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【摘 要】宣化钢铁公司120吨转炉汽化锅炉补水系统由人工补水改造为变频控制自动补水，极大地减轻了工人劳动强度，并节约了电耗。本文就该系统的主要组成部分和生产控制功能等作了简要的介绍。
【关键词】汽化锅炉 自动补水 变频调速 蒸汽放散
一、引言
转炉汽化锅炉是炼钢工业生产的重要动力设备，它是利用接近饱和温度的软化水在汽化时大量吸收热量的原理，使在高温工作下烟道得以冷却，汽包水位是其主要工艺参数指标，是一个非常重要的被控变量。120吨转炉2006年投产以来，锅炉的汽包水位调节一直采用人工调节，在冶炼过程中经常出现虚假水位，难以保证汽化锅炉的正常水位，安全性差，不仅对汽化锅炉的使用寿命有影响，而且汽化锅炉水位在冶炼过程中存在很大的安全隐患。
二、汽化锅炉自动补水控制系统概述
自动补水控制系统原理。汽化锅炉自动补水系统是通过采用多变量控制方式完成对汽包的自动化补水过程，通过对蒸汽流量、液位、给水流量等参数组成整套控制系统实现汽包的自动补水。根据转炉冶炼将汽化锅炉运行分为六个阶段，即未吹炼阶段、吹炼开始阶段、补水阶段、产汽阶段、停吹初期阶段、停止吹炼阶段。主要设计理念是将总的蒸汽消耗量通过PLC计算公式换算成水的质量，通过这个变量控制补水泵变频器和补水调节阀为汽包进行补水，并根据液位值进行微调，使液位保持在设定值附近。实现汽包的自动化补水，并保证汽包内压力在安全线以下放散，水位保持在恒定的安全液位附近，同时确保蒸汽的合理回收。
三、自动补水控制系统组成
自动补水系统由变频给水调节系统、蒸汽回收调节系统、放散控制、泄水控制四大部分组成。该四大系统都属于全自动控制系统。
（一）变频补水调节系统
此系统主要有变频器、给水调节阀等构成。变频器改变给水泵电机运行频率控制汽化锅炉补水流量。
1.转炉吹炼期
转炉吹炼开始后的液位为虚假液位，此时冷却烟道的水大量汽化，压力增高，使汽包内水位在蒸汽反压作用下开始上升，形成虚高液位。在此期间当吹炼下枪信号开始后，变频器自动启动，给水调节阀打开，进行补水，通过计算仪计算出的蒸汽质量流量与实际补水流量进行比较，计算出汽包内真实液位，控制变频输出频率进行实时补水。该补水在吹炼期汽包。液位的设定值的上限内。当液位低于吹炼期汽包液位的设定值的下限，液位补水也加入到蒸汽流量补水中。当液位高于吹炼期汽包液位的设定值则只依靠蒸汽流量补水。
2.转炉非吹炼期
转炉在非吹炼期依据汽包液位补水。当实际液位低于平衡期汽包液位设定值下限，则开水自动补水，同时调节阀打开。当液位达到画面平衡期汽包液位设定值时，停止补水，调节阀关闭。
（二）蒸汽回收系统
该系统由PLC程序自动实现，当压力达到设定值时，回收调节阀打开，进行蒸汽回收，该压力设定值可在画面直接设定，根据工况要求进行修改，实现蒸汽稳定回收。
（三）蒸汽放散控制系统
该系统由PLC程序自动实现，当压力达到设定放散压力值（现场工况要求压力）后，放散切断阀自动打开，进行安全放散，为保证汽包安全，该值由岗位根据安全工艺要求设定。
（四）泄水阀控制系统
该系统由PLC程序自动实现，当液位达到泄水设定液位后，泄水阀自动打开，进行安全泄水，为保证汽包安全，该值由岗位根据安全工艺要求设定。
四、汽化锅炉自动补水系统在120转炉生产中的应用状况
目前120吨转炉汽化锅炉汽包补水控制系统具有两套系统，即原汽包手动补水控制系统和改造后的汽包自动补水控制系统。
（一）两套控制系统可实现快速手动、自动切换
手动到自动切换。此切换过程必须在平衡期（即非吹炼期的液位平衡期）切换过程：首先将画面返回原系统按钮为绿色，其次点击操作画面上启动自动按钮，确保操作画面上各部分运行状态为自动，绿色运行灯亮，此时整个系统进入自动状态。若不能启动，查看画面返回原系统按钮、启动自动按钮是否为绿色，若不是，则点击撤消返回按扭，使返回原系统按钮变为绿色，依次执行上边操作可正常快速切换。
