1、XXXXXXXXXXXXX有限公司农业综合开发项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月XX项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月83可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日 目 录1加热炉设计条件及基本参数51.1.设计条件51.1.1.生产规模51.1.2.产品大纲51.1.3.原料及金属平衡61.1.4.生2、产工艺流程71.1.5.1.4 工作制度及年工作时间81.1.6.原料81.2.加热炉基本参数81.2.1.加热炉形式、数量81.2.2.燃料及其发热量81.2.3.钢坯加热温度81.2.4.加热加热质量要求81.2.5.加热炉单耗81.2.6.加热能力91.2.7.装出炉方式91.2.8.冷却方式91.2.9.加热炉控制水平91.3.公用设施条件（单炉）91.4.地质气候条件122加热炉工艺过程简述、平面布置及土建132.1.工艺过程简述132.2.加热炉区域平面布置152.3.加热炉区土建153加热炉设备及设施（单炉）173.1.炉型结构173.2.加热炉的主要结构尺寸173.3.炉体钢结3、构173.3.1.炉底钢结构173.3.2.侧墙钢结构183.3.3.端墙钢结构183.3.4.炉顶钢结构183.3.5.平台、走廊、楼梯、栏杆183.4.加热炉砌体结构183.4.1.加热炉不同部位耐火材料选用结构183.4.2.选用耐火材料的主要性能：193.5.支撑梁及垫块213.6.水封槽及刮渣机构223.7.炉门及观察孔223.7.1.装料门223.7.2.出料门233.7.3.检修门233.7.4.排渣管233.8.加热炉燃烧系统233.8.1.供热能力配置及烧嘴型式233.8.2.蓄热体253.8.3.换向系统263.8.4.助燃空气系统273.8.5.煤气系统273.8.6.排4、烟系统283.8.7.氮气吹扫及放散系统293.8.8.氮气仪表用气系统303.8.9.点火烘炉系统303.9.水冷系统304加热炉汽化冷却系统314.1.循环系统特性与组成314.1.1.特点314.1.2.系统参数314.1.3.系统组成324.2.主要设备344.3.设备布置384.4.热力管道384.5.汽化冷却系统检测、控制项目385加热炉区机械设备395.1.装料悬臂辊道395.2.出料悬臂辊道395.3.缓冲挡板405.4.装料推钢机405.5.炉底步进机械415.6.液压系统445.7.干油集中润滑系统496加热炉一级自动化系统506.1.概述506.2.自动化控制系统的结构设5、计506.3.加热炉仪表控制系统516.3.1.炉温控制516.3.2.煤气总管压力控制546.3.3.空气总管压力控制546.3.4.炉膛压力的调节546.3.5.蓄热换向控制556.3.6.水封槽液位测量566.3.7.仪控安全保护系统设计566.3.8.设备故障处理对策576.3.9.报警等级一览表576.3.10.仪表检测与控制项目586.4.汽化冷却控制系统596.4.1.主要检测项目596.4.2.汽化冷却仪表控制系统功能596.4.3.汽化冷却电气控制系统606.5.加热炉区传动及供电616.5.1.电气设备的适用规范616.5.2.技术条件616.5.3.低压供电系统626.56、.4.操作设备636.5.5.低压配电系统的保护646.5.6.防雷接地与工作接地646.5.7.炉区检修电源646.5.8.主要设备选择646.6.加热炉电气基础自动化656.6.1.装料部分656.6.2.炉内运动部分666.6.3.出料部分666.6.4.加热炉其它电气控制676.6.5.一座加热炉本体现场传感器表676.7.操作站画面设置676.7.1.流程图监控功能676.7.2.实时趋势监视功能696.7.3.参数操作、调整功能696.7.4.报警管理功能706.7.5.历史数据管理功能706.7.6.报表功能706.7.7.操作等级功能707节能、环保、安全措施727.1.节能措7、施727.2.环保措施727.3.安全措施737.4.防护安全措施738加热炉技术性能表751 加热炉设计条件及基本参数1.1. 设计条件1.1.1. 生产规模新建双高速线材生产线设计规模120万t/a。A线具有国际先进水平，其中关键设备（1718#顶交预精轧机、3#剪、10架精轧机组、夹送辊吐丝机、水冷模型、吐丝前测径仪及打捆机等）引进。设计年产5.5mm22mm的光面线材盘卷及6.0 mm16mm的螺纹钢线材盘卷70万t，生产的钢种主要有普碳钢、低合金钢、优质碳素结构钢、焊条钢、冷镦钢和弹簧钢等。B线具有国际先进水平，其中关键设备（1718#顶交预精轧机、3#剪、10架精轧机组、夹送辊吐丝8、机、水冷模型、吐丝前测径仪及打捆机等）引进。设计年产5.5mm22mm的光面线材盘卷及6.0 mm16mm的螺纹钢线材盘卷70万t，生产的钢种主要有普碳钢、低合金钢、优质碳素结构钢、焊条钢、冷镦钢和弹簧钢等。1.1.2. 产品大纲两线产品大纲见表1和表2。表1 A线产品大纲序号钢种代表钢号产品规格及计划年产量(t)合计比例5.56.57121316t%1普碳钢Q195Q27570000900007000023000046.002低合金钢20MnSi, 30MnSi45000800004000016500033.003焊条钢H08A40000400008.004一般冷镦钢ML10ML4020009、025000200006500013.00合计t175000195000130000500000%35.0039.0026.00100.0表2 B线产品大纲序号钢种代表钢号规格范围（mm）合计比例5.56.571213161722t%1普碳钢及低合金钢Q195Q2351000045000300008500012.120MnSi, 30MnSi1000050000200008000011.42优质碳素结构钢制品用硬线45、65、80300002000010000100007000010.0胎圈钢丝72A,B20000200002.9预应力钢丝钢绞线72A,82A2000020000100005010、0007.13焊条钢H08A50000500007.14冷镦钢汽车用优质冷镦钢B35VB，SCM435SCR440，B20MnTiB40000300004000011000015.7一般冷镦钢SWRCH1020ASWRCH1035K500040000400004000012500017.95弹簧钢汽车用途50CrV，55SiCr，60Si2Cr1000020000300004.3一般用途65Mn，65Si2Mn100002000020000500007.16轴承钢GCr15，GCr15SiMn1000020000300004.3合计t15500027500017000010000070000011、%22.139.324.314.3100.0注：预留的线材减定径机组实施后，且上游炼钢具备相应的精炼设施后，可生产表中的高端线材产品，产品规格范围可扩大至5.0mm22mm，本次设计考虑预留线材减定径机组。高线以盘卷状态交货，捆扎4道，卷重2.3t。执行标准：光面线材产品尺寸、外形、重量按标准GB/T 14981-2004执行，产品尺寸精度保证达到国家标准C级。产品大纲所列钢种按相应的中国国家标准执行。1.1.3. 原料及金属平衡高线所需原料为本公司连铸车间提供的合格连铸坯，A线年需要坯料量约52.084万t，B线年需要坯料量约72.916万t，综合成材率96%。原料规格：160mm160mm12、12000mm，单重2365kg；坯料尺寸及外形允许偏差满足国家标准YB/T2011-2004。1.1.4. 生产工艺流程线材测径冷（热）坯入库上 料目视检查废钢坯剔除入 库卸 卷称重挂标牌压紧打捆检查、修剪、取样钩运机运送挂 卷集 卷散卷冷却夹送、吐丝成圈钢坯称重测长发 货加 热高压水除鳞粗轧机组轧制飞剪切头中轧机组轧制飞剪切头预精轧轧制及预水冷飞剪切头精轧机组轧制水 冷合格钢坯减定径机组轧制事故碎断减定径后水冷精轧前水冷图1 工艺流程图1.1.5. 工作制度及年工作时间每条高线车间均采用三班连续工作制，节假日不休息。轧机有效年工作时间6800小时。车间年工作时间见表3。表3 车间年工作时间13、日历天数非工作日规定工作其它停工时间年工作时间大、中修小修合计时间交接班换辊及其它合计dddddhhhhh3651517323337992333859119268001.1.6. 原料原料全部为连铸坯，坯规格如下：规格： 16016012000mm；单重： 2.365t钢坯装炉温度：常温装炉或600热装1.2. 加热炉基本参数1.2.1. 加热炉形式、数量一座步进梁式、空煤气双蓄热式连续加热炉。1.2.2. 燃料及其发热量高炉煤气，发热值8004.18kJ/Nm3，接点压力811kPa；转炉煤气，发热值17004.18kJ/Nm3，接点压力1820kPa；1.2.3. 钢坯加热温度根据不同钢种14、的加热要求，钢坯的加热温度为10501150。1.2.4. 加热加热质量要求 钢坯黑印温差： 15 钢坯断面温差： 15 钢坯长度温差： 15 氧化烧损： 0.7%1.2.5. 加热炉单耗普碳钢冷坯额定产量下的单耗：1.1GJ/t坯。1.2.6. 加热能力额定能力：150t/h（冷坯、标准坯料） 160t/h（热坯600，标准坯料）1.2.7. 装出炉方式悬臂辊道侧进恻出。1.2.8. 冷却方式加热炉内支撑梁、立柱采用强制循环汽化冷却方式；其它设备、重要水冷构件采用净环水冷却。1.2.9. 加热炉控制水平（1）顺控系统：钢坯从装料炉门到出料炉门的生产过程实现计算机自动控制。（2）燃控系统：采用15、改进型双交叉限幅燃烧，炉温、炉压自动控制计算机系统。1.3. 公用设施条件（单炉量）1） 燃料：高炉煤气或高转混合煤气低发热值： 8004.18KJ/m3；接点流量： 49300Nm3/h座接点压力： 800011000 Pa接点管径： DN1200水份： 20mg/Nm3灰尘含量： 10mg/Nm32） 冷却水净环水（有压回水）用途： 用于鼓、引风机、汽化循环泵、液压系统、高温工业电视等。