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1、第一节第一节大型高炉仪表工程大型高炉仪表工程一、高炉仪表工程概述：一、高炉仪表工程概述：大型高炉过程检测与控制，自动化仪表设备及安装工程（为叙述方便以下简称高炉仪表工程）。是高炉系统工程的一部分，在工艺生产中有工业眼睛之称。随着自动控制水平的不断提高，智能仪表和 PLC 及 DCS 计算机系统在高炉生产中广泛应用，其作用越来越大，地位越来越高。3200m3高炉设计年产生铁225 万吨，计划投资16.8 亿元，其中工程费用是13.98 亿元，生产备用金 2.82 亿元，2023 年 8 月 8 日破土动工，2023 年 12 月 26 号联动试车完毕，工期17 个月18 天。3200m3高炉是仅
2、次于宝钢高炉（4063 m3）的第二等高炉，是国内同等容积高炉中的第三座。它汇聚了中国、俄罗斯、卢森堡、美国、意大利、日本、瑞典及英国等国家的高炉冶金技术、设备和优质材料，集当代高炉先进技术之大成。技术含量高，自动化水平高，经济技术指标高。从高产长寿（2023），节能消耗、环保规定各方面都进入全国高炉的先进行列。1 1、高炉仪表工程构成、高炉仪表工程构成高炉仪表工程按生产系统大体可分为如下部分：（1）外部管网仪表（含热力综合管线、燃气综合管线、富氧系统）（2）供料及上料系统仪表（含槽上供料、矿槽、矿槽除尘、矿槽碎料仓）（3）本体及附属工程仪表（含高炉本体，炉顶、煤气分析）（4）出铁场系统仪表（
3、含液压站管道泵、出铁场除尘）（5）水冲洗仪表（含干渣泵房，炉后役循环水）（6）热风炉系统仪表（含热风炉、双予热系统）（7）煤气清洗系统仪表（含煤气清洗及水解决）（8）中心循环水泵房仪表（9）鼓风机站仪表（10）煤气余压发电TRT 系统仪表（11）喷煤系统仪表2 2、高炉仪表工程量、高炉仪表工程量自动化仪表在高炉过程中，点多、线长、面广。温度、压力、流量、重量、物位、机械量，成份分析等。工艺参数检测控制分布在高炉的所有系统。随时监控高炉的工作状况，给生产操作提供可靠的依据。（1）高炉本体测控点：检测参数285 点，设立为：炉基温度 1 点，炉底温度 82 点，分二层第一层41 点第二层 41 点
4、，均匀分布在直径30m 的炉底底面上。炉缸温度48 点，分四层，每层12 点，均匀分布在炉缸周边。冷却壁100 点，分别均匀分布在 11 段冷却壁上炉喉十字测温29 点，均匀分布在炉喉测温十字冷却架上（为保证炉体温度测温准确可靠，热电耦采用特制双支铠装热电耦），热风温度2 点，一点用于检测，一点用于热风温度自动控制。热风压力1 点，炉身静压检测10 点，分五段均匀分布在炉身周边。静压变送器集中安装在炉台上。炉身压差检测4 点，用于检测高炉上下部位的透气率。氮气、氧气、蒸汽、压缩空气、天然气流量检测5 点。压力检测5 点。（2）高炉仪表工程量：A、仪表设备1225 台套B、PLC 仪表检测控制1
5、484 点，涉及仪表模拟量输入/输出（AI/AO），开关量输入/输出（DI/DO）C、仪表工程预制件5792 套D、仪表电缆导线250316mE、仪表钢管型材101519mF、仪表阀门管件5279 件。见附表 1、2。（3）高炉仪表工程设计高炉仪表工程设计设备和施工图共53 套，基础自动化仪表31 套，PLC 检测控制系统21 套（其中电控 15 套，仪控 6 套）。见附表3、4。（4）高炉仪表工程慨算高炉总投资 16.8 亿元，其中工程费用13.98 亿元，设备安装费用6.78 亿元，其中仪表自动化设备安装费用5497.03 万元。见附表5二、高炉仪表技术特点二、高炉仪表技术特点1 1、基础
