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1 引言

    在煉鋼轉爐的生產過程中需要消耗大量的水，用于冷卻和除塵等，用水量達到數千立方米每小時。通常采用循環供水系統來向轉爐供水。為了更有效地處理使用過的水，將生產用水分為凈環水和濁環水。凈環水包括氧槍、副槍、爐體、風機、煙罩等的冷卻水；濁環水包括除塵用水和風機沖洗水。攀鋼6、7#轉爐水處理自動化控制系統采用目前在水處理自動化領域所廣泛使用的PLC+通信網絡+工業級微機的組合形式。

2 工藝概況

    2.1 凈環水工藝流程

    見圖1.凈環水包括氧槍冷卻供水泵、副槍冷卻供水泵、中壓供水泵、旁濾供水泵、旁通過濾器、轉爐氧槍和副槍管道自清洗過濾器、電子式離子水處理器、補水管電動蝶閥、回水箱、冷卻塔、凈環水池等設備。其中供水泵由水泵和出水管電動閥組成。

    凈環水池中的水通過氧槍冷卻供水泵、副槍冷卻供水泵、中壓供水泵向2座轉爐的氧槍、副槍、轉爐爐體、風機軸承、煙罩等設備供水，使用后的水通過凈環回水管道，經回水箱流回凈環水池。凈環水池中的水同時被抽往冷卻塔頂部進行冷卻，冷卻后回到凈環水池。

    同時凈環水通過旁濾供水泵被送往旁通過濾器，過濾后流回凈環水池。


    2.2濁環水工藝流程

    見圖2.濁環水包括濁環供水泵、粗顆粒分離機、斜管沉淀罐、泥漿池、臥螺離心機、干燥機、濾液池、熱水池、補水管電動蝶閥、冷卻塔、濁環水池等設備。其中濁環供水泵由水泵和出水管電動閥組成。
 
    濁環水池的水通過濁環供水泵向轉爐除塵設備供水。除塵后的污水由粗顆粒分離機分離出粗渣，然后進入斜管沉淀罐沉淀。沉淀后的水進入熱水池；沉淀下來的泥漿流入泥漿池，通過泥漿泵送至臥螺離心機、干燥機將污泥和水分離，分離后的水進入濾液池進行加藥處理后再經斜管沉淀罐進入熱水池。最后熱水池的水流回濁環水池，同時送往冷卻塔頂冷卻。

3 控制方案 

    轉爐氧槍供水泵和濁環供水泵均有3臺，1、3#泵分別向新1、新2號轉爐供水，2#泵為備用泵。

    各供水泵與出水管電動閥的連鎖關系為：啟泵時先開泵，5秒后開閥；停泵時先關閥，閥全關5秒后停泵。

    凈環水池、濁環水池、熱水池水位檢測采用超聲波液位計。其中熱水池水位只用于報警。

    凈環水池水位范圍-1.5m~2.5m，當水位高于1.0m時，氧槍、副槍、中壓、旁濾供水泵才允許啟泵；水位低于-0.7m時各供水泵強制停泵；水位低于1.7m時補水閥開；水位低于1.5m時發出低水位聲光報警；水位漲至高于2.0m時補水閥關水閥關；水位高于2.1m時發出高水位聲光報警。

    凈環水池有3臺冷卻塔，每臺冷卻塔有一臺風機。當水溫≤32℃時，1臺風機停；≤31.5℃時，2臺風機停；≤31℃時，3臺風機停。當水溫升高時逐臺風機開啟。

    濁環水池水位范圍-1.5m~2.5m，當水位高于1.4m時，濁環供水泵才允許啟泵；水位低于-0.7m時各供水泵強制停泵；水位低于1.7m時補水閥開；水位低于1.5m時發出低水位聲光報警；水位漲至高于2.0m時補水閥關水閥關；水位高于2.1m時發出高水位聲光報警。

    濁環水池有2臺冷卻塔，每臺冷卻塔有一臺風機。當水溫≤40℃時，1臺風機停；≤39.5℃時，2臺風機停。當水溫升高時逐臺風機開啟。

    各水泵、電動閥、補水閥、回水閥均設遠程和就地操作方式。就地是在現場操作箱操作；遠程是在HMI畫面上操作，又分為手動和自動兩種方式。

    轉爐氧槍供水泵和副槍供水泵的電機采用變頻電機，由變頻器驅動，根據轉爐控制系統傳來的下槍信號改變轉速：當有下槍信號時以額定轉速運行；當沒有下槍信號時以額定轉速的50%運行。由于在轉爐生產周期中，不下槍的狀態占很大比例，因此采用變頻調速可以節省大量電能。

4 控制系統實現 

    見圖3，控制系統硬件采用ROCKWELL公司的1756系列PLC。控制器為1756-L62，以態網通訊模塊采用1756-ENBT，可以為該模塊設置IP地址，也可以通過BOOTP方式連到以態網上。本控制系統通過以態網與轉爐控制系統交換數據。

    數字量IO采用32位的數字量輸入模塊1756-IB32和32位的數字量輸出模塊1756-OB32；模擬量IO采用16位模擬量輸入模塊1756-IF16和8位模擬量輸出模塊1756-OF8。

    HMI為2臺工控機，分別用于凈環和濁環水系統的人機界面。人機界面用INTOUCH 9.0開發，便于操作人員操作各設備，監視各種參數和設備狀態，并有完善的報警、歷史趨勢查看功能。

5 結束語

    攀鋼新轉爐水處理自動控制系統2005年初投運至今一年，應用效果極好，起到了節水、節能、環保的作用。總用水量3082立方米/小時，補充新水量平均99立方米/小時，循環率達到97%。人機界面操作方便，易于掌握，改善了操作人員的工作環境，降低了勞動強度。

參考文獻

[1]邱書玉，孟亞男，陳英哲。計算機控制在水處理中應用與實現。吉林化工學院學報，2006，23（3）；47—49。

[2]陳運珍。變頻器在水行業節能將耗中的巨大作用。電氣技術，2006，（4）；38—42。

[3]張生文。水處理系統方案的選擇。甘肅科技，2006，22（8）；189—190。