供水压差： 0.2MPa夏季最高供水温度：35出水温度： 55炉子用量： nor.60m3/h座接点管径： DN100安全用水量： 30m3/h座接点管径： DN80水质（净环水和安全水）：PH： 7.2816、.2SS： 15mg/lC1： 80mg/l全硬度： 150mg/l腐蚀速度： 15mdd油： 无电导率： 1000s/cm颗粒尺寸： 0.2mm污垢系数： 15mcm软水用途： 用于炉内水梁、立柱汽化冷却；水压 0.35MPa补充水用量： nor510m3/h座接点管径： DN50安全用水量： 20m3/座，用于满足汽化冷却系统正常补水量12h软水水质指标，符合工业锅炉水质标准（GB1576-2001）总硬度： 0.03me/L悬浮物： 5mg/LPH(25)： 7含油量： 2mg/L浊环水用途： 水封槽内灌水。供应压力： 0.25MPa夏季最高温度： 35温度升高： 1215（正常）最高出17、水温度： 48一座炉子用量： nor.10m3/h 一次注入量：30m3/h接点管径： DN50水质： PH： 7.28.2SS： 20mg/lC1： 80mg/l全硬度： 150mg/l油： 25次9尺寸允许偏差及外形应符合YB/T5083-93表2的规定10尺寸及外形检测方法按GB/T10326-88的规定进行11烘烤要求温度300下烘干或在1350下烧成（8） 高铝砖：应符合国标GB2988-87之规定。（9） 粘土砖：应符合国标GB4415-84之规定。（10） 轻质粘土砖：应符合国标GB3994-83之规定。3.5. 支撑梁及垫块为了支撑和移送钢坯，炉内设5根固定梁和4根活动梁；活动18、梁通过立柱穿过炉底固定在平移框架上，固定梁通过立柱由炉底钢结构支撑和固定。纵向支撑梁采用上下双层管结构，厚壁无缝钢管制造。支撑梁立柱采用套管结构，外管采用热轧厚壁无缝管，芯管采用普通无缝管，立柱顶部与纵梁焊接在一起。立柱管与纵梁采用刚性焊接结构连接，立柱管在安装时考虑纵梁受热时的膨胀量，以使其在炉子工作状态下保持与纵梁的垂直受力。水梁立柱内层采用硅酸铝耐火纤维毯，外层采用流动性能良好的自流浇注料双层绝热方式，在水梁及立柱上焊接Y型锚固构，保证浇注料的使用寿命。为减少被加热坯与水冷梁接触处的“低温黑印”，在加热炉的钢坯和水冷梁之间，在不同的温度段设不同材质、高度的耐热垫块，以消除钢坯和水冷梁之间19、接触处水冷黑印，并缩小接触处和两个支撑梁中间钢坯表面的温差。各段水冷梁的耐热垫块见下表。各段水冷梁的耐热垫块表使用部位耐热垫块材质耐热垫块高度备注加热段Cr25Ni2070mm均热段Co20100mm100mm高的Co20垫块顶面和钢坯接触面的温度可达1100，与出钢温度接近，因此“水管黑印”的影响较小，Co合金垫块采用合金钢卡块固定在纵梁上，垫块之间设有挡块，同时允许垫块有一定的膨胀。Co20垫块采用卡固式安装，Cr25Ni20垫块焊接在水梁上。加热炉水梁上垫块左右错位布置，垫块之间拉开一定距离，有效减小钢坯出炉时的钢坯加热过程中产生水梁“黑印”。3.6. 水封槽及刮渣机构步进梁的立柱穿过炉20、底并固定在平移框架上。为了使活动立柱与炉底开孔处密封，在活动梁下部设有水封槽，水封槽固定在平移框架上。炉内钢坯加热生成的少量氧化铁皮，一部分经炉底开口部进入水封槽，随步进梁的运动被固定在炉底钢结构上的刮板送至装料端，形成干渣后，送入装料辊道下冲渣沟内。活动梁的立柱穿过炉底固定在平移框架上，根据活动梁的平移距离，炉底开有长圆型开孔，为防止冷空气吸入炉内，在炉底钢结构和平移框架之间设计了水封槽，在炉底钢结构和水封槽之间还设计了裙式水封刀和支撑梁管头端盖，插入水封槽内进行密封。立柱管穿过炉底开孔的四周，用浇注料捣制成一圈高于炉子底面的围墙，以防止炉渣掉入水封槽。由于会有少量的氧化铁皮掉入水封槽内，在21、裙式水封刀下部安装有刮渣板，这样在活动梁上升和前进的过程中，将氧化铁皮自动刮向炉尾装料端，炉尾部分的水封槽和刮渣板是逐渐升高的，这样，可以使刮上去的氧化铁皮处于干燥状态，并由刮渣板不断刮入炉尾冲渣沟。水封槽由船板钢板制造，刮板由不锈钢制造而成，槽内面涂沥青。3.7. 炉门及观察孔3.7.1. 装料门装料炉门采用耐热铸铁无水冷结构，内衬浇注料。每扇炉门设有一套气动升降系统。3.7.2. 出料门装料炉门采用耐热铸铁无水冷结构，内衬浇注料。每扇炉门设有一套气动升降系统。3.7.3. 检修门在炉子炉墙上设2个，供检修时出入炉内和运送材料用，平时用砖干砌以减少散热。3.7.4. 排渣管加热炉出料端悬臂辊22、道下方炉底设置排渣孔和排渣管，坯料掉落的氧化铁皮可以从此清理和收集。溜渣口下接溜渣管，并设有手动插板阀，定期将积存在溜渣管内的氧化铁皮排入渣斗。3.8. 加热炉燃烧系统加热炉燃烧系统主要包括：蓄热式烧嘴助燃空气系统高炉煤气系统排烟系统点火烘炉系统氮气吹扫和放散系统其它辅助设施3.8.1. 供热能力配置及烧嘴型式加热炉设3个供热段，炉温自动控制，通过设定各部分加热的温度值，控制各段燃料量的输入，保证出钢温度及温度的均匀性。（1） 加热炉烧嘴型式及能力配置（按照高炉煤气热值计算）名称一加热段二加热段均热段合计烧嘴个数20201656供热比例%363628100煤气量Nm3/h1776317763123、381649342煤气管道直径DN700DN700DN700DN1200助燃空气Nm3/h1225712257953434046空气管道直径DN600DN600DN500DN1000煤烟量Nm3/h16607166071291646130煤烟管道直径DN800DN800DN700DN1300空烟量Nm3/h1145911459891231830空烟管道直径DN600DN600DN500DN1000（2）蓄热式烧嘴密封措施采用蓄热式烧嘴形式，蓄热体放置在烧嘴内。烧嘴的设计经过多次的优化设计之后，已彻底解决了冒火问题。 蓄热式烧嘴的分体结构避免温差过大而开裂。 蓄热式烧嘴壳体的散热结构保护内衬。 24、接口处双面密封保证足够严密的密封。 预拉紧处理保证足够严密的密封。 烧嘴与炉墙的整体浇筑保证足够严密的密封。 烧嘴周围处的膨胀缝留设减少膨胀开裂泄漏。 炉墙浇注料的选择减少膨胀开裂泄漏。 烧嘴壳体与钢结构之间的全密封结构，烧嘴处钢结构的加强处理。（3）蓄热式烧嘴结构采用左右组合交叉式烧嘴。由于钢坯在高温区与氧气的反应十分快速，因此尽量缩短钢坯在高温区的停留时间和减少钢坯表面的氧气含量对降低烧损十分重要。烧嘴结构及材质要保证有足够长的使用寿命。烧嘴与炉墙之间的结合部处理得当，既要方便安装，又要杜绝冒火事故的出现。煤气、空气蓄热式烧嘴截然分开，避免空煤气之间的互窜。燃烧喷口是燃烧系统的关键部位，合25、理的燃烧组织有赖于此。在燃烧组织上，蓄热式烧嘴的设计既要考虑低热值燃气的燃烧混合问题，即要保证煤气的完全燃尽，又要实现炉膛温度的均匀性。合理促成低氧燃烧的实现，避免出现局部的高温过热；既强化炉温的均匀性，减少NOX等有害气体的生成，又减小高温下脱碳情况的发生。因此，在喷口设计上要选择最优的气体出口速度以及混合喷射角度。本方案烧嘴流速较高，可以强烈扰动高温炉气，强化高温炉气与钢坯之间的对流传热，有利于提高钢坯的加热质量。3.8.2. 蓄热体蓄热体采用陶瓷蜂窝体，从高温到低温分别配置电熔刚玉挡砖、刚玉质陶瓷蜂窝体、堇青石质蜂窝体。各种蓄热体性能指标：-种类：电熔刚玉挡砖序号指 标 名 称性能指标126、最高使用温度（）16502长期使用温度（）14503真比重（g/cm2）2.84化学成分 Al2O3（%）82%2.0SiO2（%）15%2.0MgO（%）微量其它（%）4.05热膨胀系数（10-6）6.58.06导热系数(W/m.k)1.1 7耐压强度（Mpa）轴向25.0纵向6.0-种类：刚玉质陶瓷蜂窝体序号指 标 名 称性能指标1最高使用温度（）16002长期使用温度（）17003真比重（g/cm2）2.44化学成分 Al2O3（%）72%2.0SiO2（%）27%2.0MgO（%）微量其它（%）2.05热膨胀系数（10-6）4.65.26导热系数(W/m.k)1.1 7耐压强度（Mpa27、）轴向26.0纵向10.5-种类：堇青石蜂窝体序号指 标 名 称性能指标1最高使用温度（）13002长期使用温度（）12003真比重（g/cm2）2.44化学成分 Al2O3（%）35%2.0SiO2（%）29.2%2.0MgO（%）微量其它（%）2.05热膨胀系数（10-6）2.03.06导热系数(W/m.k)1.1 7耐压强度（Mpa）轴向23.0纵向5.5注：以上成分性能仅为此类材料的代表值，实际选用的材料性能和指标可以有相应的差异3.8.3. 换向系统（1）换向系统的组成本方案全部采用分段分侧控制。换向阀门全部为气动，以洁净的氮气作为动力源。全炉共6台煤气大型双执行器三通换向阀和6台空28、气大型双执行器三通换向阀。正常工作时换向周期4060秒左右，以时间为控制参数。（2）工作方式蓄热燃烧器换向周期可调，以时间和排烟温度为控制参数。换向系统采用PLC可编程控制器控制，可完成自动程序换向控制，手动强制换向控制，并设有功能显示，工作状态显示等，使操作者对蓄热燃烧系统工作情况一目了然，操作和监视十分方便。每套烧嘴均设有烟温显示，烟温变化由各系统烟管上的调节阀调节，设有烟温超温报警及换向超时报警功能，发出声光报警信号，并显示故障位置及原因。此时，其他加热段均正常工作，充分保证生产操作具有可靠的连续性。3.8.4. 助燃空气系统1） 助燃风机加热炉配置2台离心通风机（一工一备）。数量： 229、台型号： -风量： 40000Nm3/h风压： 9000Pa转数： 1450r/min电机功率：200kW，380V，50Hz消声器： 2台，安装在风机进风口插板阀： 2台，安装在风机出风口2） 空气管道系统空气总管 空气总管压力检测1套 各段空气流量检测3套 各段空气流量调节3套烧嘴前支管 调节手阀 1个3.8.5. 煤气系统高炉煤气、转炉煤气从车间煤气接点引出至燃气分配箱内，转炉煤气出口设置旋流强化混合。各总管上设有一道气动切断阀，一道电动盲板阀和一道手电动碟阀。在煤气超低压或其它事故需要停炉，PLC系统发出指令自动关闭快速切断阀。煤气总管设置疏水器。由于煤气中水含量对蓄热体的使用寿命以及30、坯料的加热质量都存在较大的负面影响，因此在设计中，必须从整个流程进行全面考虑。在煤气接点前力争将煤气中的游离水降到最低。在加热炉接点内，总管设置疏水器，分支管设置定期排水器，以进一步降低煤气含水量。