6、自动化仪控系统、基础自动化仪控系统（1）热风炉拱顶温度检测：热风炉拱顶温度生产工艺一般为1000 1300。目前重要采用S 分度铂铑-铂热电锅或 B 分度双铂铑热电偶，配置相应的补偿导线进行环境温度补偿后检测拱顶温度，性能稳定可靠，为一般设计常选。国内也有些高炉采用“插入式光电温度传感器及配套仪表”检测拱顶温度。传感器由感温管，一般采用刚玉管（也可采用金属陶瓷管，耐高温合金管），具有很好的耐高温，高压，防爆裂，抗腐蚀功能。感温管定长、管腔密封，内表面热辐射与温度符合热辐射定律：E=T4，其中 斯缔芬.波兹曼常数 5.67*10-8W/m2.K4，黑度系数。由于感应管内径远小于管长，可近似于黑体
7、辐射=1（利于互换性），感温管热辐射光束经光电转换器（由物镜、光栏、光电转换器及有温度补偿特性负载网络组成）产生光电信号。光电温度传感器的输出特性经验公式：Vt=e（12.9-15655/t+273.15）+0.02技术指标为：合用温度为：750-1600 绝对误差：5响应速度：1s实际应用情况表白，反复性，互换性能好，抗干扰能力强于热电耦，使用寿命实验：拱顶使用为S 热电耦 5-7 倍。（2）热风炉空气，煤气流量检测压力补偿空气、煤气流量检测是通过节流装置产生压差，通过开方运算后测得的。而节流装置的计算以一定的工作压力为基础。实际空气压力受鼓风机站输出压力而变化。高炉煤气压力也受高炉生产情况
8、而波动。为克服介质压力对流量检测的影响，将压力信号及流量信号一起送入计算机对流量进行补正运算从而检测煤气、空气的实际流量。（3）热风炉空气煤气比值燃烧控制：热风炉燃烧采用前馈型双交叉限幅串级控制方式，以温度控制器作为主控制器，通过温度检测控制煤气量大小，完毕炉温主回路控制，煤气、空气流量控制器作为串级控制副回路保持空气与煤气随动调节，完毕炉温精确控制。双交叉限幅保证空气与煤气燃烧的一定比例和限量安全配比。前馈控制提供控制系统提前调节信号，保证温度控制的响应速度。在低负荷状态下，由于煤气，空气电动调节阀进入非线性阶段，也许引起系统的振荡波动，危及温度的恒值控制和安全运营。系统采用开度控制。从而保
9、证低负荷状态下，控制阀门的有效开度，使系统既稳定工作，又能维持较好的燃烧配比，使调节阀在小开度范围内稳定运营。（4）热风炉含氧量控制：检测热风炉烟气中含氧量，反馈控制煤气量的大小，实现最佳化。空气煤气比值燃烧，对优化工艺控制，节能降耗具有重要价值。在热风炉排烟管道出口安装氧化锆微氧分析仪，分析检测烟气中不完全燃烧的残余氧量，经转换器转换成统一标准420mA 直流电信号，输入氧气调节器与工艺设定的氧气控制值比较后输送到煤气空气比值燃烧系统，作为煤气控制的辅助信号，参与控制煤气量大小调节空/煤比值，完毕烟气含痒量控制。含氧量控制方式：自动方式（A 方式）：在 PLC 监控 CRT 上由人工给定作为
10、氧气调节回路的设定值，进行含氧量最佳化空/煤比燃烧控制。手动方式（M 方式）：在 CRT 上由人工对氧气调节器的输出值进行手动控制。控制功能：A、微氧分析仪对氧量测量滤波，转换。B、氧气调节器实现超前，滞后比例，积分、微分（PID）控制。C、氧量分析仪校正，清扫，自动切换/保持。保证在氧气分析仪校正，检修或采样测量管道清扫时停止控制运算，保持原有输出值不变。D、含氧量切入/切出：含氧量控制可按生产工艺需要切入/切出控制系统，以保证工艺流程稳定和生产正常进行。2 2、过程控制、过程控制PLCPLC 局域网络系统局域网络系统（1）系统组成：高炉过程控制为电气、仪表一体化PLC 控制系统，并组成局域
