，简要阐述了干熄焦控制系统的软硬件配置以及干熄焦各个子系统的检测控制技术。

【关键词】干熄焦，PLC控制系统，硬件配置，HMI

1 引言

熄焦是焦化炼焦工艺中一个十分重要的环节。目前仍有焦化厂沿用传统的湿熄焦工艺，由于干熄焦在改善焦炭质量、回收利用能源以及减少污染保护环境等方面较湿熄焦有着无法比拟的优点，干熄焦技术得到了快速的发展。由我公司总承包的山东潍焦集团140 t/h干熄焦工程项目于2010年12月开工建设，2011年10月正式投产，该系统过程控制采用“电气、仪表自动化和计算机网络”三电一体化设计，提高了控制的安全性和可靠性，本系统由红焦运输与装人、干熄炉温度压力料位检测、冷焦排出、气体循环、干熄焦锅炉、环境除尘站、除盐水站和锅炉除氧给水及发电系统等部分组成。

2 工艺流程

焦炉炭化室内的焦炭成熟后，用推焦机推出，经拦焦机导入焦罐车内，装满赤热焦炭的焦罐车由电机车牵引至提升井架底部，提升机将焦罐提升并送到干熄炉炉顶，通过炉顶装入装置将焦炭装入干熄炉。在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，焦炭冷却至160～180℃，经排焦装置卸到皮带机上送至筛焦系统。

在密闭的系统中用循环使用的低温惰性气体将红焦冷却，温度约1000℃的红焦在干熄炉的冷却室内与循环风机鼓入的冷惰性气体进行热交换。吸收了红焦显热的惰性循环气体温度上升到900℃～1000℃，焦碳温度降到200℃以下，高温气体经一次除尘后进入干熄焦余热锅炉换热，换热后产生蒸汽用于发电或供汽。

3 系统硬件配置

干熄焦主体控制系统采用AB公司RSlogix5000冗余控制系统，由冗余CPU、中央I/O单元、Flex模件、通讯连接模块等构成，实现系统内数据采集、回路控制、顺序控制等功能。

4 系统软件配置

干熄焦上位监控软件采用AB公司的FactoryTalk SE6.0，工程师站及操作员站采用研华工控机，操作系统为Window XP，操作人员能方便通过上位画面完成控制参数的设定以及远程操作（设备启动＼停止、工艺参数显示、工作状态指示、故障监视报警、实时＼历史趋势查询以及报表打印等）；现场控制系统编程软件为RSlogix 5000 专业版，用于下位控制系统的配置、组态、编程与调试。

（1）CPU：1756-L61 Slot： 0

（2）通讯：1756-EN2T Ethernet网络

（3）1756-CN2R/B ControlNet网络

（4）1794各类数据采集模块。

5 系统检测及控制

本系统完成干熄焦各工段工艺设备的电气控制和仪表控制，其中电气范围主要包括本工艺设备配带电机以及电动阀、电磁阀等，仪表范围主要对温度、压力、流量、液位、料位工艺参数检测与控制，最终通过PLC和HMI实现对现场在线设备及工艺参数的实时监测与监视、模型运算、逻辑控制、回路调节、联锁保护、事故信号记录与报警管理、历史数据存储及查询等功能。

5.1 装焦系统的控制

装入装置是由干熄炉内的料斗、投入红焦时对干熄炉投入口进行气体密封的顶盖、对其进行横移的驱动台车及驱动臂和电动推杆以及顶盖上的水封槽等构成的。

装入装置由带变频器的电动缸驱动，装焦时自动打开干熄炉水封盖，同时移动装焦漏斗至干熄炉口，配合提升机将红焦装入干熄炉。装入装置与集尘管连通，除尘风机的变频装置自动变为高速运行状态使干熄炉炉口压力变为负压，装焦时无粉尘外逸。

5.2 干熄炉本体检测与控制

干熄炉预存室顶部、冷却室上部、下部设耐热铠装热电偶检测，预存室顶部设微差压力检测，预存室料位设雷达料位与电容式料位双检测，保证系统安全。上述信号在HMI上实时显示并完成超值报警。控制主要有预存室压力控制、空气导入流量控制、循环气体旁通流量控制及预存室料位控制等。

5.3 排焦系统的控制

排焦由插板阀﹑振动给料器及下部膨胀节、旋转密封阀和排焦溜槽等设备组成，该系统与预存室料位、循环风机联锁控制。为保护排焦皮带，采用高温辐射计检测排出焦炭的温度，在温度超过200℃时自动打开洒水阀喷水降温，若温度超过220℃时，排焦皮带停止运行。

5.4 除尘系统的控制

环境除尘地面站完成系统装焦、排焦以及放散口部位产生粉尘的回收，将粉尘经集尘管道进入除尘器，经过滤袋装置收集到粉仓内，计算机根据仓上的料位可控制仓壁振打器、排灰阀、刮板机等一系列动作将焦粉送至储灰仓，经加湿机处理后汽车外运。

系统排灰有时间控制和料位控制排灰设置，可在HMI上选择并进行参数设置。

5.5 循环系统的控制

循环系统是完成干熄焦的关键环节，由、循环风机完成循环气体的流动，它有操作员根据干熄炉的工况进行参数设置，由控制系统完成风量的调节及系统的联锁控制。在HMI画面上设有循环风机及其配套电机的轴承振动、温度等参数监控。

6 结束语

该系统自投产以来，AB PLC运行稳定，故障率少，焦炭的装入和排除比较顺利，设备控制一切正常，能满足现场生产的控制要求。

参考文献：

[1]罗时政，乔继军，张炳林.干熄焦生产操作与设备维护.北京：冶金工业出版社，2009.

[2]潘立慧，魏松波等.干熄焦技术.北京：冶金工业出版社，2005.