煤气总管 手/电动蝶阀1台 手/电动盲板阀1台 气动快速切断阀1台 疏水器1台 煤气总管压力检测1套 各段煤气流量检测3套 各段煤气流量调节3套烧嘴前支管 调节手阀 1个在煤气管道上设置了吹扫、放散系统，当开炉时用氮气吹扫煤气管道中的空气，防止煤气管道中形成爆炸浓度气体；当停炉时吹扫煤气管道中的煤气，防止煤气管道中残存煤气泄漏。吹扫气体通过放散系统放散。放散管接至各煤气管道末端和最高点，放散管放散高31、度高出周围20m内构筑物排气口4m。煤气安全使用措施：吹扫放散系统：开炉、停炉时用氮气吹扫管道内的残存煤气。在空气分段管道上设置必要的防爆阀。煤气总管快速切断阀，防止停电、风机故障或空气和煤气低压引起的事故。设置放水点。设置煤气总管平台，方便检修操作。设置固定式CO报警仪。3.8.6. 排烟系统蓄热式燃烧系统空、煤气排烟系统分别有独立的排烟系统。从各空、煤气蓄热室排出的烟气经换向阀后汇集至各段空、煤气排烟支管。各段排烟支管汇成空、煤气排烟总管经空气及煤气侧引风机排至空气侧及煤气侧钢烟囱内。各段排烟支管上均设有电动调节阀，以便自动、精确控制各段排烟温度。（1）空气侧排烟用引风机性能如下（暂定）：32、数量： 1台型号： -转数： 1480 r/min全压： 4500 Pa流量： 57200m3/h功率： 160 KW电压： 380V（2）煤气侧排烟用引风机性能如下（暂定）：数量： 1台型号： -转数： 1480 r/min全压： 4500 Pa流量： 83000m3/h功率： 220 KW电压： 380V (3)烟囱空烟烟囱：烟囱为金属结构，D上口直径1200mm，高度24m（暂定）。煤烟烟囱：烟囱为金属结构，D上口直径1500mm，高度24m（暂定）。烟囱高度须满足国家相关规范的要求，满足高于其周围100m范围内建筑物4m。3.8.7. 氮气吹扫及放散系统煤气系统切断后和冷炉点火前，为确33、保安全，煤气管道内必须用氮气进行吹扫放散。吹扫放散系统由氮气吹扫管道系统和煤气放散管道系统组成。从各分段管道上接出放散支管，在车间适当位置汇入放散总管，放散总管接出厂房外，厂房外放散管高出周围20m内最高建筑4m。3.8.8. 氮气仪表用气系统从车间接点引入的气源管道上设有一只1m3储气罐，以便稳定供气压力，以及在发生突然停电事故时，使全炉气动阀门处于设定的安全状态。气源的最大消耗量为2m3/min每炉。3.8.9. 点火烘炉系统采用转炉煤气作为点火烘炉用煤气。炉头、炉尾端墙各放置4个点火烘炉烧嘴。冷炉启动时先利用这部分独立的烧嘴将炉子加热至700后再将蓄热式烧嘴打开，待炉子完全启动后再将点火34、烧嘴关闭。另外在加热炉的端部共设置2台高炉煤气点火烘炉烧嘴。3.9. 水冷系统加热炉冷却水系统分浊环水系统和净环水系统。浊环水用于水封槽内的灌水，水封槽的溢流水直接通过炉底的积水坑抽出进入出料端的冲渣沟内。净环水用于风机轴承座等重要水冷构件及设备的冷却。还需设置一路事故水源，当净环水断水或低压时，事故水自动投入（事故水由甲方提供）。4 加热炉汽化冷却系统（单座加热炉数据）汽化冷却装置包括水平梁（固定梁、活动梁）及立柱等冷却构件、汽水循环设备、给水系统、补给水系统、蒸汽系统及排汽系统、排污系统、非标压力容器、管道及附件、阀门及检测控制仪表等。4.1. 循环系统特性与组成为保证水循环的可靠及稳定，35、防止冷却构件超温等现象发生，汽化冷却系统采用强制循环方式。通过利用饱和温度的水，对冷却构件进行强制循环冷却，保证炉底支承构件能承受强热负荷，维持高机械强度，确保炉底支承构件安全可靠。同时，可降低能耗，回收利用余热。4.1.1. 特点（1） 确保水平梁及立柱安全可靠（2） 步进梁式加热炉汽化冷却系统的冷却介质为经除氧的软水。因冷却介质水质好，温度稳定，系统强制循环，所以，冷却构件不会产生结垢和冷却不均现象，从而确保冷却构件的运行安全可靠，且延长了冷却构件的使用寿命。同时可改 善采用水冷系统钢坯产生的“黑印”现象。另一方面，汽化冷却采用强制循环，配有柴油驱动循环水泵和电动循环水泵，在电力系统发生供36、电故障或供水不足等紧急状态时，可通过柴油泵维持冷却系统的强制循环，有效地保证冷却构件的安全；同时汽包给水由备用柴油给水泵供给。（3） 回收利用余热，节约能源，降低能耗。（4） 加热炉的冷却构件采用汽化冷却强制循环系统，与水冷系统比较，水量小，电动循环水泵功率小，节约能源，降低能耗。同时，生产的蒸汽并入全厂蒸汽管网，从而达到能源综合利用，降低成本，提高经济效益。 4.1.2. 系统参数工作压力： 1.27 MPa设计压力： 1.47 MPa工作温度： 194 产汽量： 平均：510t/h，最大10t/h最大用水量： 10t/h炉为保证汽化冷却系统可靠运行，炉底支撑管绝热层脱落率整体不得大于10%37、，局部不得大于40%。4.1.3. 系统组成汽化冷却系统的组成，包括炉底冷却构件，汽水强制循环系统，给水、除氧系统、蒸汽系统、排汽系统、排污系统、炉内加药系统、取样冷却系统等主要部分组成。（1）炉底冷却构件炉底冷却构件由活动梁，固定梁以及立柱组成。立柱为上部垂直供水的套管系统，水平梁为强制循环的双管系统。固定梁和活动梁的每个回路的进水总管道，均设有流量监测装置；每个分回路的进水管道，均设有调节阀和流量监测装置；每个分回路的出水管道，均设有逆止阀。活动梁的主回路，动静连接部分，采用旋转接头组供回水。旋转接头组具有2个自由度，可以与步进梁同步运动。加热炉的步进梁，共配有2套旋转接头联箱，每套包括338、组旋转接头组，每组由3个旋转接头构成。每套旋转接头组的任意1组，均可作备用，由旋转接头组两端的手动切断阀控制。炉底支撑水管活动梁和固定梁共组成8个回路。为保证加热炉炉底梁汽化冷却系统的安全，每个强制循环回路的汽水混合物温度，压力和流量，以及汽包水位等，均进行严密监测，调节和控制。为了监测炉水水质，汽包的排污管道上设有取样冷却器，可以随班取水分析。（2）强制循环回路系统进入汽包的给水，由下降管经循环水泵加压后，进入各炉底冷却构件吸热，饱和水变成饱和的汽水混合物，由上升管回到汽包，经过分离，蒸汽送至管网，分离后的饱和水继续参加循环。加热炉汽水强制循环系统，包括：1台汽包，3台强制循环水泵组，1套循39、环供水管组和1套循环回水管组，1套给水调节阀组，2套蒸汽压力调节阀组。汽包，将汽水强制循环冷却系统产生的蒸汽从汽水混合物中分离，输出至管网，并接受给水，维持强制循环冷却系统的汽水质量平衡。同时，汽包具有一定的有效水容积，紧急需要时，可利用存水维持一定时间的连续供水，保证加热炉炉底梁的必要冷却，确保系统安全。此外，汽包设有排污接管，可以去除炉水中的部分含盐量和沉渣。汽包水位采用三冲量(液位，给水流量和蒸汽流量)控制。汽包配备必要的安全装置：直读水位计，远传水位计，安全阀，压力表均为两套，电动排汽阀和排汽消音器，紧急放水用排水阀。强制循环水泵组共3台，其中两台采用电机驱动，1台采用柴油机驱动。正常40、情况下，1台电动泵运行，1台电动泵和柴油泵备用；当运行的电动泵出现故障时，备用电动泵自动投入运行；必要时(如紧急停电或循环水泵进出水母管压差持续过低等)， 柴油泵自动投入运行，确保汽化冷却系统的循环动力。运行水泵和备用水泵的自动切换，主要根据强制循环水泵的进出水母管压差监测控制。每台强制循环水泵的进水管道设有手动闸阀，出水管道设有逆止阀和闸阀，且进出水管道均设有压力指示。汽包给水根据汽包水位和蒸汽产量，通过1套给水调节阀组控制；汽化冷却系统产生的蒸汽，通过2套蒸汽压力调节阀组分别送往蒸汽母管和排向大气。（3）除氧系统加热炉采用1套给水除氧系统。从软水站接点送来的软水进入软水箱，软水经软水泵送除41、氧器进行除氧， 除氧水经给水泵补充到加热炉汽包内。软水箱存水量保证汽化冷却装置1小时的用量；另接1路新水供应管路，以备软水供应出现事故时，直接用新水向汽包供水，保证系统的安全需要。设软水泵2台，1台泵运行，1台泵备用；当运行泵出现故障时，备用泵自动投入运行。设给水泵3台，1台电动泵运行， 1台电动泵和1台蒸汽泵备用；当停电时，蒸汽泵启动。由于调节阀也停电，此时自动控制系统无法运行，汽包给水和蒸汽排放均需采用手动旁通阀控制，除氧器这时停用（控制无法进行，同时也会造成软水的浪费），蒸汽给水泵直接从软水箱取水。汽包给水水质： 总硬度 0.03me/L 悬浮物 2mg/L PH(25) 7 含油量 242、mg/L 溶解氧 0.1mg/L（4）主蒸汽系统系统产生的饱和蒸汽直接供入厂区蒸汽管网，供用户使用。主蒸汽系统主要包括主蒸汽阀、主蒸汽压力调节阀组等。汽包出口装有2套蒸汽压力调节阀，1套控制蒸汽送往厂区管网，另1套控制蒸汽放散，无论哪种情况均使汽包压力保持恒定。（5）磷酸盐加药系统加热炉的汽化冷却系统用1套磷酸盐加药系统。磷酸盐加药系统，采用2泵1罐型成套加药装置，加药泵1运1备，单元制运行。磷酸盐加药装置，设有1个电动搅拌溶液箱，经过过滤的药液经加药泵直接供入汽包给水泵入口母管。（6）排污系统汽化冷却系统设置排污系统，主要设备是1台定期排污扩容器。汽包设有连续排污和定期定期排污接管，连续排污43、定期排污均接至定期排污扩容器。汽化冷却系统的高温疏排水，均排至定期排污扩容器，污水排入集中排水系统，乏汽排空。（7）取样冷却系统取样冷却系统主要用于汽化冷却装置中检测汽水介质的指标是否达到汽水标准要求，对炉水进行取样检测。除氧水可直接从热力式除氧器上取样。4.2. 主要设备（1）汽包汽包数量： 1台/炉工作压力： 1.27Mpa设计压力： 1.47Mpa工作温度： 194汽包内径： 1600容器类别： 二类其它： 带就地及远传水位计、压力表、安全阀等（2）电动循环水泵型式： 卧式、多级离心流量： 400m3/h扬程： 45m电动机功率： 75kW电机转速： 1480rpm数量： 2台/炉（344、）柴油机循环水泵型式： 水冷、直排烟式流量： 400m3/h扬程： 45m柴油机功率： 75kW电机转速： 1480rpm控制方式： 全套带自动控制，10s内启动并达到工况全负荷蓄电池： 全免维护蓄电池数量： 1台/炉（4）旋转接头组件活动梁循环冷却回路通过旋转接头组件配合活动冷却构件的运动，这种运动是由加热炉的步进机构带动的。主要由上集箱、闸阀、旋转接头组件、下集箱、排气管等组成。上集箱固定在步进机构的金属框架上，它将随金属框架作矩形周期性运动。下集箱固定不动。旋转接头组件的上端随上集箱作矩形周期性运动，而下端则与下集箱相连接是固定不动的。每组旋转接头组件由三个球体转动接头、管件及连接管道组45、成，依靠三个球体转动接头的转动来完成要求的动作。为了达到动作灵活、平稳、可靠，设置了防震装置，导向装置及弹簧吊架等。