11、网络。其中仪表过程控制分为：高炉本体及炉顶子系统（含炉底仪控PLC，冷却壁仪控PLC，高炉冷却水仪控PLC），热风炉子系统，出铁场及除尘子系统，供料上料及除尘子系统。煤气清洗及水解决子系统，水冲洗子系统，中心循环泵房子系统，热力燃气能源介质子系统，喷煤子系统，TRT 余压发电子系统等十个子系统。以上仪控子系统与电控子系统共同构成高炉局域网络控制系统（附图）。（2）系统重要功能：1、实时监控：各仪控子系统，完毕高炉各区域数据采集与监控。对生产过程中产生的温度、压力、流量、料位、料重、液位，成分分析等1500 个模拟量工艺参数连续采样检测。通过传感器、变送器、转换器、PLC 模块实现实时监控。2、
12、自动调节：对高炉各系统的重要工艺参数，例如热风炉拱顶温度，送高炉热风围管温度，炉顶煤气压力，烟气含氧量控制，燃烧空/煤比自动调节，冷却水系统脱气罐液面自动控制。通过参数检测和计算机运算功能，对这些重要的参数实现优化自动调节。3、报警连锁：对危及生产安全和质量的工艺参数设立不同的限位，提供报警和连锁措施。有上限报警、上上限连锁，下限报警、下下限连锁，限位中断，限位切断功能，保证工艺流程的衔接，产品的高质量和人身设备的安全运营。4、数据通讯：通过建立的拟态局域网络通讯系统，将高炉各区域子系统的设备状态和过程信息数据。在主控楼集中控制操作站上位计算机进行显示操作，实现对整个高炉炼铁生产工艺环节的集中
13、控制。各区域子系统也可在本区域集中控制室操作站对本区域工艺参数实现显示监控，构成冗余控制系统。（3）人机接口（HMI）及功能：1、提供画面：按高炉生产工艺流程规定提供概貌图、流程图、分布图、趋势图等画面功能和格式。2、物流信息：生产过程中反映物流信息、矿石、焦碳、碎焦、溶剂等物流状况。3、设备状态：待机启动、阀门停机开度位置状态。4、报警提醒：工艺参数超过正常时提醒操作人员并发出声光报警信号。5、数据显示：工艺温度、压力、流量、物位（含液位）成分分析等参数测量值显示。6、设定修正：根据设计和工艺规定变化，设定和修正生产控制量，报警连锁值及限位值的大小。7、数据输入、储存和调用：系统可将检测信息
14、作为历史数据自动保存，用于设备故障和运营状态分析。8、过程数据解决及趋势图显示9、选择类操作：涉及操作模式选择（手动、半自动、自动）；模型控制开关选择操作。10、控制类操作：直接控制设备运营和停止11、维护性操作：用于系统操作和维护12、作业事件信息；各类生产故障及报警信息显示、记录及打印。（4）系统的模拟运营：高炉生产流程，采用软件访真的方法，一般在不使用物料实物（涉及原料量和介质流量）的情况下，基础自动化可以按照具体的工艺控制规定进行局部区域（例如供料系统，上料系统）的模拟生产运营。模拟运营分区域模拟和全线模拟。该软件功能重要用于系统调试，设备检查和操作技术培训。三、高炉仪表系统调试三、高
15、炉仪表系统调试1 1、单台仪表校验：、单台仪表校验：（1）初次确认：高炉检测和控制仪表出厂检定合格后，通过包装、储存、运送、开箱、现场保管等环节后，不能保证其性能和技术指标保持出厂合格状态，因此在施工安装前应予以初次校验确认。（2）环境条件：单台仪表校验需在室内进行，并保证环境清洁卫生，无振动和强磁干扰，环境温度满足技术规定。校验所用电源稳定，气源洁净干燥、稳定，标准仪器仪表具有计量鉴定合格证书，并在有效的周期内，精度高于被校验的单台仪表。（3）校验方法：单台仪表校验项目、指标、方法必须符合产品技术说明书的规定，并按设计图纸拟定的量程，零点迁移量，报警连锁值、限位值进行校验。校准点一般不少于5
