Главная - Реализованные проекты и типовые решения для автоматизированных систем АСУТП - Установка кислородная фурма

 

Фурма предназначена для получения низкоуглеродистой стали методом вакуум-кислородного обезуглераживания.
В состав кислородной фурмы входят:

  • механизм вертикального перемещения трубопровода подачи кислорода (далее ПИКА);
  • механизм подачи охлаждающей воды в пику;
  • механизм подачи кислорода;
  • шкаф управления.

Пика конструктивно состоит из трех труб. Внизу на внешнюю и внутреннюю трубу напаян медный наконечник. Между вставленной внутрь промежуточной трубой и медным наконечником имеется зазор для обеспечения циркуляции воды (рис. 1).


С основными контурами подачи воды и кислорода пика соединяется гибкими шлангами. В вакуум-камеру пика опускается через уплотнительные кольца. Эта конструкция позволяет перемещать пику вертикально в вакуум-камеру и обеспечивает возможность охлаждения пики во время вакуум кислородной обработки стали (ВКО).
Упрощенная схема управления подачей кислорода изображена на рис.2. Основным узлом системы управления является контроллер фирмы SIEMENS S7-315 DP2. Контроллер и электроавтоматика расположены в шкафу управления.
Система управления обеспечивает два режима работы:

  • автоматический;
  • ручной (полуавтоматический).

Полуавтоматический режим (ручной) сочетает в себе ручное управление перемещением пики без участия контроллера и частично автоматическое управление подачей кислорода. Такие режимы выбраны из условий безопасности работы фурмы.
У фурмы имеется также два режима управления:

  • местный (с панели оператора);
  • дистанционный (с центрального компьютера).

Для управления на фурме имеется панель оператора и пульт оператора. Панель и пульт расположены на лицевой дверце шкафа управления. На пульт вынесены основные кнопки управления:

  • включение и выключение кислорода в ручном режиме;
  • включение начало подачи кислорода в автоматическом режиме и вынужденный останов подачи;
  • выбор режима работы;
  • выбор режима управления;
  • движение пикой в ручном режиме вверх/вниз;
  • аварийный стоп;
  • включения питания фурмы.

Перемещение пики в автоматическом режиме происходит при наличии команды включения двигателя из контроллера. За отслеживанием положения пики следит связанный с контроллером по шине PROFIBUS DP датчик углового перемещения фирмы TR-ELECTRONICS. При достижении пикой заданного положения команда включения двигателя снимается. Положение пики вводиться с панели оператора. При выборе дистанционного управления положение пики можно задать на компьютере. В ручном режиме при нажатии кнопок вверх/вниз питание на двигатель подается без участия контроллера. Для ограничения области перемещения в крайних зонах установлены датчики конечного положения, которые сигнализирует свое состояние в контроллер, и блокируют дальнейшее перемещение. Пика также имеет несколько фиксированных положений. При возникновении аварии во время работы пика отходит в положение парковки. При ремонте пики её можно отвести в положение обслуживания. Положения ремонта, парковки и работы (положение относительно верхней поверхности стали в ковше) устанавливаются наладчиком. Однако оператор имеет возможность изменить положение работы.

Водоочистка пароэжекторного насоса

Фурма имеет отличие подачи кислорода в ручном и автоматическом режиме. Подача кислорода в ручном режиме задается процентным соотношением открытия клапана 1. Соотношение устанавливается наладчиком системы с панели оператора либо с центрального компьютера и не может быть изменено оператором. Оператор включает кислород нажатием кнопки включения кислорода в ручном режима. Процесс включения следующий. Открывается клапан 1 в заданном процентном соотношении. Клапан деаэрации закрывается. Открывается отсечной клапан 2. Проверяется его состояние. Если он не ушел в аварию, то открывается клапан 3 и также отслеживается его состояние. После его удачного открытия идет подача кислорода в вакуум-камеру. Температуру, давление, расход кислорода с соответствующих датчиков можно наблюдать с панели оператора, либо с центрального компьютера. Регулируемый клапан 1 находится постоянно в одном состоянии. Отключение подачи кислорода срабатывает при нажатии кнопки останова подачи в ручном режиме.
Подача кислорода в автоматическом режиме усложнена. Оператор на панели, либо с компьютера вводит необходимый расход кислорода и задает время продувки (в соответствии с технологической картой марки стали). Расход пересчитывается относительно текущего давления и температуры кислорода с установленных датчиков. Пересчет идет периодически в течении всего времени дозировки. Пропорционально пересчитанному расходу открывается регулируемый клапан 1. Процесс включения аналогичен ручному режиму. Включение начинается при нажатии оператором кнопки дозировки кислорода в автоматическом режиме. Во время дозировки контроллер поддерживает расход при помощи ПИД регулирования клапана 1. Температуру, давление, расход кислорода с соответствующих датчиков можно наблюдать с панели оператора, либо с центрального компьютера. Отключение подачи кислорода срабатывает по истечению времени дозировки, либо принудительным остановом дозировки.
Немаловажным является контур охлаждения пики водой. Клапан воды включается сразу же после включения самой установки фурма. Контроллер отслеживает перегрев воды, утечку воды, давление воды и расход воды. Если данные параметры не соответствуют заложенным в проект, подача кислорода разрешена не будет. Некоторые параметры также могут прервать процесс дозировки, как в ручном, так и в автоматическом режиме.
С помощью дополнительного оборудования контроллер отслеживает состояние работы всех механизмов и своевременно реагирует на аварийные режимы. Часть аварийных режимов блокируют дальнейшую работу фурмы, часть аварий выводятся в качестве аварийной индикации. С помощью объединения всех установок АКВОС-а (автоматический комплекс внепечной обработки стали) в единую сеть, проверяется состояние работы других установок, участвующих в вакуумной дозировки кислорода (пароэжекторный насос, водоочистка, подача аргона).
При нажатии аварийного стопа все клапана закрываются, отключается питание на все датчики и управляемые механизмы, контроллер остается включенным и выдает индикацию аварии. Программное обеспечение контроллера и панели управления позволяет вести протоколирование аварий, их выдачу на жидкокристаллический экран, просмотр их по списку, хранение, введение диалога с оператором.
Использование SCADA системы на центральном компьютере позволяет вести с него непосредственное управление фурмой. Использование экрана монитора позволяет вывести одновременно все необходимые параметры процесса дозировки. SCADA система позволяет вести графики расхода кислорода по интервально и протоколировать их в течении заданного периода. Также осуществляется протоколирование аварий и некоторых необходимых контрольных точек. В SCADA можно визуально отслеживать положение пики и устанавливать ее в нужный диапазон.

 
 

Наша Продукция