旋转接头规格：型式： 组合件柔性接管： DN100公称压力： 4.0MPa工作温度： 250数量： 6组（5）排汽消声器型式： 小孔喷射、减压式排汽能力： 10t/h消声能力： 2025dB（A）数量： 1台/炉（6）软水泵型式： 离心流量： 15m3/h扬程： 32m电动机功率： 5.5kW电机转速： 2950rpm数量： 2台（7）电动给水泵型式： 卧式、多级离心流量： 20m3/h扬程： 210m电动机功率： 30kW电机转速： 2950rpm数量： 2台（8）柴油机驱动给46、水泵流量： 20m3/h扬程： 210m数量： 1台（9）软水箱型式： 卧式外形尺寸： F20004000容积： 20m3数量： 1台（10）定期排污扩容器数量： 1台型式： 扩容、降温型号： DP-1.5型直径： F1500工作压力： 0.2Mpa容积： 3m3（11）取样冷却器型号： 273工作压力： 2.45MPa工作温度： 225冷却面积： 0.38m2数量： 1台4.3. 设备布置加热炉汽化冷却系统设循环水泵站，泵站分两层布置。地坑主要布置分配联箱，入口步进装置、出口步进装置，泵站一层布置电动热水循环泵、柴油热水循环泵、软水泵、给水泵、磷酸盐加药装置、取样冷却器、除氧器及排污水系统的47、定期排污扩容器。二层主要布置汽包、汽包排汽消声器布置于第二层屋顶。4.4. 热力管道加热炉汽化冷却系统热力管道主要包括蒸汽管道、放散及排放管道、软水管道、给水管道、排污管道、循环回路管道等。水泵间和炉子地坑部分的保温绝热管道主保温材料采用复合硅酸盐板，其他部位保温绝热管道主保温材料采用岩棉管壳。4.5. 汽化冷却系统检测、控制项目控制功能：采用PLC控制汽化冷却-汽包水位自动调节通过检测汽包蒸汽流量、汽包给水量、汽包水位进行控制，调节给水流量大小来使汽包水位保持在设定值要求的范围内，确保汽包安全。汽化冷却-汽包蒸汽压力自动调节检测汽包蒸汽压力，通过调节蒸汽调节阀，稳定汽包蒸汽压力。蒸汽调节阀共48、配备2个。当汽化冷却系统正常工作时，送往蒸汽管网的蒸汽调节阀控制汽包压力稳定在设定值附近；如汽包压力继续升高，放散蒸汽调节阀打开，将蒸汽通过放散消音器排向大气，保证汽包压力的恒定。放散蒸汽调节阀也可作为停炉放净汽包蒸汽用。5 加热炉区机械设备（单座加热炉数据）炉区机械设备及液压系统主要包括： 装料悬臂辊道 出料悬臂辊道 缓冲挡板 炉底步进机械 装料推钢机 自由辊 加热炉液压系统 干油集中润滑系统5.1. 装料悬臂辊道炉内装料辊道由1组交流变频调速电机单独驱动的悬臂辊组成。辊子为弧型自定位辊面，可使进料的中心线与辊道中心线尽量重合，以利于钢坯上步进梁，辊轴为空心水冷式，采用净环水冷却。在辊轴上安49、装耐热钢辊套，并用螺母固定。辊轴通过键带动轴套传动钢坯到达指定位置。电机-减速机套装在辊轴上，直接传动辊轴带动轴套，辊轴通过轴承，支撑在底座上。其中一台电机带脉冲发生器。在辊轴与炉壳之间设有隔热挡板以减少热损失，防止轴承过热。在不停炉的情况下可以拆除一个辊道。当发生电源故障时，需要用应急电源来保持辊道的运转。辊子性能数量 9外形 环轴圆筒式冷却 轴水冷直径 290 mm功率 5.5 KW辊子材质 ZGCr25Ni20Si25.2. 出料悬臂辊道炉内出料辊道由2组交流变频调速电机单独驱动的悬臂辊组成。辊子为弧型自定位辊面，可使出料的中心线与辊道中心线尽量重合，以利于钢坯上步进梁，辊轴为空心水冷式50、，采用净环水冷却。在辊轴上安装耐热钢辊套，并用螺母固定。辊轴通过键带动轴套传动钢坯到达指定位置。电机-减速机套装在辊轴上，直接传动辊轴带动轴套，辊轴通过轴承，支撑在底座上。在辊轴与炉壳之间设有隔热挡板以减少热损失，防止轴承过热。在不停炉的情况下可以拆除一个辊道。当发生电源故障时，需要用应急电源来保持辊道的运转。辊子性能数量 9外形 环轴圆筒式冷却 轴水冷直径 300 mm功率 5.5 KW辊子材质 ZGCr28Ni48W5Si25.3. 缓冲挡板在炉内上料辊道中心线、进料炉门对侧设有终端水冷挡板。挡板由支座、水冷轴和缓冲器等部件组成，单独固定在炉外混凝土基础上。挡板在上料系统出现故障时保护炉墙51、，以维持正常生产。挡板为净环水冷却。挡板端部时水冷的，材质为2Cr25Ni20。5.4. 装料推钢机1）概述推钢机位于加热炉装炉端正前方，用于将装炉辊道上已定位好的钢坯推正以使其与炉子中心线垂直，并调整钢坯的初始位置。推钢机设4根推杆由一个液压缸驱动，推钢机的行程根据方坯的尺寸变化，使用多个行程开关来控制推钢臂的行程。该推钢机为地上布置式，一个液压缸带动四个推杆。推钢机的液压缸与加热炉的步进机械用一个液压系统驱动，推钢机与炉内装料悬臂辊道和步进机械的运动连锁。2）主要技术性能最大钢坯 160x160x12000液压缸 80/56x280（液压缸前后带有缓冲）推钢周期为 前进2秒 后退2秒接近开52、关 2线式常开型 DC24v3）控制推钢机运行由电气控制系统PLC完成，并与装炉辊道、装料炉门、炉底机械等连锁控制。5.5. 炉底步进机械炉底机械用来支撑加热炉平移框架和框架上的水梁立柱及炉内的坯料等，并使钢坯在炉内沿炉长方向作步进移动的设备。其机构具有:正循环、逆循环、踏步、中间保持、步进等待等功能，所有功能均由电磁比例阀控制实现液压缸动作.安装在液压缸(升降缸和平移缸)上的线性位移传感器监测每一个移动的到位率(设定的移动距离)，并在下一个相同的移动中进行修正或补偿，要求自动控制和手动操作。主要技术性能：型式： 全液压传动滚轮斜台面式平移行程：250（可调）升降高度：200mm（设有中间减速53、）步进周期：45s提升液压缸： 250/180710 共 2 套 平移液压缸： 200/140350 共 1 套 平移滚轮： 650mm 10个提升滚轮： 650mm 10个平移导向轮300mm： 22个 45 HRC4045提升导向轮300mm： 22个 45 HRC4045（1）结构形式及设备组成为使坯料能实现良好受热，对于本加热炉所采用钢坯，布料钢坯间距为50-150mm（可根据钢坯情况适当调整）。步进梁上升和下降的距离为200mm，即步进梁上升的最高点高于坯料运行线100mm，步进梁下降的最低点低于坯料运行线100mm。采用双轮斜轨式步进机构。炉底机械为液压缸驱动、双滚轮、双层框架、斜54、轨式结构，由平移框架、提升框架、平移导向装置、提升导向装置、平移液压缸、提升液压缸、平移滚轮、提升滚轮以及提升斜轨座等设备组成。（2）特点及功能简述钢坯的运送是通过步进梁的升降和平移来完成的，为防止步进梁在接触到坯料由于速度过快，震落坯料的氧化铁皮以及由于冲击而损坏炉子水梁和立柱部分的耐火材料，步进梁的升降和平移过程中的速度是变化的，实现钢坯的轻起轻放。该机构设计升降框架和平移框架的定心装置，同时还在炉底机械部分设计了行程检测器，对炉底机械的每一个步进行程都得到了行程检测，上一个步进行程的偏差就在下一个步进行程得到了纠正，保证了坯料在炉内位置的精度。升降框架和平移框架的定心装置：升降框架的定心55、装置为安装在基础的侧部斜向导向辊，导向辊的斜轨安装在升降框架上，平移框架的定心装置为安装在平移框架导向辊，导向辊的轨道安装在升降框架上，均为外定心装置。即通过基础限制升降框架，通过升降框架限制平移框架。保证框架沿炉子中心线运行，防止坯料跑偏。为了保证升降液压缸易于拆装，专门在升降框架下部设置了止挡，在止挡处垫以适当的枕木，释放液压缸内油压使液压缸处于无负荷状态，易于拆卸检修。液压缸的行程均超过框架移动的行程。步进梁基本功能包括正循环、逆循环、踏步及中间保持，动作的起止要求轻起轻放，每种功能都具有手动、半自动及全自动等几种控制方式。通过几种基本功能的组合，完成炉区坯料的输送。在设计上考虑了双层框56、架的制造加工及运输的方便，现场拼装及布置简单合理。支撑轮组采用大跨距布置，使炉底空间加大，改善操作环境。滚轮及导向轮均采用优质轴承，延长寿命，减少维修量。（3）炉底机械设备组成平移框架和提升框架：平移框架用于支撑水封槽、活动水梁以及作用在活动水梁上的钢坯负荷；提升框架用于支撑平移框架及其作用在平移框架上的负荷。框架采用热轧工字钢焊接加工而成，整个框架在设计时考虑了在制造时解体，以便机械制造和运输。解体后的联接采用四个方向的连接板通过铰制孔螺栓定位和高强度螺栓连接，待安装调整合格后再将各连接板与框架焊接。平移导向装置：沿加热炉中心线对称布置，用于平移框架的运动导向，使平移框架运动时不发生偏斜，其57、运动方向与加热炉中心线始终保持平行。该装置由滚轮及其安装底座和导向板组成。前者用螺栓固定在提升框架两侧梁上部，后者用螺栓固定在平移框架两侧梁边部。当平移框架运动时，滚轮在两侧的导向板上滚动，使平移框架保持与加热炉中心线平行的直线运动。提升导向装置：沿加热炉中心线对称布置，用于提升框架的运动导向，使提升框架运动时不发生偏斜，其运动方向与加热炉中心线始终保持平行。该装置由滚轮及其安装底座和导向板组成。前者用地脚螺栓固定在混凝土基础上，后者用 螺栓固定在提升框架两侧梁的底部。当提升框架运动时，滚轮在两侧的导向板上滚动，使提升框架保持做与加热炉中心线平行的直线运动。平移液压缸（设1台，带1个位移传感器58、）为尾端铰式结构，用于驱动平移框架沿水平方向运动。位于出炉端并与加热炉中心线重合，其尾端铰支座固定在混凝土基础上，活塞杆端与平移框架铰接。当液压缸活塞杆伸缩时，推动平移框架沿水平方向前进或后退。提升液压缸（设2台，带1个位移传感器）为尾端铰式结构，用于驱动提升框架沿提升轨座斜面方向运动。沿加热炉中心线对称布置。其尾端铰支座固定在混凝土基础上，活塞杆端与提升框架铰接。当液压缸活塞杆伸缩时，推动提升框架沿提升轨座斜面方向前进或后退，完成提升框架的上升和下降。平移滚轮装置：用螺栓固定在提升框架两侧梁上部。由滚轮及其安装底座组成。用于支承平移框架及其作用在平移框架上的负荷。沿加热炉中心线对称布置。平移59、框架的移动是通过平移液压缸提供的动力，经设置在平移框架两侧梁的下部道轨在平移滚轮上运动。提升滚轮装置：用螺栓固定在提升框架两侧梁底部。由滚轮及其安装底座组成。用于支承提升框架及其作用在提升框架上的负荷。沿加热炉中心线对称布置。当提升框架运动时，滚轮沿安装在混凝土基础上的提升斜轨座表面滚动。提升斜轨座：用地脚螺栓固定在提升框架两侧梁底部的混凝土基础上。轨面倾斜角：17。用于支承提升框架及其作用在提升框架上的负荷。由钢结构焊接而成，其斜面安装有高硬度耐磨钢板制作的支承轨道。沿加热炉中心线对称布置。