16、 个（零点、25%、50%、75%、100%量程）。（4）禁油防爆：有禁油和脱脂规定的仪表校验时需按规定进行禁油和脱脂解决，校验后注意保管。防止安装前污染。高炉煤气系统仪表（含炉顶、上升下降管、旋风除尘、煤气洗涤塔，捕滴器，TRT 余压发电等部位）。校验安装时按设计规定认真检查防爆选型和解决措施。（5）控制阀门：控制调节阀和执行机构要进行行程实验，仪表膜头，缸体泄露性实验。事故切断线和设计规定有全行程时间的调节线需进行全行程时间实验。（6）其它：现场不具有条件的流量仪表必须验证制造厂产品合格证和检定实验报告。液位计，料位计及开关可在安装完毕后，直接模拟液位、料位信号进行就地校验。称重仪表及其传
17、感器可在安装完毕后，直接均匀加载砝码进行就地校验。测量轴位移、轴振动的机械量仪表可用专用设备校验。校验合格的单台仪表要有合格标志，需加封印和漆封的部位应铅封和漆封。合格待装仪表要及时填写校验合格证和实验记录并向专业监理报验。2 2、仪表回路实验：、仪表回路实验：（1）电源、气源回路：仪表安装完毕后，对仪表电源、气源进行全面检查实验。按设计规定核算确认电源交流、直流、电压、电流等级。空气开关与仪表设备标志相应，供电准确无误。仪表专用 UPS 不间断电源进行自动切换性能实验。切换时间和电压值符合产品技术规定。仪表用气源管路使用前进行专项吹扫，避免主管道气源杂质进入仪表支管和仪表中。影响仪表性能和动
18、作。（2）仪表测量回路：温度、压力、压差等仪表回路实验在测量仪表设备、管路、线路安装完毕。并经检查确认对的无误的情况下进行。回路实验前，单台仪表校验完毕。电源、气源、液压源准确供应并符合技术规定。测量回路输入端输入模拟被测量标准信号，经变送器、转换器到显示仪表或PLC 系统，DCS 系统显示器进行检测回路实验，其示值误差不应超过回路中各环节单台仪表允许误差的平均和的平方根（均方根误差）公式为：=（12+22+n2）1/2-测量回路系统误差1-n-测量回路各环节单台仪表测量误差温度测量回路在热电阻或热电耦的输出端向回路输入标准电阻值或MV 值模拟信号，以实验温度测量回路的示值误差。现场不具有模拟
19、被测量信号的回路，可在回路可以模拟信号的最前端输入信号，进行回路的局部实验（3）控制回路：仪表调节或 PLC 及 DSC 控制器，控制站输入输出信号的实验方向符合设计工艺的规定。调节阀和执行机构的实验动作方向符合工艺调节规律（正反作用）。通过调节器、控制器或操作站向执行机构输出控制作用信号。检查执行机构的全行程（直行程和角行程）和动作方向，相应阀位是否准确。带有阀门定位器的同步实验。调节器、控制器、操作站的阀位反馈信号实验时要与阀位一致。阀门开度、起点、终点（全开全关）信号实验，阀门机械及电气限位实验同时进行。（4）报警连锁回路：有报警联锁信号的仪表设备，各种报警联锁开关、仪表的报警联琐输出部
20、件和接点、限位行程，接近开关按工艺设计规定的设定值进行整定。报警联琐信号端输入设定值模拟信号：相应的灯光、音响和监视器屏幕显示应准确无误，解除和复位实验信号对的可靠。实验整定后对调整器件要锁紧或封记，以免误动作。仪表回路实验应整理实验记录和实验报告。并向专业监理报验。3 3、PLCPLC 和和 DCSDCS 系统的打点调试系统的打点调试随着高炉自动化控制水平的不断发展，可编程序逻辑控制器（PLC）和集散控制系统（DCS）已在高炉生产工艺流程的各个系统中普遍应用。（1）专业技术人员：PLC 和 DCS 控制系统打点调试编程有专业技术人员按工艺设计规定进行，在打点调试之前对所有信号变送器、传感器、
