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介绍了国内某钢厂1800m3高炉所配备的三座卡卢金热风炉的仪表检测与控制点的设计，阐述了自动化仪表设备在整个系统中的重要作用。
引言：
热风炉是高炉炼铁所配套的主要设备之一，主要作用是为高炉生产提供连续不断的高温热风，从而用以减少焦炭的消耗，增加生铁的产量。而通过热风炉各系统的仪表检测点的设置，包括温度、压力、流量、含氧量及火焰检测等，可以直观的了解到热风炉的工作状态，为热风炉的各项联锁及调节提供依据。 1 热风炉的工作制度
热风炉给高炉送去的是1000℃以上的高温热风，为完成其使命，热风炉有完善的工作制度。正常工作制采用“两烧一送”工作制，即三座热风炉同时投入工作，两座燃烧，一座送风;辅助工作制为“一烧一送”，即两座热风炉投入工作，一座燃烧，一座送风。设计要求在状态转换过程中，不允许有中断送风的情况。
2 热风炉系统构成
根据热风炉的介质流向，本文把热风炉分成三个系统对其主要检测点的设置进行介绍，分别为燃烧系统、送风系统及烟气系统。
2.1燃烧系统
燃烧系统用于热风炉燃烧，涉及的主要工艺设备为助燃風机、换热器、热风炉本体、空气/煤气管道、氮气吹扫管及工艺阀门等，主要仪表设备有热电偶、热电阻、压力变送器、流量计、调节阀、火焰检测设备、红外测温设备等。
2.2送风系统
送风系统用于为高炉送热风，涉及的主要工艺设备为冷风管、热风管、氧气管（有高炉富氧）及工艺阀门等，主要仪表设备有热电偶、压力变送器、差压变送器、流量计、调节阀、切断阀等。
2.3烟气系统
烟气系统用于热风炉燃烧后的烟气排放，涉及的主要工艺设备为烟道、废气管、换热器、烟囱及工艺阀门等，主要仪表设备有热电偶、压力变送器、含氧量分析仪等。
3 系统检测与控制点的设计
为保证热风炉正常生产并能随时监测热风炉的工作状态，需要给热风炉各系统设置必要的检测及控制点。
3.1燃烧系统
为了提高热风炉送风温度，必须要提高热风炉拱顶温度及蓄热量，若要达到此目标，就必须要到合适的空燃比，以利于高炉煤气充分燃烧，加快传热，缩短烧炉时间，节省煤气消耗。因此，热风炉燃烧系统的优化控制对于提高送风温度，节约能源至关重要。下图以一座热风炉为例，给出了燃烧系统的大致流程。
1）热电偶的设置
热风炉本体预燃室、拱顶（燃烧室）、下部硅砖高铝砖分界、炉篦子处设有热电偶用来测 温，而根据不同的测温范围选择不同分度号的热电偶，如燃烧室温度1320～1450℃采用B型热电偶，预燃室温度为1000～1100℃压力容器钢板采用S型热电偶，用以监测热风炉的状态，且PLC系统设有高、低温报警。
2）热电阻的设置
换热器前后空气、煤气管上设有热电阻，用以检测换热前后空气、煤气温度。煤气温度还用于煤气流量计量时的温度补偿。
3）红外测温装置的设置
热风炉拱顶及热风主管因温度高（～1300℃），热电偶易坏，而在线更换热电偶时较费时，操作困难（高炉为连续生产，热风主管温度一直处于高温状态，更换热电偶时需要慢慢插入，防止保护管突然受热而破裂），环境较恶劣等原因，故采用非接触式的红外测温装置对其温度进行检测。红外测温装置精度高，维护量小，但其成本较高。如图一所示，TE-408C为红外测温装置。
介电常数测量图一 燃烧系统检测与控制流程图
4）压力变送器的设置
a）热风炉燃烧采用的燃料一般是高炉煤气，有时根据工艺需要混合天然气或焦炉煤气，用以对燃料进行富化，达到更好的燃烧效果。一般在煤气总管及空气总管设有压力检测，当空气及煤气压力低时报警并切断煤气切断阀。为使测量更精确，一般会在每座热风炉的空气及煤气支管上设有压力变送器用于压力检测。
b）根据安全需要，热风炉设有氮气吹扫系统，点炉前应对煤气管道进行吹扫，以免发生事故。对进行吹扫的氮气有压力要求，故需要在氮气管上进行压力调节并在阀后设置压力变送器。热风炉氮气集气管上也应设有压力变送器，用以检测吹扫氮气的实际压力。
5）流量计的设置嵌入式软件开发
a）每座热风炉的空气、煤气支管设有流量计，用以参与燃烧系统的控制。此处流量计一般采用插入式流量计配差压变送器的方式。
b）煤气总管、富化天然气管及氮气总管上设有流量计，用以能源介质的计量。
6）调节阀的设置
a）每座热风炉的空气、煤气支管设有流量调节阀，用以进行燃烧控制。燃烧初期，调节阀应处于设定开度下，按设定空燃比进行燃烧，当拱顶温度升至设定值时，调节阀根据拱顶温度选择器输出自动调节空气、煤气流量。
b）氮气管上设有压力调节阀，用以调节氮气压力来达到氮气吹扫需要的压力等级。
c）助燃空气放散管上设有压力调节阀，用以对助燃空气压力进行调节。
7）火焰检测器的设置
快速厌氧胶
热风炉燃烧室设有紫外线火焰监测器，主要用以热风炉点火时火焰检测，若没有检测到火焰信号，点火器将需要重新点火。
3.2送风系统
热风炉在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热，当格子砖充分加热后，热风炉就可改为送风，此时有关燃烧各阀关闭，送风各阀打开，冷风经格子砖而被加热并送出。图二为送风系统检测与控制流程图。
1）热电偶的设置
热风主管设有B型热电偶，用以检测混风前及混风后的温度检测及控制。一般混风热风管设有两支热电偶，若此处设有红外测温装置，可以只设一支热电偶，与红外测温装置进行比较参与控制。TE-421为混风前热电偶，TE-402/TE-403为混风后热电偶，检测温度为实际送风温度。混风阀与混风前热风总管温度联锁，当温度达到设定值时进行混风。2）压力变送器的设置
a）冷风主管上设有压力变送器（PT-401），用以检测冷风压力。当冷风压力异常时，报警。
图二 送风系统检测与控制流程图
b）热风主管上设有压力变送器（PT-402），用以检测送往高炉的热风压力。
c）若有高炉富氧时，需要在氧气管上设压力变送器，用以检测氧气压力且一般设有压力调节阀对其压力进行调节。因检测介质为氧气，压力变送器需要进行禁油脱脂处理。
3）差压变送器的设置
冷风阀前后设有差压变送器，用以与冷风阀的联锁。
4）流量计的设置
a）冷风总管上设有流量计（FE-401），用以检测来自鼓风机站的冷风流量。冷风管管径较大，此处流量计一般采用插入式流量计配差压变送器的方式检测冷风流量。
b）若有高炉富氧时，要在氧气管道上设有流量计，用以参与流量调节及能源介质计量。
木醋5）调节阀的设置
a）若有高炉富氧时，根据富氧率算出所需要的氧气量，故氧气管道上设有流量调节阀（FV-406）用以调节氧气流量。
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