当提升框架运动时，提升滚轮沿支承轨道表面滚动。步进机构技术要求按YB/T018-92步进梁式加热炉技术60、条件执行。（4）设备特点安装、调整容易，运动平稳、无噪音；强度大、刚性好，承载能力高、寿命长；机械导向，同步性能好，运行可靠；大部分为钢结构件，锻造件少，机加工件小，制造容易，投资省；相同零、部件多，互换性好，备品备件少，易于管理；结构简单，维护、检修方便。自由辊在入炉、出炉侧各设置一个自由辊。5.6. 液压系统（1）概述本液压系统用于驱动步进炉炉底机械（步进梁）升降和平移，推钢机推钢和返回。液压缸原始资料：炉底机械液压缸：步进周期（最小）为45s升降液压缸： 2-250/180710mm，液压缸前后均带有缓冲。平移液压缸： 1-200/140330mm，液压缸前后均带有缓冲。推钢机液压缸： 61、1-80/56 280mm，液压缸前后均带有缓冲。该液压系统由以下部分组成：液压动力装置、液压控制阀台、液压中间配管。（2）系统组成该系统由动力源（包括电动机，油泵），调速控制回路，方向控制回路，缓冲平衡控制回路，安全溢流和压力控制回路以及辅助系统控制等组成。各回路具有独立的控制功能，并能联合作用使整个液压系统达到最佳控制状态。油泵采用恒压变量柱塞泵，能使系统在整个控制过程中实现无溢流工作，达到最佳节能效果。采用等通径变量比例调速阀和比例电液换向阀，对整个系统工作流量实现无级控制，并满足工作油缸对系统输出流量的要求，最终使步进梁达到工艺要求的运动速度。方向控制回路采用等通径变量比例调速阀和比例62、电液阀组，其特点是通流量大，换向迅速而准确，工作压力高，密封性能好，换向无冲击和噪音，工作寿命长，性能可靠度高。缓冲平衡控制回路由平衡阀、溢流阀、单向阀等组成。其作用是使步进梁在升降和平移运动的起始和终止状态下由于速度的改变而产生的冲击惯性降低到最小，实现运动速度的平稳过渡。安全溢流及压力控制回路由电磁溢流阀和压力控制开关等组成，其作用是实现整个系统的加载，卸荷和稳定系统的工作压力，并能在过压状态下溢流或控制电动机断电，以保护整个系统不致因事故而遭破坏。（3）控制动力源、方向控制回路、缓冲平衡回路及安全溢流压力控制回路均为常规控制回路，其控制原理根据油缸的工作负荷，工作压力而确定，此处不予详细63、说明，仅对调速控制回路作详细介绍。1）调速控制回路调速控制回路采用开环控制方式，参与控制的设备或元件有：带传感器（用于位置跟踪）的液压缸，用于系统程序控制的计算机，电液比例放大器，比例调速阀，负载（即炉底步进机械），其组成方式原理如下：负载（步进机械）液压缸（位移量）位移传感器或旋转编码器（位置信号）计算机（PLC）（电压）电液比例放大器（电流）比例调速阀（流量）液压缸通过升降液压缸和平移液压缸上的传感器分别检测炉底升降框架和平移框架的位置，并由计算机接受。在预先设定的位置上，计算机自动输出设定电压给电液比例放大器，后者将输入电压按比例放大后输出电流给电液比例调速阀线圈，此时比例阀自动调整其阀64、芯的开口度，使其输出流量与要求值相符，从而完成步进机构的速度控制。上述控制过程是根据步进梁的不同位置而进行流量控制完成的。计算机通过位移传感器自动跟踪液压缸位置，在各速度控制点，计算机分别输出预先设定的不同电压值作用于调速回路的各种电气元件，最终使得执行机构-液压缸按不同的速度加速，减速或匀速运动，当达到预定运动速度时，计算机发出指令使方向控制回路关闭或换向。由于液压回路的流量是可控制的，再加上液压缸采用了缓冲装置，减少了液压冲击，从而实现液压缸的运动速度控制及运动行程控制。也就是说。实现了步进梁的各种运动速度控制和步距控制。2）辅助系统的控制辅助系统包括循环过滤冷却系统，油温自动控制系统，液65、位报警，滤油器堵塞报警，安全连锁等系统。以上系统均由计算机自动控制。油温设定为2050度，当小于或大于该值时，由温度检测元件发出信号，计算机接收后发出指令，使电加热器或水电磁阀接通来加热液压油或通冷却水使液压油冷却降温。当遇停电事故发生而步进梁在上位时，可通过人工操作手动截止阀来释放升降油缸中的液压油使得步进梁缓缓下降至零位。（4）系统特点由于采用计算机参与液压系统的全部控制过程，采用比例调速阀及恒压变量泵，使得本系统具有以下几个主要特点：响应速度快，控制精度高，控制灵活性大，系统能耗少，自动化程度高，系统工作性能稳定等。为了进一步提高该系统的工作可靠度，对比例阀，拟采用进口产品。这样，就使得66、整个系统性能从根本上得到保证。（5）液压动力装置液压动力装置布置在加热炉液压站站房内。液压动力装置及站内配管作为成套设备在制造厂进行予安装、清洗、调试，完成后再在现场最终安装、调试。液压站站房内设置液压动力装置的机旁操作箱，其功能为：操作地点的选择（机旁操作箱、加热炉主操作室）。电机启停，站内主要控制阀的开闭（用于调试、检修）。事故紧急停车。在加热炉主操作室对液压系统进行控制的功能为： 加热炉生产操作方式选择。 报警信号（油位、油温、油压、过滤器堵塞等）显示报警。 事故紧急停车液压站站房内设置有通风、排水、消防、火灾报警、照明以及为设备检修所设置的检修手动葫芦、葫芦的移动范围能满足液压设备的吊67、装等设施。液压动力装置技术数据： 液压油： 抗磨液压油 VG46/40 液压油清洁度： NAS 7级 系统工作压力： 16MPa 液压油工作温度： 3050 液压站站房内环境温度：37 冷却水： 净环水 进水温度： 35水量： 15t/h液压动力装置由以下部分组成：油箱装置、油泵装置、循环过滤冷却装置、过滤器、站内配管等。a) 油箱装置 数量 套 有效容积 5000L 材质 不锈钢结构：矩形焊接结构，水平放置，油箱内分成回油腔和吸油腔两部分，分别设置人孔，中间设置隔板及过滤网。附件：外装翻板式液位计（三点发讯）、温度控制装置、温度计、电加热器、排污阀、空气滤清器等。油箱内液位控制：三点报警（高68、位，低位，超低位）。 高位：用于加油时或生产中油位异常上升过高时报警。 低位：油位偏低，需补充新油（但可继续维持生产）。 超低位：油泵有可能吸空，紧急停机。油箱内油温控制：自动开关控制当油温低于设定油温t1时，电加热器接通，对油箱内油液进行加热，油温上升达到设定温度t2后，停加热器。当油温高于设定油温t4时，控制冷却器进水的电磁水阀开启，供冷却水使油温下降至设定温度t3后关电磁水阀。在进行油温控制中循环泵必须工作。b) 液压泵组数量： 4台（其中1台备用）型式： 恒压变量轴向柱塞泵（进口力士乐产品）电机： 4台 (其中1台备用) AC380V50HZ，55kW ，1480r/min 结构：电机69、液压泵用钟罩式法兰及弹性联轴器联接；为了减震，底座下设置减震垫，泵吸油管上设有橡胶避震喉，泵出油管上设有高压软管，泵吸油管上设有带行程开关的蝶阀，用于开闭状态的电气联锁；每台泵出口设有一套压力控制阀块，上面安装有溢流阀、高压过滤器、单向阀、压力表等。c) 循环过滤冷却装置循环泵： SNH210-46 2台（其中1台备用） 螺杆泵（带安全阀）每泵排量：Q=200L/min电机： 5.5KW 2台（其中1台备用）板式冷却器： 散热面积 15m2附件： 电磁水阀、水过滤器、截止阀等。结构：电机液压泵用弹性联轴器联接（电机为B3型）；为了减震，底座下设置减震垫，泵吸油管和出油管上均设有橡胶避震喉；泵吸70、油管上设有带行程开关的蝶阀，用于开闭状态的电气联锁；每台泵出口安装有压力表等。d) 过滤器 高压过滤器 4只 10m 循环过滤器 1只 5m双筒 回油过滤器 2只 20m双筒 油箱空气滤清器 1只 5m 板网式冷却水过滤器 1只 250m（带旁通回路）e) 加热器：3kw3=9kWf) 站内配管 数量 1套 材质 不锈钢（6）液压控制阀台为实现步进梁步进动作轻拿轻放，运行平稳，需控制步进梁升降和平移液压缸的运行方向、速度，加速、减速，并满足步进周期36秒，推钢机推钢，通过步进梁阀台、推钢机阀台来实现这些控制要求。液压控制阀台的动作程序及控制由电控系统的PLC完成。结构：各控制阀台的各类控制功能71、阀装配于表面防锈的阀块上，阀块置于型钢及钢板焊接成的阀架上，阀架下部设置有接油盘，进油管路上装有高压球阀和测压装置，回油管和泄油管路上装有单向阀和测压装置。a）炉底机械控制阀台（控制步进梁升降和平移） 数量： 一套b）推钢机控制阀台（控制推钢机平移） 数量： 一套（7）液压中间配管液压中间配管主要指液压站到各阀台之间的配管以及各阀台到执行油缸之间的配管。中间配管安装、清洗、冲洗在现场进行。 数量 ： 1套 材质 ： 不锈钢5.7. 干油集中润滑系统（1）概述共1套润滑系统。集中干油润滑系统包括电动润滑泵、给油器、压力操纵阀、电动加油泵等组成。通过管道连接到各润滑点，定时定量供给润滑脂。干油中间72、配管包括管路、管路附件及管道支架等。（2）主要技术性能 干油润滑型式： 双线集中干油润滑公称压力： 20MPa 电动润滑泵型号： ZPU-14G 公称压力： 20MPa 公称流量： 233ml/min容积： 195L 电机功率： 1.5KW（1套） 给油器:双线分配器 : 4SSP2-M1.5 (JB/ZQ8462-1996) 6 加热炉一级自动化系统（单座加热炉数据）6.1. 概述本工程承包范围是1座步进梁式加热炉本体及设备的电气、仪表自动化的设计、供货以及安装调试工作。 6.2. 自动化控制系统的结构设计加热炉自动控制系统是由PLC系统以及HMI组成。加热炉设置2套PLC系统，1套用于电气73、，1套用于仪表。 PLC系统采用西门子公司S7-400系列，配合分布式I/O系统组成。 分布式I/O模板的选择根据工艺的要求以及方便电缆的敷设原则。S7提供语句表、功能块、梯形图等多种开发方式，采样和控制周期50毫秒5秒。 在电气室内，PLC系统主机架包括电源模板、CPU模板和以太网通讯模板。 在主操作室内，主控制台包括2台操作员站，1台顺控，1台燃控。顺控操作站兼顾出钢侧顺控监视等功能；燃控操作站负责燃烧及换向系统的监视和操作。 系统设有UPS不间断电源，保证供电系统稳定；设网络打印机1台，供生产报表打印用。 在控制室共设计2套PLC控制站，分别为电气PLC、仪表PLC。步进式加热炉控制系统74、配置清单如下：序号名称规格型号生产厂家数量单位上位机系统：1一级监控操作员站P4/3.0G/1G/80G/DVD研华2台2显示器19”液晶显示器三星2台3网络激光打印机HP A4HP1台4UPS电源10kVA/30MIN山特1台5操作系统WIN XP Prfo./WIN2003MS2套6监控软件WINCCSIEMENS2套7系统软件STEP7SIEMENS1套8操作台不锈钢台面2套网络组件：9通讯电缆500米10交换机1台PLC控制站：11燃烧控制柜内置仪表PLC系统2面12电气控制柜内置电气PLC系统2面6.3. 