21、转换器、检测器、信号发生器、编码器形成接近开关等，应进行全面检查，保证接线准确、动作可靠。（2）硬件：PLC 和 DCS 控制系统的硬件设备，涉及电源模块、CPU、通讯模块、服务器、互换机、I/O 模块、键盘、打印机、监视器。按设计和系统规定安装接线联网完毕。硬件和软件功能实验对的。仪表和部件动作设定值按工艺规定和设计整定。限位开关、行程接近开关按工艺设备技术规定手动整定可靠。（3）、打点调试：按工艺设计和逻辑控制的程序规定，对系统的模拟量输入输出（AI/AO）和开关点输入/输出（AI/AO）信号。设备的前进后退、上升下降，左右移动，加速减速，启动停止，待机限位等程序信号逐个编码检索，打点调整
22、。（4）、符合设计：程序控制系统的调试要按设计规定环节进行。所有逻辑关联。条件判断，动作时间和输出状态应符合工艺设计的规定。（5）、分项分段：对工艺流程线长点多，程序复杂的控制系统，可分项分段进行局部实验，打点调试可靠运营后再进行全线联动实验。为保证安全可靠联动实验可先进行空负荷实验。在准确无误的情况下再进行负荷实验。（6）、相关专业配合：PLC 和 DSC 系统打点调试时，必须与相关工艺、设备等专业密切配合后，共同确认程序运营和联锁保护条件及功能的对的性，并对实验过程中相关设备和装置的运营状态和安全防护采用必要措施。PLC 和 DSC 系统打点调试完毕后，应整理调试记录和报告向监理报验。四、
23、高炉工艺中的仪表重点检测：四、高炉工艺中的仪表重点检测：1 1、供料及上料仪表：、供料及上料仪表：（1）烧结矿、球固矿、块矿、杂矿、溶剂、焦碳（含碎焦）称量计量。（2）焦碳含水量中水分子仪检测及补偿（扣水分）。（3）矿槽焦槽雷达式料位计检测与报警连锁。（4）矿槽除尘 PLC 控制，风机风量控制。2 2、高炉本体仪表：、高炉本体仪表：（1）炉基、炉底、炉缸、冷却壁、炉喉、炉顶各部位温度检测。（2）炉身静压检测。（3）炉顶红外摄像系统。（4）风口检漏，进出冷却水流量差检测。（5）冷却水系统各部位流量、压力、温度检测，膨胀罐液位检测及补水自动控制。（6）热风围管温度检测及混风调节控制系统。3 3、炉
24、顶仪表：、炉顶仪表：（1）炉顶称量罐入炉炉料称重计量。（2）炉顶、料灌压力差检测。（3）炉顶煤气自动采样、连续分析计算机系统。（4）受料仓料位r 射线检测。（5）料流声波检测。（6）炉顶上、下密封阀温度检测。（7）炉顶水冷系统仪表检测控制。（8）炉顶事故均压仪表检测控制。4 4、出铁场及除尘仪表：、出铁场及除尘仪表：（1）电除尘 PLC 控制。（2）除尘风机风量电动调节控制。（3）液压站温度压力、液位控制。5 5、热风炉仪表：、热风炉仪表：（1）拱顶温度检测及自动控制。（2）光谱火焰监测器。（3）煤气、空气流量检测及比值燃烧控制系统。（4）冷风温度检测。（5）烟气微氧量分析。（6）双预热系统燃
25、烧炉煤气、空气流量检测控制。（7）助燃风机、高温引风机风量电动调节。（8）水冷系统脱气罐液位检测自动补水。（9）烘炉期间专用天然气空气燃烧配比控制系统。6 6、富氧系统仪表：、富氧系统仪表：（1）冷风、氧气流量检测及温度压力补偿。（2）富氧率比值调节控制：计算公式V氧=（60*V冷*K/A-0.21）Nm3/h V氧富氧量V冷富氧后鼓风量 K 富氧率控制在3%A富氧纯度7 7、煤气清洗仪表：、煤气清洗仪表：（1）旋风除尘 r 射线料位检测。（2）收尘罐称量计量。（3）环缝洗涤塔及脱水器液位检测。（4）环缝洗涤塔，炉顶均压环缝电-液控制系统。8 8、水冲渣、水冲渣 INBAINBA 系统仪表：系