（二）自动补水系统的技术特点
汽包自动补水控制系统分为自动和集中（画面操做）。正常运行情况下，只需所有设备控制状态在自动状态即可，无需人工干预。该集中操作只做调试设备使用。
变频器启动。在电脑操作画面上设有运行状态信号，以便于我们观察其实际运行状态，绿色为运行状态，红色为故障信号；如有故障，在查明故障原因，解决故障问题后，进行复位；在集中状态，可手动启动和停止变频器运行（只有调试人员可以集中状态下手动启动变频）。 通常选择自动状态，并送电，待画面上送电按钮变绿后，可手动选泵。
五、自动补水系统运行后效果分析
（一）120吨转炉汽化锅炉自动补水控制系统自投运以来运行平稳，减轻了工人的劳动强度和事故发生率。
（二）自动补水控制系统投运以来，给水泵由原来的连续运行改造为吹炼补水时运行，不补水时停止运行，延长了给水泵和电机的使用寿命，节约了设备的维修成本和备件成本，备件费用是原来的1/3，年可节约23万元。
（三）120吨转炉自动补水系统投运以来，节约了大量电耗。原有给水泵实际运行功率为90KW（给水过程），40KW（停止给水过程），给水时间占总时间的60%。改为变频控制自动上水后给水泵实际运行功率：90KW（给水过程），0KW停止给水过程。年节约电耗：（95kw/h台×0.6 kw/h +40 kw/h×0.4-90 kw/h×0.6-0×0.4）×24h×360天×0.52元/度电=8.5万元/年。
六、结语
120吨转炉汽化锅炉由于采用了自动补水控制系统，极大地降低了操作者劳动强度，降低了设备的故障率和因汽包水位异常造成恶性事故的发生率，节约了一定的维修费和备件费，节约了大量电耗，符合公司的节能减排、将本增效的大方针。
作者简介：
赵雅彬（1976.08.21）男，汉，河北张家口宣化人，河北钢铁集团宣钢公司，电气主管员，专科学历，电气自动化方向。
【关键词】汽化锅炉 自动补水 变频调速 蒸汽放散
一、引言
转炉汽化锅炉是炼钢工业生产的重要动力设备，它是利用接近饱和温度的软化水在汽化时大量吸收热量的原理，使在高温工作下烟道得以冷却，汽包水位是其主要工艺参数指标，是一个非常重要的被控变量。120吨转炉2006年投产以来，锅炉的汽包水位调节一直采用人工调节，在冶炼过程中经常出现虚假水位，难以保证汽化锅炉的正常水位，安全性差，不仅对汽化锅炉的使用寿命有影响，而且汽化锅炉水位在冶炼过程中存在很大的安全隐患。
二、汽化锅炉自动补水控制系统概述
自动补水控制系统原理。汽化锅炉自动补水系统是通过采用多变量控制方式完成对汽包的自动化补水过程，通过对蒸汽流量、液位、给水流量等参数组成整套控制系统实现汽包的自动补水。根据转炉冶炼将汽化锅炉运行分为六个阶段，即未吹炼阶段、吹炼开始阶段、补水阶段、产汽阶段、停吹初期阶段、停止吹炼阶段。主要设计理念是将总的蒸汽消耗量通过PLC计算公式换算成水的质量，通过这个变量控制补水泵变频器和补水调节阀为汽包进行补水，并根据液位值进行微调，使液位保持在设定值附近。实现汽包的自动化补水，并保证汽包内压力在安全线以下放散，水位保持在恒定的安全液位附近，同时确保蒸汽的合理回收。
三、自动补水控制系统组成
自动补水系统由变频给水调节系统、蒸汽回收调节系统、放散控制、泄水控制四大部分组成。该四大系统都属于全自动控制系统。
（一）变频补水调节系统
此系统主要有变频器、给水调节阀等构成。变频器改变给水泵电机运行频率控制汽化锅炉补水流量。
1.转炉吹炼期