加热炉仪表控制系统根据工艺的要求，加热由3个供热段组成，即均热段、二加热段、一75、加热段。6.3.1. 炉温控制对于每段的炉温控制回路，每段炉顶的2只热电偶测得温度值参与炉温调节，操作员可以在HMI上任意选择。1）改进型双交叉限幅控制方法相对于串级比值方法，为了对空燃比控制更加精细，出现了带有双交叉限幅的串级比值控制方法，简称双交叉控制方法。优点是有效控制了动态空燃比，但同时缺点是限幅牺牲了系统跟踪负荷变化的速度，降低了系统的响应速度。控制原理方框图如下图所示。为进一步提高响应速度，改进型双交叉方法还将限幅系数设为可以根据温度偏差自动修正，以便在温度偏差较大时减弱或取消限幅功能，即限幅系数是动态的。这样将大大提高控制系统的响应速度。2）空气过剩系数u自动修正策略根据燃烧理论76、，理论空气过剩率与烧嘴负荷之间的关系如下图所示。也就是说随着生产负荷的变化，理论空气过剩系数也应该随之变化，这一点在实施温度控制时应该考虑到。这种变化的空气过剩系数修正策略对提高燃烧效率，降低氧化烧损有好处。另外，在常规控制的低负荷状态时，为了保证在小流量情况下，使空气和煤气能够很好的混合燃烧，必须在相应的煤气流量的情况下，适当加大空气的流量，才能保证在小流量情况下的合理燃烧。3）炉温模糊控制技术鉴于温度对象的大滞后，仅靠常规PID控制来调整造成响应速度慢，超调量大。一方面通过供热需求分析建立燃料的消耗量与生产能力（生产率）之间的基本函数关系；另一方面，根据操作经验将加热炉分为几种典型工况，制77、定相应的决策规则。在此基础上，建立炉温模糊控制器。为了保证系统运行的可靠性，模糊控制器采用前馈结构实现。这样既保证了根据生产情况，模糊决策对流量控制的作用，又兼顾了PID的控制作用。实际上，生产比较平稳时，炉温模糊控制器输出基本没有变化，主要是PID起作用；当生产率变化时，往往是在温度发生波动前，模糊控制器会超前PID起作用，而且直接作用流量改变。这种控制技术可以起到提前修正作用，从而提高控制系统的响应速度。 4）回路基本报警、连锁等功能超温报警功能：当相应段的温度超过允许值，系统发出报警信号；热电偶断偶保护、报警功能：当任何一只热电偶被烧坏，本回路立即切换到手动模式，同时系统发出报警信号；温78、度调节器输出限幅功能：根据最大加热速率对温度调节器输出限幅，防止钢坯过热。最大加热速率由炉内负荷及要求的在炉内时间而定。5）设定值选择本地方式当HMI选择本地方式设定时，炉温设定值由操作员根据实际情况来决定或从常用钢种参数数据库中选择。当从数据库中选择时，各段设定值同时被更新。6）空燃比设定选择人工设定在HMI上由操作员根据经验直接输入合适的空燃比值；空气过剩系数自适应操作员只需给定理论空燃比，系统将根据负荷情况自动计算过剩系数，求出空燃比；7）温度控制器工作模式为方便操作，温度控制器设计手动（MAN）、本地自动（AUTO）2种控制模式。手动模式（MAN）：在手动模式下，空气流量和煤气流量的调79、节阀工作在手动方式。由操作员在HMI上直接改变阀门的开度。本地自动模式（AUTO）：本地自动就是并联串级、交叉限幅工作模式。也是在坯料加热时，控制系统经常使用的方式。流量调节回路、温度调节回路都工作在闭环状态。操作员只需要在HMI上输入相应供热段的炉膛目标温度值给控制系统，则系统就会自动、成比例的调节相应供热段的空煤气流量，从而，保证炉温的控制精度。6.3.2. 煤气总管压力控制为防止煤气压力过低时回火，煤气还设计总管快速切断阀，当煤气接点压力过低等紧急情况发生时，快切阀立即关闭。6.3.3. 空气总管压力控制为了稳定燃烧，空气总管设风机进口阀调节稳定空气压力。采用单回路控制方式。6.3.4.80、 炉膛压力的调节炉膛压力主要通过设于排烟管道上调节阀的开度进行调节，正常时应保持炉膛微正压30Pa，以防止外部冷气侵入和火焰外逸。以均热段炉压测点为被控参数，以各段电动调节阀为操纵量。从炉气平衡出发，烟道排烟量应该与供风量相平衡，故采用前馈反馈控制方式。因为炉门经常开关，会引起炉膛压力频繁波动。在测量值经常变化的情况下烟道挡板易产生振荡，不能进行有效的控制。为此，设计开关炉门时控制输出锁定保持功能，即开关炉门时，位置保持不变，到位后恢复调节功能。6.3.5. 蓄热换向控制正常工作时换向周期4060秒左右，采用双重信号控制，一是以时间为控制参数，二是以烟气温度为控制参数。1）控制内容所有换向阀的81、动作命令信号；所有换向阀到位检测信号；所有换向阀排烟温度检测信号；2）控制方式自动方式：按照预先给定的换向逻辑自动进行换向（一级）。手动方式：在CRT上由操作员将换向系统的某一换向单元人为跳出自动换向逻辑（此时其它换向单元继续换向），强制某一换向阀的开闭（0级）。现场手动方式：加热炉现场点击某一换向阀电磁阀的按钮，现场强制该换向阀的开闭。上述三种控制方式的组合可以令操作人员很容易的判断换向阀故障原因控制系统问题、接线问题、电磁阀问题、执行器问题或阀体自身问题。3）换向控制系统主要功能：换向逻辑上每一个换向阀的动作均以上一级换向阀到位信号为前馈信号，从根本上杜绝了换向过程中向烟气中的泄漏，同时可82、以精确检测每一台换向阀的打开、关闭的严密程度，一旦检测到阀门故障立即关闭相应烧嘴；完成两种换向方式：定时自动换向和定温（排烟温度）自动换向；定时时间和定温温度及报警温度可任意设定；各独立换向单元之间的轮序换向，减小换向瞬间的炉膛压力波动；独立换向单元强制跳出换向序列逻辑；独立换向单元强制加入换向序列逻辑。自动调节排烟温度，将每段烧嘴排烟温度的平均值作为排烟温度目标值。4）安全报警自锁功能排烟温度超温报警，换向系统强制自动换向；排烟温度超超温报警，PLC系统发出声光报警，该换向单元的所有阀门处于关断位置，该烧嘴自动停止工作，上位机画面自动指出故障点。换向阀故障，PLC系统发出声光报警，该换向单元83、的所有阀门处于关断位置，该烧嘴自动停止工作，上位机画面自动指出故障点。燃烧系统出现煤气压力、空气压力过低等重故障，所有烧嘴自动关闭。6.3.6. 水封槽液位测量水封槽水位检测点共2点（每2个水封槽用一个检测点）。每点1个开关量输入，极限水位差：80mm。当水位达到低位时，报警。6.3.7. 仪控安全保护系统设计在加热炉生产过程中，为保证安全生产，防止意外事故，仪控系统主要有以下几项联锁逻辑控制（不包括控制系统的内部联锁）： 开炉允许逻辑 紧急停炉逻辑（总管煤气切断阀允许逻辑） 风机启停联锁逻辑1) 开炉允许逻辑燃气压力正常，空气压力正常，压缩空气压力正常，鼓风机运行正常，电气系统正常，水系统正84、常。发出开炉允许信号。2) 紧急停炉逻辑（以燃气的快速切断为核心）生产中操作员可以通过操作台上紧急停炉按钮停炉，或在以下事故状态下自动停炉。a) 自动停炉 煤气总管压力过低； 冷却水压力过低或流量过低； 风机故障信号； 汽化停炉连锁信号； 电气停炉信号。b）紧急手动停炉用于在特殊情况下，由操作员通过操作台的急停按钮，手动快速切断燃气切断阀。3) 风机启停联锁逻辑启动风机时，入口风门必须全关，做到无负荷启动，风机无故障。当风机因故障或由于操作员手动停止后，电气向仪控系统发出停机信号，关闭风门，此时，上述联锁关系依然存在。6.3.8. 设备故障处理对策1) 突然停电 煤气总管快切阀自动关闭；2) 85、鼓风机故障 风压低于3000Pa时，声光报警。 鼓风机停运时，按“突然停电”处理。6.3.9. 报警等级一览表序号报警名称报警级别报警动作联锁动作01煤气压力过低重故障自动停炉02鼓风压力过低重故障自动停炉03冷却水总管压力过低、汽化重故障重故障自动停炉04风机故障重故障自动停炉05电气综合故障重故障自动停炉06热电偶断轻故障声音报警07煤气压力低轻故障声音报警08助燃空气压力低轻故障声音报警09压缩空气气源压力低轻故障声音报警10冷却水供水总管压力低轻故障声音报警11UPS故障轻故障声音报警12其他故障轻故障声音报警13各段炉温超温报警轻故障声音报警14水封槽低位报警轻故障声音报警15汽包压86、力测量与安全放散控制报警轻故障声音报警16汽包液位测量与控制上下限报警轻故障声音报警17蒸汽总管压力报警轻故障声音报警更多的报警信号及处理方式，待调试时现场确定。6.3.10. 仪表检测与控制项目位号用途数量TCRTDAIAODIDO1上炉温662下炉温左333下炉温右334煤气流量3635空气流量3636空气总管压力1217煤气总管压力 1218炉膛压力1219净环水总管压力1110压缩空气压力1111鼓风机运行1212引风机运行2413煤气总管快切阀到位信号22114水封槽液位检测2215净环水总管流量1116水冷水温202017煤气流量调节33318空气流量调节33319煤气烟气流量调节87、33320空气烟气流量调节33321三通阀动作信号242422三通阀到位信号242423排烟温度检测121224固定式CO报警66.4. 汽化冷却控制系统6.4.1. 主要检测项目1汽包（锅筒）压力检测、控制4-20mA.DC1 2汽包（锅筒）水位检测、控制4-20mA.DC23汽包（锅筒）蒸汽流量检测4-20mA.DC14汽包给水流量检测4-20mA.DC15汽包给水压力检测（主管）现场/4-20mA.DC16循环泵进出口压差现场/4-20mA.DC17循环泵出口固定梁和活动梁总管流量4-20mA.DC28循环回路支管流量4-20mA.DC86.4.2. 汽化冷却仪表控制系统功能根据工艺的要88、求，加热炉设有一套独立的汽包和给水、循环、软水系统。汽化冷却系统过程控制有4类控制回路，包括汽包水位控制回路、汽包压力控制回路；另外还有汽包蒸汽放散阀控制、软箱水位控制。 1）软水箱水位控制为保证系统软水供应的稳定，对软水箱采用了二位水位控制策略。进水管线设有电动阀。该回路以一个软水箱的水位值为被控参数，采用二位控制算法，通过进水管线电动阀的开关调节达到调整软水箱的水位的目的。调节原理如下：软水箱水位超过高位，关闭电动阀；软水箱水位低于下位，开启电动阀；软水箱水位超出超低位及超高位时，发出超低、超高报警信号。当软水箱超低水位时，软水泵自动停机。2） 汽包水位控制汽包水位控制采用串级前馈控制方案89、（三冲量控制）。以水位控制为主回路，水流量控制为副回路，蒸汽流量作为前馈，通过对给水阀达到调整汽包水位的目的。