26、统仪表：（1）冷凝塔、粒化箱供回水流量、压力检测。（2）冷却塔电机温度、振动、速度检测控制。（3）冷凝塔事故水箱缓冲罐、粒仪箱，冷却塔冷水池液位检测。9 9、中心循环水泵房仪表：、中心循环水泵房仪表：（1）冷却塔电机温度、振动、速度检测控制。（2）45m 安全水塔液面检测。（3）水泵房压力流量检测。1010、空气站仪表：、空气站仪表：（1）水、油冷却系统的温度压力、流量、液位检测及报警连锁。（2）轴位移和轴振动的检测控制。（3）液压站温度、压力、液位检测控制。1111、TRTTRT 余压发电系统仪表：余压发电系统仪表：（1）电机进、出口压力、流量、温度检测。（2）电机轴位移、轴振动检测控制。（
27、3）仪表煤气防爆措施。1212、喷煤系统仪表：、喷煤系统仪表：重点是：（1）煤粉喷吹罐称量。（2）压力、温度、流量配套仪表检测。（3）PLC 控制。（4）煤粉中的氧气分析是保证安全的重要检测手段。五、高炉仪表选型：五、高炉仪表选型：高炉基础自动化仪表选型以国内为主，重点关键设备国外引进。技术选型原则：考虑先进性、高精度、高可靠性和维护量小的智能型仪表。制造厂商规定技术成熟，质量稳定，业绩优良，以保证高炉生产工艺参数检测和控制的稳定可靠。部分工艺规定高，检测难度大的检测元件和仪表国外引进。1 1、国内配套的重要仪表有：、国内配套的重要仪表有：（1）高炉本体温度检测：炉基、炉底、炉缸、冷却壁温度；
28、炉喉十字测温，热风炉顶、冷却水温度传感器选国内生产的热电耦、热电阻。根据测量范围，测量环境条件不同选用B 分度，S 分度，K 分度或 PT100 电阻杆，并配备不同的补偿导线，实现环境温度补偿。（2）压力、压差变送器选用国内生产引进日本横河公司技术的EJA 系列智能型并配手持终端变送器，此产品性能稳定、精度高，维护量小，国内市场占有率高，有良好的信誉。高炉生产中广泛使用在冷风流量压力热风炉双预热燃烧炉、空气、煤气流量压力，烟道引风流量压力，能源介质氧气，压缩空气，氮气，蒸汽、天然气，高炉煤气流量压力检测中。也可选用相同功能的罗斯蒙特公司产品。（3）高炉大型管道，涉及鼓风机站，冷风、热风炉助燃风
29、，高炉煤气总管，热风炉煤气支管，电捕焦煤气进出管。流量检测传感器采用引进美国技术国内生产的V 型锥流量计。其测量原理符合封闭管道能量转换伯努利定律：Q=KY(P/)1/2Q-流量K常数，无量纲，不同流量计算Y气体膨胀系数，无量纲，非压缩应用时Y=1P=P1-P2=流体密度K=n-/4(2g)1/222/(1-4)1/2Cf其中=（1-d2/D2）1/2K=仪表常数，无量纲，g=重力加速度 D=管内径d=锥体外径=直径比，无量纲Cf=流出系数（4）高炉本体热风炉冷却水系统，风口大套，中套，小套冷却水流量和流量差检测系统，中心循环水泵房，煤气清洗水解决，旋风除尘洗涤塔供水。干渣解决INBA 系统冷
30、却塔，粒化箱，供回水，炉后段供水采用电磁流量计或超声波流量计。根据不同的工艺规定，操作需要分为流量传感器和变送器分体式和一体化两种形式。（5）净环、浊环供排水，水井、冷水池、水箱、高位事故水塔液面检测选用国内生产超声波液位计，性能稳定，安装维护方便。高炉本体，热风炉水冷系统脱气罐液位检测采用EJA 法兰式液位计，其测量用毛细管充油传递压力。（6）供上料矿槽，焦槽贮料仓、料斗，旋风除尘灰斗、炉顶称量罐料位等物位计量采用国内优质的雷达式或音叉式料位计。（7）炉顶红外摄像计算机系统由国内研制、已在多处高炉使用成功，技术比较成熟，对高炉料线变化和炉料入炉状况监控起到良好作用。（8）炉顶煤气分析：采用武
