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承德新新钒钛股份有限公司采用BCS技术综述

一、企业概况

河北钢铁集团承德新新钒钛股份有限公司座落于中国历史文化名城河北省承德市,钒钛磁铁矿资源丰富,是我国高炉冶炼钒钛磁铁矿技术的发祥地,是国家大型工业企业和河北省重点大型企业,具有独特的资源和产品优势,在国内钒钛钢铁行业市场中占有重要地位。

二、和隆优化BCS技术应用介绍

多年以来凭借和隆优化领先的技术和优质高效的服务意识,赢得了用户的信任,在高炉热风炉、循环流化床锅炉、竖炉、喷煤、钒化工砖窑、实验装置等设备装置上采用了和隆优化公司的智能优化控制技术。

1、BCS技术在高炉热风炉上的应用

1)项目概况

承德钢铁集团以及下属企业承德金摩铁业的6座高炉热风炉上采用BCS技术,这6座高炉每座配有2-3座顶燃式热风炉,热风炉的改造分别于2002年、2003年、2004年、2006年、2006年改造完成,优化控制系统至今在现场运行良好,在集团钢铁生产中发挥了重要的作用。热风炉燃烧优化控制实验系统是在实际应用了高炉热风炉燃烧优化控制系统后,为了更好的用好优化系统,在热风炉工艺改造方面探索更好的方法以及对操作工人进行培训等而定制的模拟演示系统。

2)项目采用的核心技术及功能

(1)燃烧效果软测量技术

(2)基于燃烧效果的实时自寻优技术

(3)基于蓄热能力软测量的热风炉协调优化控制技术

(4)智能软伺服技术

(5)故障诊断与容错控制技术

(6)管网压力高精度控制技术

(7)运行评价统计功能

(8)热风炉智能保护功能

3)应用效果

(1)长期可靠全自动优化运行

(2)热风温度提高10度以上

(3)降低煤气消耗2%以上

(4)送风温度稳定性5-20度

(5)煤气、空气流量控制精度0.5%以内

(6)煤气压力控制精度1.5KPa

(7)调节阀使用寿命大大延长

(8)烧嘴自动保护

4、现场画面

承德钢铁现场画面 

承德钢铁运行数据 

运行质量统计

烧嘴保护设定 

烧嘴保护设定

2、BCS技术在循环流化床锅炉上的应用

1)项目概况

循环流化床锅炉其负荷波动非常频繁,随着生产的需要而确定负荷的变化,于2005年11月投入运行。

2)本项目采用的核心技术及功能投入的回路

(1)负荷优化控制回路

(2)一次、二次风优化控制技术及回路

(3)汽包水位三冲量控制回路

(4)炉膛负压控制回路

 3)应用效果

(1)长期可靠全自动优化运行

(2)主汽压力控制在R±0.1MPa(90%时间内)

(3)汽包水位R±10mm(90%时间内)

4、现场图片

现场画面

3、BCS技术在竖炉上的应用

1)装置及现状

承钢公司于2003年投产的竖炉日产球团矿1818吨,是当时国内较大的圆形竖炉,由于煤气压力和煤气热值波动比较大,一方面竖炉所要求的燃烧温度难以达到要求,另一方面操作工不能及时调整煤气与空气的配比,进一步影响竖炉燃烧室的温度 ,操作工常采用最大煤气量燃烧,不仅浪费大量煤气,由于配比不合适,往往造成生烧。

2)项目情况

承钢公司该竖炉控制上采用和隆优化公司的BCS技术,2004年2月投产投入运行,至今运行良好,在承钢的产品质量保证、和节能方面起到了非常重要的作用。

3)本项目采用的核心技术及功能投入的回路

(1)软测量技术

利用可测的物理变量得到燃烧效果。

(2)测控信号正确相关处理技术

解决测控信号不精确的问题

(3)智能软伺服技术

解决执行器频繁动作、发热卡死、空行程大、死区大的问题,延长执行器的使用寿命。

(4)动态温度设定规则

基于在线检测到的入炉的生球量、化学成分、水分、透气性等参数带入到动力学模型中,得出需要燃烧室单位时间内提供的热量Q执署和燃烧室的温度设定Q温度设定。

(5)自动寻优技术

根据燃效效果实时动态修正空燃比,保证燃烧室温度的稳定

(6)下料、卸料速度、质量恒定控制

(7)生球量修正冷风量控制技术

4)应用效果

BCS优化控制系统于2004年2月投运以来,控制系统均表现了很高的安全性和可靠性,使竖炉自动燃烧系统整体性能良好。数据采集准确,调节精度高,人机界面友好,使用简单,操作方便,受到用户的好评。

5)现场图片

承钢现场图片

竖炉外形图

4、BCS技术在喷煤上的应用

1)喷煤装置介绍

以价格便宜的煤来置换焦炭是高炉炼铁技术进步的方向,也是降低生产成本的有力措施之一,经过多年的实践,我国已开创了适合我国国情的高风温、低富氧、大喷煤的技术路线;喷煤系统由烟气炉单元、原煤储运单元、制粉单元、喷吹单元四部分组成;烟气炉系统为制粉系统提供干燥原煤和输送煤粉的干燥气,制粉系统主要包括给煤机、磨煤机、稀油站、布袋收尘器、引风机和螺旋输送机等设备主要完成高炉所需煤粉的制备。

2)项目情况

本项目主要实现了烟气炉温度、燃烧控制和制粉系统的控制,于2006年投入运行。  

3)项目采用的技术

(1)带烟气炉温度的煤气流量、冷风流量控制技术

(2)基于BCS技术的助燃空气流量控制技术

(3)智能软伺服技术

(4)烟气炉、磨煤机保护系统

(5)排粉风压控制

4)运行效果

烟气温度、压力控制稳定,波动小,实现煤气的充分燃烧减少煤气消耗;保护系统安全可靠。

5)画面图片

承钢现场

5、BCS技术钒钛生产的回转窑上的应用

1)简述

生产钒钛产品的主要原料——钒钛磁铁矿属世界稀少资源,我国储量占世界第三位。就中国的钒钛磁铁矿分布来看,承德地区和四川攀西地区各占有55%和40%的储量。钒能够明显提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。在钢中加入0.1%的钒,就可以使1吨低合金钢当1.4吨普通钢用。因此多生产1吨钒就相当于多生产400吨钢。承德高品位钒钛资源工业保有储量2.2亿吨,近年来新探明的低品位钒钛磁铁矿储量为45亿吨,而且埋藏浅、易采选、成本低、质量优。承德钒钛基地将实现年产钒渣56万吨、各种钒制品7.55万吨、产钢1504万吨。

2)项目概况

做为承钢战略规划的重点工程新钒厂,设计有4.5米×100米大型回转窑生产线两条,年产能力1.6万吨五氧化二钒。和隆优化作为承钢新钒厂DCS分散控制系统设备供应商,负责完成DCS成套、软件组态、出厂测试、现场调试工作。DCS采用ABB公司800F分散控制系统。该DCS系统自2009年10月运行以来,运行稳定,无故障现象发生,系统高稳定性、简单易用、超强性能得到用户充分认可。

3)本项目采用的技术

(1)风煤比自寻优技术

(2)软测量技术

(3)智能软伺服技术

(4)故障诊断与自愈控制技术

(5)智能调节技术

(6)科学的数据分析与统计技术。

(7)遥测遥控技术