水位变送水位控制器给水调节阀汽包对象水流量变送设定水位水流量控制器蒸汽前馈汽包正常水位上150mm高水位报警，汽包正常水位下50mm低水位报警，下100mm过低水位紧急报警，当汽包水位在正常水位下240mm时，送加热炉控制系统信号要求停炉。给水阀前压力1.3MPa时报警。蒸汽流量10t/h发出高报警。3） 汽包压力控制汽包蒸汽管线设有蒸汽调节阀。正常情况下，该回路以汽包的压力值为被控参数（1.27MPa），采用PID控制算法，通过蒸汽管线蒸汽调节阀的调节达到调整汽包压力的目的。当汽包高90、于报警值时，放散阀开启。压力控制器 蒸汽调节阀汽包对象压力变送压力设定 汽包压力1.35MPa，汽包压力高报警信号。4） 蒸汽放散控制为保证汽包蒸汽系统的稳定，对汽包蒸汽回路采用二位控制策略。主蒸汽管线设有调节阀。该回路以汽包蒸汽压力值为被控参数，采用二位控制算法，通过主蒸汽管线电动阀的开关调节达到调整汽包蒸汽压力的目的。调节原理如下：汽包蒸汽压力大于等于1.29MPa，开启放散调节阀；6.4.3. 汽化冷却电气控制系统1）电动给水泵的控制当运行中的1台电动给水泵发生故障停车时，备用的电动给水泵应自动投入运行，同时各给水泵也可以单独运行；停电时，柴油机给水泵自动投入运行。冷却水水压0.1MPa91、报警。2） 电动软水泵的控制当运行中的1台电动软水泵发生故障停车时，备用的电动软水泵应自动投入运行，同时各软水泵也可以单独运行；软水泵与软水箱超低水位联锁停机。冷却水水压0.1MPa报警。3） 电动循环泵的控制2台电动循环泵互为联锁备用，1台电动循环泵发生故障停车时，另一台电动循环泵自动投入运行，同时各循环泵也可以同时运行；停电时，柴油机循环泵自动投入运行。当循环水泵进出口压差0.3MPa时报警，同时启动备用电动循环泵或或柴油机循环泵，如果此时循环支管流量36m3/h时，发出停炉信号。循环支管流量39m3/h时，发过低报警；当循环水出口支管压力与循环水泵出口联箱压力的压差低于0.20Mpa时发92、出报警信号。6.5. 加热炉区传动及供电6.5.1. 电气设备的适用规范电气设备和施工材料原则上应符合下列标准和规范：1) 中华人民共和国的设计标准和规范；2) IEC标准；3) 引进产品所在国的国家标准。6.5.2. 技术条件1) 环境条件除电气设备规格说明书里特别注明者外，均按下列所示： MCC柜、基础自动化系统和操作台等安装在电气室和操作室的电气设备允许环境温度：10至40。 检修电源箱、照明配电箱、检修电源柜和现场操作箱等安装在现场的电气设备允许环境温度：35至40。 相对湿度：40时，不超过50%；20时，不超过90%。 海拔高度：小于1000米。 抗震等级：8度2) 电压等级加热炉93、属于连续生产设备，除部分公辅设备外，在生产期间均不允许停电，否则将会造成主要设备的损坏。而助燃风机突然断电时可能造成重大设备事故，因此，加热炉主要设备属于二级负荷，部分设备属于一级负荷。 低压配电系统电压：380V10%相数：3频率：501%TN-C-S接地系统和中性点非直接接地方式 交流控制电压： AC220V10% 电气设备使用的电压见下表：6.5.3. 低压供电系统根据加热炉工艺系统划分和负荷分布情况，加热炉共设置1个集中电气室，电气室设有低压配电系统、MCC控制系统和PLC控制系统。1) 低压供配电系统甲方为炉区提供2路动力电源，乙方设计受电柜2台。正常情况下两路动力电源同时供电。在一94、路出现故障或检修时，另一路能够单独承担炉区动力MCC的全部负荷。2) 电气传动系统加热炉本体用电设备设MCC1、MCC2，设足够数量的低压配电柜，柜体结构采用GGD形式。以上MCC柜安装在加热炉电气室内。正常情况下，MCC1和MCC2由两路电源同时供电。一路停电时可以切换到另一路。传动控制水平 根据工艺要求，如下电机需要可逆、调速功能，采用交流变频（VVVF）调速装置。装、出料辊道电机 90kW（含90kW）电机采用软启动装置，以减少电机启动时对电网系统造成的冲击。3）加热炉区马达表（单炉）：序号名称电机数量单机容量（kW）装机容量（kW）工作容量（kW）电压(V)备注控制方式1助燃鼓风机2295、00400200380软启动2煤烟引风机1220220220380软启动3空烟引风机1160160160380软启动4装料悬臂辊道95.549.549.5380变频5出料悬臂辊道95.549.549.5380变频6液压系统主油泵4552201653803工1备7液压系统循环泵25.5115.53801工1备8干油润滑11.51.51.53809电加热器339922010循环泵2751501503801工1备11软水泵25.55.55.53801工1备12给水泵23060303801工1备13工业电视30.120.360.3622015地坑水泵25.511113801工1备16仪表室13535396、522017炉坑照明115151522018其他5010050合计1497.361156.866.5.4. 操作设备1) 装料侧操作箱（共1台）装炉侧推钢机附近，设有一台装料炉门控制箱，主要负责装料炉门相关的操作按钮和信号指示。2) 出料侧操作箱（共1台）出炉侧出钢机附近，设有一台出料炉门控制箱，主要负责出料炉门相关的操作按钮和信号指示3) 液压站控制柜（共1台）用于对液压系统的就地操作监控。位置设在液压站内。4) 步进梁操作箱（共1台）用于步进梁的调试，设置在步进梁地坑内。5) 鼓风机就地操作箱（共2台）用于风机的机旁操作。6) 引风机就地操作箱（共2台）用于引风机的机旁操作。7) 炉底潜水97、泵控制箱（共1台）用于潜水泵的机旁操作及控制。6.5.5. 低压配电系统的保护低压配电系统主要采取了以下保护功能：过载保护、短路保护、过电压/欠电压保护、接地保护等。6.5.6. 防雷接地与工作接地炉区的防雷系统主要针对加热炉的烟囱，建构筑物等。在加热炉的烟囱顶部设独立避雷针，其接地冲击电阻不大于10欧姆。加热炉厂房的防雷接地由甲方考虑。炉区电气保护接地由甲方考虑。接地电阻不大于4欧姆。炉区仪表计算机设备的接地由乙方单独设计，接地电阻不大于4欧姆。6.5.7. 炉区检修电源炉体检修电源箱的设计和供货由卖方负责。6.5.8. 主要设备选择1) 低压负荷中心低压负荷中心开关柜均采用固定式开关柜，柜98、内主要电气元件采用优质产品。2) 低压断路器受电、母联、630A及以上馈出回路选择框架式断路器，630A以下馈出回路选择塑壳开关。断路器的额定开断电流必须满足系统短路参数要求。6.6. 加热炉电气基础自动化加热炉的电气基础自动化功能由装料、炉内运动、出料三部分电气基础自动化及其他电气控制组成。加热炉本体电气系统设计1套电气PLC系统；每套电气系统均由一套PLC、相应的I/O接口、电气HMI以及适当的网络组成的控制系统完成。加热炉电气基础自动化根据钢坯运动的的整个工艺过程，即装料炉内运动出料顺序介绍各系统的控制功能。6.6.1. 装料部分（1） 上料系统控制卖方提供入出炉辊道区对钢坯进行检测的检99、测元件。（2） 加热炉区装料悬臂辊道控制加热炉区共设2组装料悬臂辊道。1）装料悬臂辊道：当坯料到达炉外装料辊道上时，装料炉门打开，炉外辊道和炉内悬臂辊道同时运转，将坯料送入加热炉内，由装料悬臂辊道上编码器进行坯料定位。操作地点：上料操作箱、上料操作台、出料操作室HMI。操作方式：集中操作（手动方式、自动方式）。检测元件： 编码器2） 加热炉装料炉门的控制装料炉门升降为气动。操作地点：就地操作箱、上料操作台、出操作室HMI。操作方式：机旁操作、集中操作（手动方式、自动方式）。联锁设备：上料辊道上坯料的位置信号。（3） 加热炉坯料推正1） 钢坯的推正当坯料在加热炉内定外完成后，推钢机向前推动坯料，100、使之与支撑梁垂直。操作地点：推钢机操作箱、出料操作室HMI。操作方式：集中操作（手动方式、自动方式）。检测元件：限位开关6.6.2. 炉内运动部分加热炉步进梁动态位置检测及控制作用：完成钢坯在炉内的运动具有:正循环、逆循环、踏步、中间保持、步进等待等功能及步进机械在运送过程中的修正或补偿功能。操作地点：就地操作箱、上料操作台、出料操作室HMI。操作方式：机旁操作、集中操作（手动方式、半自动方式、自动方式）。联锁设备：推钢机的位置、装料炉门/出料炉门的位置、装出料悬臂辊道的运行信号。（1）步进梁动态位置检测加热炉采用全液压驱动的步进梁机构。为了保证步进梁准确安全可靠的运转和实时监控步进梁工作状态101、，在步进梁机构平移及升降液压缸上，各设置1台位移传感器，其中一台用于活动梁垂直方向的位置检测，一台用于活动梁水平方向位置检测。（2）步进梁工作状态控制机旁操作方式下，操作人员通过装料操作箱上转换开关的选择和按钮的操作来手动和单动控制步进梁前进、后退、停止、上升、下降、循环各动作的操作。集中操作方式下，操作人员可通过HMI操作来手动和自动控制步进梁前进、后退、停止、上升、下降、循环各动作的操作。在满足自动运行条件时，当炉内激光检测仪检测到有钢时，步进梁走完本步循环后停止前进并下降、后退到原位等待出钢。步进梁的步距为250mm。如果当按下装料操作台上的急停按钮或机旁操作箱上的急停按钮时，无论是手动102、单动、自动任何一种操作方式，这时步进梁都必须停止任何动作。（3）步进梁的补偿控制步进梁在进退过程中，为了确保每前进一步的准确性以及物料跟踪的正确性，需要在步进梁前进过程中对步距进行随时地自动补偿。例如标准步距250mm，由于惯性等原因，步进梁在某一步可能实际前进252mm。则在下一步前进时，自动将步距调整为248mm. 因此，有效地保证了钢坯在炉长方向运动步距的准确性、可预见性。6.6.3. 出料部分（1）加热炉出料炉门的控制出料炉门升降为气动。操作地点：就地操作箱、上料操作台、出料操作室HMI操作方式：机旁操作、集中操作（手动方式、半自动方式、自动方式）。联锁设备：轧线的要钢信号、出料悬臂103、辊道的运行信号。（2）出料悬臂辊道：当接到轧线要钢信号后，出料炉门打开，炉外辊道和炉内悬臂辊道同时运转，将坯料送出加热炉至加热炉外出炉辊道上并送往轧机进行轧制。操作地点：上料操作箱、上料操作台、出料操作室HMI。操作方式：集中操作（手动方式、自动方式）。检测元件：编码器6.6.4. 加热炉其它电气控制所有涉及生产安全、设备安全的部位，都有相应的急停保护逻辑。液压站的自动控制，包括：液压泵的启/停，油箱液位、油温、过滤器的状态检测；其它辅助项目的检测、控制；设备故障检测及报警。