现代高炉智能喷吹解决方案

—三石科技—FH智能均匀喷吹系统

冯桂全

（河北三石节能环保科技有限公司  唐山 063000）

摘要：河北三石公司研制的FH智能均匀喷吹技术是现代高炉冶炼工艺的又一次技术突破，为整个钢铁行业降本增效带来可能，本文对FH智能系统的原理、特点及优势进行整体阐述。

关键词：FH智能系统；均匀；降本增效

河北三石节能环保科技有限公司的一家集环保、节能的高科技企业，自成立以来本着科学技术就是第一生产力的宗旨，主要针对钢铁、焦炭、电力等企业进行高科技智能项目的开发、推广及应用。本论文研究的是自主研发的，具有专利的FH智能均匀喷吹系统，通俗说就是高炉喷煤的专用智能自动化系统，专利号为2020SR0541317。

高炉喷煤技术始于1840年，法国科学家关于喷吹焦炭和无烟煤的设想。世界最早的工业应用即是根据这一设想于1840～1845年间在法国博洛涅附近的马恩省炼铁厂实现的。在此项技术产生的一百多年间，发展却相对缓慢，基本无进展。70年代末，第二次石油危机的出现，加快了高炉喷煤技术的研究和发展。高炉喷煤的实质，就是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的煤粉（无烟煤、烟煤或两者的混合煤粉以及褐煤），以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。采用此项技术的意义在于它以低价的煤替代了日趋贫乏且价格昂贵的冶金焦，降低了焦化，使高炉炼铁的成本大幅下降。它是一种调剂炉况的手段，也改善炉缸工作状态，是高炉稳定顺行的保证。所以如何能提高煤比，提高煤粉的利用率，从而达到较低焦比，降低吨铁成本，提高高炉顺行势在必行。

目前，国内普遍采用纯人工操作或半自动操作进行煤粉喷吹，这种方式喷吹速率波动大，煤量精准控制难以做到，倒罐过程中断煤时产生空喷、压力波动现象，会造成热风压力波动，影响炉温稳定、炉况顺行。再有员工素质、责任心等方面对喷煤量平稳方面影响更大。

针对整个钢铁行业的现状，我司组织自动化及钢铁方面的专家进行联合攻关，经过不懈努力，开发出一套更加完善、自动化水平更高的FH智能均匀喷吹系统。通过对原喷煤系统的升级改造，实现提高煤粉利用率，并达到系统自动、稳定、均匀、连续喷吹，以及平稳倒罐的目的。进而起到高炉利于操作、稳定炉况、节能降耗、保护设备的作用。且升级系统能够长期、有效、稳定的运行。

该系统有以下几个特点：

系统一流：程序科学升级，采用FH专利系统。

智能一流：设定好生产参数，自动完成装粉、充压、喷吹、速率控制、倒罐、泄压，形成闭环实现全自动生产。

稳定一流：系统自动控制喷吹罐与备用罐阀门，实行联动控制做到倒罐不断煤，波动小。

均匀喷吹：根据高炉要求煤量通过系统控制自动调节，精准微调，实现煤粉稳定均匀进入高炉

节约一流：精准控制各种介质流量煤粉流速，节约介质实现浓相喷吹。

安全一流：系统自动化程度高，各类保护连锁齐全，工艺操作水平达到国内领先，国际同类水平，有利于现场操作人员的技能提升。

操作一流：系统备有应急通道，如因部分设备出现故障时，智能报警。手自一体功能在喷吹画面上可以直接手动操作处理故障。

改造速度一流：在不影响生产，通过提前做好前期准备，在检修时间就可以改造完成。

FH智能均匀喷吹系统的优势：

1、 计算机控制系统采用的西门子硬件，由自动化专家进行专门的针对性编程。该软件功能强大、灵活，硬件扩展方便。采用科学数学模型，通过对喷煤量影响的参数的精准计算，诸如能源介质流量、罐内压力、煤粉重量、煤粉流速、喷枪压力、高炉热风压力等，从而实现喷煤系统的准确性、均匀性和稳定性。

2、煤粉喷吹加入智能喷吹阀 ，智能喷吹阀的优劣对于系统的均匀、稳定、精准、长寿起决定作用，选用美国Fisher为定位器的陶瓷阀门，它的优点很明显，主要有以下几点：

A、可靠性

无连杆、非接触式阀位反馈 — 高性能的无连杆阀位反馈系统消除了阀杆与数字式阀门控制器之间的直接接触。这样部件就不会发生磨损，因而能 够最大程度地延长部件的循环使用寿命。

经久耐用 — 已通过现场检验的仪表自带的电子设备已经完全密封，适用于各种振动、温度和腐蚀性环境。适用于恶劣天气的接线盒可将现场接线与仪表的其他区域隔离开来。

B、性能

精确控制与快速响应—二级式定位器设计利于快速响应较大的阶跃更改和精确控制微小的设定点变更。

行程控制/压力下降—阀位反馈对于数字式阀门控制器的运转非常重要。数字式阀门控制器能够在检测出阀位问题后，自动转换到 I/P 转换器模式以保证阀门正常运转。

C、应用灵活

增强了安全性— 数字式阀门控制器是一个HART 通信设备，因此可从回路的任意位置访问信息。这种灵活性可降低设备接触危险环境的概率，并有利于其轻松地评估阀门是否难以抵达目标位置。

调试速度更快—HART 通信便于用户利用各种工具快速调试本地或远程阀门组件上的回路。

易于维护— 数字式阀门控制器采用模块化设计。无需拆下现场接线和气动管路，即可更换关键的工作组件。

D、使用经济

节省硬件成本—若将硬件安装到集成式控制系统，则可节省大量硬件和安装成本。由于可通过 HART通信协议使用此信息，因此无需安装限位开关和阀位变送器之类的阀门附件。

延长运行时间— 数字式阀门控制器具有自诊断功能，在没有关断过程或没有将阀门组件从管路中拉出的情况下，也能体现阀门性能并进行健康评估。

E、阀体采用陶瓷V型阀体，具有高耐磨、动作精准的优点。

FH智能均匀喷吹控制系统精确控制的原理如下：

系统升级后:

1、能够达到的升级后的高炉智能均匀喷煤控制系统能够控制喷煤瞬时速率长期稳定运行误差＜3%，小时喷煤量实际值与设定值的长期稳定运行误差＜100Kg，并且能够迅速自动补偿实现喷煤量精确控制。

2、由于煤量控制精度提高，减少了煤量不稳对高炉生产的不利影响，炉况更趋稳定，产量提高，效益增加。

3、倒罐不停煤波动小连续稳定喷吹。

4 、降低高炉综合燃料比 

完善的理论加上成功的实践，必然会对钢铁企业的降本增效起推波助澜的作用，优质的技术会走进钢铁企业，为企业的成功添砖加瓦，为企业的辉煌助力！