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回转窑天然气燃烧装置控制系统的设计

王英

辽宁装备制造职业技术学院辽宁沈阳110000

【摘要】回转窑在冶金行业中被广泛应用，其核心部分就是回转窑的燃烧装置，回转窑燃烧装置能否高效率的工作，关键由燃烧装置控制系统设计方案的可靠性、实用性及自动化程度的高低所决定。根据国内电控技术的发展现状，国内对燃气燃烧装置控制系统的设计从最简单的手动控制，到继电器控制、PLC控制、DCS控制发展到现场总线控制。由于燃烧装置的控制点不多，本设计主要采用PLC控制，与厂内的其他控制设备一同作为终端控制对象，实现全厂生产设备的分散式集中控制。

【关键词】回转窑；燃烧装置；PLC控制；变频风机；自动点火；熄火报警

为了使炉膛温度能稳定达到生产工艺要求，在回转窑上安装热电偶，将炉膛的温度信号发送给温度显示器，并送入PLC,经过PLC的运算，控制燃烧装置的执行器，从而调节窑温。

3.1.4流量检测系统

控制系统在天然气管道和空气管道分别设置流量计。一是检测管道流量；二是采用燃气与空气流量监测数据进入PLC进行计算，输出信号调整燃气与空气量，保证空燃比例自动调节，并在上位机上具备调节能力，从而达到最佳燃烧状态。

3.2电气控制柜的功能3.2.1PLC柜的功能

采用罗克韦尔PLC进行电气控制，CPU采用1769-L32C控制器，留有CONTROLNET通讯接口，通过通讯模块数据线连接通讯，供煅烧主控室上位机进行数据交换。CPU置于PLC主控柜内，预并设置通风装置，保持柜内温度。柜内配有隔离变压器及熔断器、开关电源、开关量隔离模块和模拟量隔离模块等。采用模拟图界面操作，以实现在线控制、检测、报警连锁并且随时可以观察各温度、压力等数据。

3.2.2变频器柜的功能

变频器柜实现风机的变频调速，精确控制供风量，能实现本地和远程控制。

3.2.3就地控制柜的功能

就地柜设有手动或上位机操作选择开关，具有输出信号驱动变频风机给风，驱动燃气电动调节蝶阀控制燃气流量，从而达到回转窑煅烧温度的控制。

3.3现场执行元件的功能3.3.1电动调节阀、截止阀、放散阀的功能

电动调节阀可以实现天然气量的无级调节，使控制空燃比例更加精确。截止阀、放散阀具有快速动作功能。截止阀在燃气低压报警或是点火失败后，要求迅速切断天然气的供给。放散阀在天然气高压报警后，实现自动放散，保证安全。

3.3.2点火枪的功能

为了保护点火枪和防止其长时间高温工作造成电极表面积碳，点火枪设计成可自动伸缩式。点火枪选用放电电压较低、能量大、操作简单的德国DURAG点火枪。

4、控制系统的程序设计本控制系统程序编制按照系统的工艺要求进行编程，其中点火启动部分的程序连锁参见图2点火启动顺序及连锁流程图。

5、结语

图2点火启动顺序流程图

本选题按照生产工艺要求从控制系统的实用性、可靠性及先进性出发，设计适用于天然气燃烧装置本地控制与远程集中DCS控制相结合的类似控制系统，广泛应用于冶金行业、化工行业。采用燃气低、高压监测，熄火报警速断保护等，使系统安全可靠运行。采用PLC控制，与中控室的上位机进行数据交换。风机采用变频调速，控制更加精确，操作方式实现远程和本地操作。

DOI:10.13751/j.cnki.kjyqy.2015.10.201

引言

根据生产工艺要求，燃烧装置的控制系统要有较强的可靠性、实用性和先进性。本系统设计主要采用PLC控制，与厂内的其他控制设备一同作为终端控制对象，实现全厂生产设备的分散式集中控制。

1、控制系统的组成

回转窑燃烧装置的控制系统主要由现场的各种检测设备(如：

流量计、火焰检测器等)、电气控制柜(如：中控室的PLC控制柜、

变频器柜和就地控制柜等)、现场的执行元件(如：电磁阀、风机等)组成。

2、控制系统设计原理图

根据控制工艺及控制控制系统的设计原理图，见图1。

图1控制系统的设计原理图

3、控制系统的设计方案为保证燃烧的可靠性，本系统的关键控制元件采用了进口件，控制系统具备手动和自动功能。自控设计参照欧洲燃气安全技术标准设计，确保运行安全可靠，提高自动化水平。控制系统须具有以下功能：①完成现场数据的采集、机组起停、故障报警、连锁停机、状态监控等功能；②操作方式实现远程(中控室)和本地操作，本地操作又能实现自动和手动操作。③具有通信功能；④具有紧急跳闸功能；⑤具有负荷调节功能。

3.1检测设备功能3.1.1火焰检测系统

燃烧装置配置2套火焰检测系统，主要用于监测燃烧状态。一个用于检测点火枪火焰信号，当检测到长明火后，开启主天然气电磁阀。另一个作为炉膛灭火逻辑判断信号，当火焰检测器检测