卖方负责提供加热炉与主轧线之间的通信及控制电缆（含桥架），并将电缆接到买方提供的接点上。6.6.5. 一座加热炉本体现场104、传感器表序号名 称用 途单位数量小计1极限开关推钢机台222位移传感器步进梁升降/进退台223增量编码器（含弹性接手）坯料定位台114极限开关炉门控制台445光电管炉外坯料定位、出料台446.7. 操作站画面设置6.7.1. 流程图监控功能采集全厂的工艺参数值，电气参数值及生产设备的运行状态信息。以形象的流程画面为背景，将数据显示在控制室操作站上，对需要操作的设备和参数，设计按钮和输入窗口，用鼠标、键盘或触屏方式进行操作。检测或运转设备出现越限或故障时，流程图上相应的图例红光闪动，并发出报警声响加以提示。报警的笛声可以通过键盘解除，红光继续保持，直至该故障消除，闪动才停止。画面间设计同一风格的105、菜单、按钮、箭头等人机接口器件用于画面间的相互切换或弹出窗口，十分方便、直观。工艺流程图主要包括： 燃烧控制系统总菜单画面以表的形式列出画面目录清单，点击其中任一项即能调出该画面。 燃烧系统总貌画面以模拟图的形式显示加热炉燃烧状态及燃烧设备布置，分上加热和下加热两个平面图，可以集成一幅画面或分两幅画面。烧嘴投用后要动态显示红色火焰。出现故障时故障点要显示或提示。在画面角部空格处显示其他画面清单，以便点击调出显示。显示参数包括：煤气总管压力；空气总管压力；每段炉温（上、下）；每段煤气、空气流量及阀位；风机状态；（颜色表示：红-故障；绿-运行；灰-停止）气源压力；煤气切断阀的状态；（颜色表示：红-106、故障；绿-开；灰-关）出钢计数、出炉钢温、生产率；电气系统总貌画面以模拟图的形式显示加热炉步进梁及辊道设备布置和状态，炉体只画出上加热平面图。在画面角部空格处显示其他画面清单，以便点击调出显示。以模拟图的形式显示加热炉设备布置和状态。可以操作调节阀和泵的起停。出现故障时故障点要显示或提示。在画面角部空格处显示其他画面清单，以便点击调出显示。显示参数包括：步进梁运动情况；坯料跟踪；液压系统运行情况；管路系统画面空气管路系统图煤气管路系统图步进梁水冷流程画面水梁温度；辊道排水温度；净环水压力、流量；流量开关等等。其他6.7.2. 实时趋势监视功能将系统采集到的所有参数信息，分门别类地归纳成几组，以107、实时刷新的方式动态地在屏幕上画出曲线，清楚地表示出过程参数的变化情况。曲线的颜色、线形、量程的均可以修改。实时趋势画面包括：1）、炉温、生产率曲线；2）、水冷温度曲线；3）、流量曲线；4）、压力曲线（总管煤气、空气、压缩空气、炉膛）；5）、步进梁位移、辊道转速曲线等；6.7.3. 参数操作、调整功能以棒图和数值的形式显示和改变各个控制回路的参数和状态；如：调节器的输入值、模拟设定值、报警设定值、调节器输出值、PID参数、手动自动串级状态、报警状态、报警级别，以及相应的实时趋势曲线。该类画面包括：1）、控制参数总览。显示所有控制回路的设定（SP）、测量值（PV）、输出（OP）、阀位反馈（FV）及108、手自动状态（STATUS）；并且加入生产率；2）、检测参数画面。每组显示各段温度设定值、实测值；出钢计数、出炉钢温、生产率。3）、每一个控制回路（PID）设单独调整画面，画面显示该模块所有相关参数，并对设定值、量程、输出限幅值以及PID等参数要求可以修改。并在流程画面中通过点击相应参数调出。6.7.4. 报警管理功能报警除在流程图上显示外，还设有实时报警窗口和报警汇总画面。实时报警窗口为小窗口，始终在最前，显示最新发生的报警信号的名称、报警情况、当前值、发生时间、工位号、参考提示等内容，便于在线诊断各类故障，查找故障部位并报警；报警汇总画面汇集了所有曾经发生的报警、事件的历史记录，以备查找时用109、。报警对象、内容、时间等信息可以随时列表、存盘。6.7.5. 历史数据管理功能对系统所采集的历史数据建立各类数据库，操作人员可以通过计算机对种类工艺参数值做出趋势曲线(历史数据)，可以按时间顺序进行查询。供管理人员分析比较，以便找出加热炉的最佳运行规律。同时分析各种事故原因，改进管理方法，提高经济效益。机内数据每隔30秒采集一次，存储六个月的信息量。共对如下参数进行收集：1）、炉温、生产率曲线；2）、所有控制回路设定值；3）、流量曲线；4）、压力曲线（总管煤气、空气、氮气、炉膛）；5）、水冷温度曲线；6）、步进梁位移、辊道转速曲线；7）、所有阀位反馈；8）、其它检测参数；6.7.6. 报表功能110、利用历史数据库，可以生成各种格式的生产报表。班报表8小时打印一次，内容为前8个小时每间隔1小时的实时数据、耗能数据等。班报表包括：班装炉钢坯块数、班装炉钢坯重量、班出炉钢坯块数、班出炉钢坯重量、返回钢坯库钢坯的数量、班煤气消耗量、班生产时间、按加热炉统计停炉次数和停炉时间。6.7.7. 操作等级功能为保证系统的安全操作，设计3个以上等级的用户，即：1）、管理员可以进行一切操作；2）、工程师可以进行高级维护工作，可以起停应用程序，修改所有的控制参数，只屏蔽少数特殊功能；3）、操作员可以进行所有运行操作，不可以退出系统，也限制对一些参数的修改。7 节能、环保、安全措施7.1. 节能措施加热炉采用高111、炉煤气、空气双蓄热燃烧技术，预热温度到达1000，采用整体炉顶和带复合层炉墙结构，最大限度减少炉体散热损失。采用适当间距支撑梁立柱及水管纵梁结构，合理布置支撑梁和立柱，尽量减少水冷构件的表面积，对支撑梁和立柱采用耐火纤维毯和高强浇注料双层绝热，冷却方式采用汽化冷却，以节约用水和减少冷却水的吸热损失。步进机构的液压系统考虑到步进梁的托起和放下钢坯时均以低速运行，实现“轻托轻放”，以减少脱落氧化铁皮和避免由于冲击而使水冷梁的绝热层受到损坏，液压系统高效节能；优化配置炉子两侧操作及检修炉门，结构设计做到开启灵活，关闭严密，减少炉气外溢和冷风吸入的热损失。7.2. 环保措施加热炉实施后在生产中可能产生112、对环境有影响的污染因素有：排放的烟气 、机械产生的噪声、生产现场环境温度和燃气泄漏等。烟气排放控制：加热炉采用的燃料是煤气，属低污染型燃料且为低合硫燃料，SO2的排放量和落地浓度都远低于国家有关标准。 加热炉烟气中NOx产物的多少，主要决定于燃烧方式。燃料和空气在高温下并且烟气在高温区停留的时间过长，都会产生NOx。从而抑制了因燃烧而产生NOx。确保NOx的排放达到国家标准。为确保烟气排放达标，保护大气环境，本项目采用高烟囱排烟。烟囱高度按国家标准GB16297-1996大气污染物综合排放标准确定。烟气排放参数表：标准污染物最高允许排放浓度工业标准最高允许排放浓度大气标准最高允许排放速率计算排113、放数据单位mg/m3mg/m3kg/hmg/m3烟尘2001205.93.75黑度林格曼等级1级1级1级0二氧化硫8505504.3300氮氧化物2401.360噪声控制加热炉的主要噪声源是鼓风机。加热炉选用高压离心鼓风机。这类鼓风机产生的噪声通常都在 100dB(A)以上。为了减少鼓风机对环境的噪声污染，将鼓风机放在一单独的无人操作房间内，并远离操作室，在鼓风机的进、出风口设置橡胶避震喉，减少鼓风机的震动，同时，风机进口设消音器。经采取以上措施后，鼓风机房外面的噪声可降低，达到GBJ87的标准要求。环境卫生：在加热炉的技术措施中，采用了复合炉墙结构，具有极好的保温性能。在炉子的各结合部都采取114、了密封措施，可基本上做到炉子的全密封，消除了炉子的漏火现象。大大降低了环境温度。7.3. 安全措施防火、防爆措施： 加热炉燃烧系统和自动化控制上充分考虑到了炉膛压力的控制，炉体部位考虑炉门及烧嘴得密封，所以无跑、冒火现象。 空气管路设置防爆板。 加热炉各系统都设有安全报警装置，确保安全生产。 炉压：自动控制，压力数字显示，超压报警。 压缩空气压力：定值控制，欠压报警。 煤气压力：自动控制并数显，压力显示，炉温，预热空气温度，超过报警，欠压紧急切断报警。 加热炉加热操作程序为自动控制，并有联锁保护系统。操作使用书中详细地规定了安全操作规程。电气安全措施：加热炉所有电气设备、电线埋敷管、仪表柜等都115、有安全接地装置，接地电阻4。所有电线、电缆均敷设在钢管和线槽内，并有安全接地装置。煤气管防静电接地，并设多路放空阀，配电柜各路供电系统均设有空气保护开关。炉子烟囱设有避雷针和单独接地体。7.4. 防护安全措施1) 为检修安全方便，炉顶、炉门架等较高位置均设置符合国家要求的安全标准的操作平台、扶梯和护栏，确保安全。2) 液压站照明要求：液压站火灾危险性为乙类，电气安全等级为H-1级，考虑液压站室内、通廊及走梯等处的照明和应急照明设计，照度不低于30 lx。3) 消防要求：液压站油箱容积：5m3，液压介质：ISO-VG46抗磨液压油（矿物油），闪点（开口）约：170。4) 风机防喘震设计：鼓风机的116、入口安装吸风口调节百叶碟阀，可以实现手操调节吸入鼓风机的空气量；出口设旁通分支管路，多余的空气可从此旁通分支管路排入大气，在加热炉低负荷时防止风机喘振。5) 炉坑的排水：加热炉混凝土基础炉坑在生产一段时间后，地下水有可能渗入，在炉坑的四周设有小水沟，沟内放坡至炉坑一角的积水坑，坑内设两台潜水泵，并有三点水位监测，水位在中间点时，启动一台水泵，若水位继续上升至高点，另一台水泵也启动并发出报警；水位下降至低点时，水泵停止工作。坑内的水可排至出料辊道的冲渣沟内。6) 炉区照明：照明采用广照型工厂灯，应急照明。其照明电源引自车间照明干线，照度不低于30 lx，由车间统一考虑。8 加热炉技术性能表炉子用117、途： 轧制前钢坯加热炉型： 上下供热步进梁式加热炉加热钢种： 碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢、合金结构钢、冷镦钢。板坯规格： 16016012000mm（单排料）出钢温度： 10501150生产能力： 150吨/小时（标准坯，冷装）160吨/小时（热装，600C）燃料及低发热值： 高炉煤气 Qd=8004.18kJ/Nm3供热方式： 三段供热额定单耗： 1.1GJ/t坯（额定产量、碳素结构钢、冷装、标准坯、稳定生产、新炉衬、煤气稳定、钢坯出炉温度1050）氧化烧损： 0.7%（额定产量、碳素结构钢、冷装、标准坯、稳定生产、新炉衬、煤气质量满足要求、钢坯出炉温度1050）空、煤气预热温度： 1000最大煤气消耗量： 49300Nm3/h最大空气消耗量： 34000Nm3/h步进机构型式： 双轮斜轨，液压传动步进升降行程 200mm步进水平行程 250mm最小步进周期 45s