转炉吹炼开始后的液位为虚假液位，此时冷却烟道的水大量汽化，压力增高，使汽包内水位在蒸汽反压作用下开始上升，形成虚高液位。在此期间当吹炼下枪信号开始后，变频器自动启动，给水调节阀打开，进行补水，通过计算仪计算出的蒸汽质量流量与实际补水流量进行比较，计算出汽包内真实液位，控制变频输出频率进行实时补水。该补水在吹炼期汽包。液位的设定值的上限内。当液位低于吹炼期汽包液位的设定值的下限，液位补水也加入到蒸汽流量补水中。当液位高于吹炼期汽包液位的设定值则只依靠蒸汽流量补水。
2.转炉非吹炼期
转炉在非吹炼期依据汽包液位补水。当实际液位低于平衡期汽包液位设定值下限，则开水自动补水，同时调节阀打开。当液位达到画面平衡期汽包液位设定值时，停止补水，调节阀关闭。
（二）蒸汽回收系统
该系统由PLC程序自动实现，当压力达到设定值时，回收调节阀打开，进行蒸汽回收，该压力设定值可在画面直接设定，根据工况要求进行修改，实现蒸汽稳定回收。
（三）蒸汽放散控制系统
该系统由PLC程序自动实现，当压力达到设定放散压力值（现场工况要求压力）后，放散切断阀自动打开，进行安全放散，为保证汽包安全，该值由岗位根据安全工艺要求设定。
（四）泄水阀控制系统
该系统由PLC程序自动实现，当液位达到泄水设定液位后，泄水阀自动打开，进行安全泄水，为保证汽包安全，该值由岗位根据安全工艺要求设定。
四、汽化锅炉自动补水系统在120转炉生产中的应用状况
目前120吨转炉汽化锅炉汽包补水控制系统具有两套系统，即原汽包手动补水控制系统和改造后的汽包自动补水控制系统。
（一）两套控制系统可实现快速手动、自动切换
手动到自动切换。此切换过程必须在平衡期（即非吹炼期的液位平衡期）切换过程：首先将画面返回原系统按钮为绿色，其次点击操作画面上启动自动按钮，确保操作画面上各部分运行状态为自动，绿色运行灯亮，此时整个系统进入自动状态。若不能启动，查看画面返回原系统按钮、启动自动按钮是否为绿色，若不是，则点击撤消返回按扭，使返回原系统按钮变为绿色，依次执行上边操作可正常快速切换。
（二）自动补水系统的技术特点
汽包自动补水控制系统分为自动和集中（画面操做）。正常运行情况下，只需所有设备控制状态在自动状态即可，无需人工干预。该集中操作只做调试设备使用。
变频器启动。在电脑操作画面上设有运行状态信号，以便于我们观察其实际运行状态，绿色为运行状态，红色为故障信号；如有故障，在查明故障原因，解决故障问题后，进行复位；在集中状态，可手动启动和停止变频器运行（只有调试人员可以集中状态下手动启动变频）。 通常选择自动状态，并送电，待画面上送电按钮变绿后，可手动选泵。
五、自动补水系统运行后效果分析
（一）120吨转炉汽化锅炉自动补水控制系统自投运以来运行平稳，减轻了工人的劳动强度和事故发生率。
（二）自动补水控制系统投运以来，给水泵由原来的连续运行改造为吹炼补水时运行，不补水时停止运行，延长了给水泵和电机的使用寿命，节约了设备的维修成本和备件成本，备件费用是原来的1/3，年可节约23万元。
（三）120吨转炉自动补水系统投运以来，节约了大量电耗。原有给水泵实际运行功率为90KW（给水过程），40KW（停止给水过程），给水时间占总时间的60%。改为变频控制自动上水后给水泵实际运行功率：90KW（给水过程），0KW停止给水过程。年节约电耗：（95kw/h台×0.6 kw/h +40 kw/h×0.4-90 kw/h×0.6-0×0.4）×24h×360天×0.52元/度电=8.5万元/年。
六、结语
120吨转炉汽化锅炉由于采用了自动补水控制系统，极大地降低了操作者劳动强度，降低了设备的故障率和因汽包水位异常造成恶性事故的发生率，节约了一定的维修费和备件费，节约了大量电耗，符合公司的节能减排、将本增效的大方针。
作者简介：
赵雅彬（1976.08.21）男，汉，河北张家口宣化人，河北钢铁集团宣钢公司，电气主管员，专科学历，电气自动化方向。