基于PLC的软测量技术在转炉煤气回收计量中的应用

　　0　引言

　　冶金行业是能源消耗大户,但同时高炉、转炉、焦炉、加热炉等工业炉窑也能产生像煤气、蒸汽等大量副产能源。济南钢铁集团股份有限公司第一炼钢厂(以下简称济钢)有4座25t转炉,在工艺生产中得到大量副产转炉煤气,这是一种良好的工业燃料。如何对煤气回收进行管理与控制,更好地促进资源的再利用,成为我们工作中的一项难题。济钢4座转炉的煤气流量仪表原为威力巴流量计,因煤气含粉尘和大量水分,脏污严重,仪表已经停运。由于缺少必要的检测与监控手段,转炉煤气的回收管理存在很大的弊端。为了适应新形势发展的需要,我们采用测管流量计进行转炉煤气流量的检测,并采用基于PLC的软测量技术解决了转炉煤气回收的有效监控问题,将煤气回收效果作为重要考核指标,以督促生产单位提高回收量和回收质量,取得了很好的效果。

　　1　系统构成及原理

　　该系统由流量检测仪表、成分分析仪、PLC系统及网络、采集计算机、计质量系统(企业生产计量和质量信息采集和管理信息系统)、办公以太网等部分组成。图1是系统的示意图。流量检测仪表、成分分析仪信号接入PLC系统中,采集计算机接入PLC的MODBUS PLUS网络,通过网络采集有关数据并进行运算、储存等处理,同时采集计算机通过办公以太网与计质量系统进行连接,采用SQL语言访问计质量数据库实现数据的上传,计质量系统将上传的转炉煤气的有关数据进行统计、分析和存储,管理人员通过计质量系统的客户端查询转炉煤气相关情况。下面就各个组成部分的原理做简要介绍。

　　1.1　测管流量计的原理

　　测管流量计属于插入式节流装置,两个取压口分别获得流体在管道中心的总压与静压,并由此获得管道中心的动压。进而采用差压变送器测量管道中流体的体积流量。

　　1.2　测管流量计的特点

　　1)该流量计安装与检测原理如图2所示。图中五阀组用于正常检测与清扫的切换,当正常检测时打开正压取压阀门V11和负压取压阀门V12,关闭平衡阀V3和清扫阀V21、V22;当清扫时关闭正压取压阀门V11和负压取压阀门V12,打开平衡阀V3,打开清扫阀V21、V22。阀门V4焊接在流体管道上,便于带压安装和维护。流量变送器检测管道中流体的中心流速来获得流体的瞬时流量。

　　2)该流量计取压孔为大孔径向下蹄形切口,取压管道简单,介质在取压孔处相对静止,杂质在重力作用下不易形成堆积,不易堵塞。

　　3)该流量计可以采用中压氮气或蒸汽进行在线清洗,解决了仪表堵塞后清洗难的问题。

　　4)显示仪表具有各种补偿和计算功能,可以对实际应用过程中的各种影响因素进行数学模型修正。