焦炉机械装备控制体系关键技术研究

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1、焦炉机械装备控制体系关键技术研究第1章绪论1.1课题背景近年来随着冶金工业的发展，炼焦工业也逐步发展起来。炼焦过程生产的产品种类很多，主要产品为焦炭，同时能够回收焦炉煤气作为气体燃料，以及多种化工产品。焦炭主要应用在冶金工业上，除此之外还用在其他工业部门，比如电石、铸造、气化焦炭等。因此，在煤综合利用方面，炼焦工业的地位日益提高。焦炉机械设备是为焦炉生产工艺配套服务的专用移动式机械设备。焦炉机械设备主要由装煤车、推焦车、栏焦车、电机车、焦炉车辆协调管理系统等单体设备组成。装煤车工作在焦炉顶部，主要完成启闭装煤孔盖，向碳化室内部添加煤粉操作

2、。推焦车工作在焦炉的机侧位置，主要完成开闭炉门、推焦、平煤操作。栏焦车工作在焦炉的焦侧位置，主要完成开闭炉门、导焦操作。电机车工作在焦侧位置，牵引熄焦车接焦，然后到媳焦塔媳焦。炼焦主要下面几个过程组成：装煤车到装煤塔下装满煤，走到相应的炉号，打幵焦炉炉室顶部的装煤口顶盖，将煤粉送入到煤室中，高温炼焦，经过固定时间（各企业工艺不同），焦炭已经炼成熟焦，这时推焦车打开熟焦炉室推焦侧的炉门，栏焦车同时打开同一炉室相应另一侧的炉门，打开导焦栅，伸进炉室中，媳焦车提前开到栏焦车下面定好位置准备接焦，当各方位个准备就绪后，调度指挥发出指令，推焦车司机

3、收到指令后，复查各车连锁，在连锁条件满足后，开始进行推焦操作，将红焦通过导焦栅缓缓推到媳焦车中，此时电机车勻速行走，使焦炭均勻散落在熄焦车中，接焦结束后，电机车快速牵引熄焦车到熄焦室，通常是水冷，赤红的焦炭冷却变成工业用碳。实际生产中，工作环境的恶劣导致四大机车的准确定位以及协调控制不易于达到。焦炉机械（四大车）都处于室外，日晒雨淋，刮风下雪，极度寒冷、极度高温的露天工作环境，对设备都是一种考验，另一方面，焦化厂本身温度高、粉尘大、腐烛性气体严重，对设备的保养要求很高，焦炉机械车辆布局分散，工作频繁，要求效率高，现在炉体越来越大，焦炉机械

4、也越来越重，运行时自身振动大，对轨道、土建、机械设备的强度都有很高要求。因此有可能造成相互间不能及时可靠的传递信息，使系统的准确定位与检测控制难以保证。国内外都因此出现过红焦落地的严重事故⑴。为保证人员安全以及生产过程的安全高效，四大机车的精确对位和协调连锁是焦炉安全稳定生产的关键。针对这些关键技术的研究对于保证焦炉生产安全，提高焦炉生产效率具有重大意义。1.2焦炉机车控制的国内外现状焦炉一般由50?70孔构成，为有效利用空间，节省投入，通常企业采用两个焦炉共用一个装煤塔。为便于生产、维修，机车轨道是相通的，焦炉机车在轨道上行走，按生产工

5、艺要求，要频繁的走行一对正停车一走行。如何使焦炉机车在高效率运行中自动停车并且定位在指定的炉号位置，是连锁自动控制实现的重点。虽然我国现代科技发展进步比较迅速，但在炼焦行业原有的工艺过程和管理方式改变很少，在自动化控制管理方面明显落后于其它专业，无论是管理软件还是生产设备都没形成体系。国内一部分的焦化厂焦炉机械自动化控制程度比较低，在焦炉机车运行方面仍停留在操作工的人眼识别与手动定位，这种粗放型控制方式釆用人工肉眼方式进行炉号识别与对正，即由操作工人通过对讲机等方式接到操作指令后，手工操作推焦车、栏焦车、媳焦车移动到指定炉门前，并通过肉眼

6、观察进行人工定位；三车人工定位完成后，人工操作推焦作业，这种原始的焦炉机车连锁对位系统其中存在着严重的安全隐患[2]。第2章课题研究的理论基础2.1无线通讯理论与方法无线通讯技术其硬件设备简洁、占用空间少、通讯可靠误码低、通讯速度快、通讯网络安装容易并且通讯部件调试方便。基于这些优点，将该技术应用于焦炉四大车连锁控制系统中，能够有效防止操作失误的发生，防止了焦炉机械设备与炉体的不必要损坏，提高了工人工作的舒适度，改善了工艺操作水平，提高产品质量，带来明显的经济效益。2.1.1工业无线局域网的特点工业无线局域网（Ibit/s。该网具有很多优

7、点：传输速率高、发射功率小、保密性好、受气候影响极小、抗干扰能力很强、与其他设备和用户间互不干扰且无需申请频点。由于无线局域网扩频调制是码分方式，与一般无线电通讯采用的频分或时分式的方式有差异，使得多点通讯更方便。在相同的通信频率下，通过设置不同的标识码ID，可以产生不同的伪随机码来控制扩频调制，这就能做到多个用户同时通讯且互不干扰。2.1.2无线通讯解决方案焦化现场环境粉尘多、污染严重、腐烛性强、EMC干扰强，无线网络使用了空间损耗较低的2.4G频段，并选用了SIEMENS基于IEEE802.11g标准的无线产品。无线AP选用SCALA

8、NCE],北京：冶金工业出版社，2002.18-19.[2]刘冰等.焦炉控制和管理自动化的实践与选择[J],燃料与化工，2001，32(3):62-67.[3]霍列斌，胡汉.动态识别焦炉炉号自