31、钢计控厂研制的煤气分析系统，对高炉煤气实行连续采样，连续分析，为高炉工艺操作提供参考依据。（9）热风炉助燃空气，煤气调节阀，切断阀，双预热空气、煤气调节阀切断阀，高压引风机调节阀，出铁厂除尘，矿槽除尘风机调节阀选用无锡工装KOSO 或美国 Bray 产品，对空气、煤气、烟气提供手动、半自动、和自动控制。（10）高炉本体热风混风调节阀；选用电动执行机构，自动调节冷风注入热风管流量的大小，用以控制进入高炉热风的温度。（11）冷却水系统大部分供回水的水量控制选用气动活塞式调节阀，实现手动和远程控制。高炉本体和热风炉脱气罐液面控制补水选用电磁调节阀，实现液面自动调节。（12）炉顶二次均压，氮气量控制选
32、用气动薄膜调节阀，实现压力系统自动调节。（13）热风炉燃烧控制采用带高温探头的火焰监测器，火焰光波信号通过变送器解决转换成电流信号送计算机对火焰燃烧状况实现实时监控。2 2、高炉进口的重要仪表有：、高炉进口的重要仪表有：（1）出铁场 TMT 公司引进的开口机、泥炮液压系统配套仪表设备，油箱、油温检测控制仪表，油箱液位检测控制仪表，过滤器差压检测仪表，油泵系统报警连锁控制，进口、出口、溢流压力检测控制仪表，现场操作控制仪表柜。（2）炉顶称重罐卢森堡PW 公司引进自动称重计量控制系统及仪表控制柜，r 射线料位计、料位开关，声波料流检测控制。上下密封阀温度测量控制，齿轮箱温度测量传感器。（3）煤气清
33、洗系统：旋风除尘r 射线料位计，料位开关，灰斗电动调节控制阀，灰斗称重计量，灰斗罐法兰式压力变送器。洗涤塔、脱水器液面检测控制仪表。（4）环缝洗涤塔、炉顶煤气均压环逢电仪控制系统。检测环缝洗涤塔塔顶和高炉煤气下降管压力并通过电子选择器，控制环缝间隙，达成炉顶煤气均压目的。（5）供料焦斗中子水份检测仪，用来扣除高炉进焦水分量控制进炉实际焦碳量。（6）热风炉冷风湿度检测系统。测量鼓风机站送高炉冷风湿度，用来控制鼓风机站送冷风质量。（7）热风炉烟气选用SERVMAX 公司带水冷保护的装置的氧化锆微氧分析仪。检测烟气中氧含量。用来检测控制热风炉燃烧充足限度。（8）热风炉燃烧室温度检测采用美国LAND
34、公司 SESTEM4 M 系列辐射高温计，高温计整体成套供货、信号解决器采用图形解决器，也可使用等同规格功能、检测控制精度的其他公司产品。重要技术参数：测量范围：3001400 传感器精度：0.4%，K 测量温度（6001600）解决器精度：0.2%，K 测量温度响应时间：传感器 5ms（95%）解决器 10ms输出电流：420mA供货商：英国LAND 或美国 IRCON（9）炉顶称重罐，矿焦料斗，旋风除尘器灰斗等称重系统传感器采用德国菲力浦公司的名牌传感器。以炉顶称量罐为例，技术规定如下：测量范围：0150t、精度：0.1%满量程、分辨率：10Kg、输出：420mA 及以太网（TCP/IP）
35、（10）高炉 PLC 仪表控制采用SIEMNS 公司 S7400 控制系统，也可选美国引进的施耐德名牌产品。电控仪控一体化，并对高炉各系统联网监控。该系统具有标准化限度高，可靠性，操作性好，可维护性和扩展性好，小型化等特点。控制程序采用模块化结构，功能明了，阅读调试和维修方便。操作站与中央控制器间的通讯总线采用工业以太网，传送速度10/100M bit/s，中央控制器与 ET200M 机架间通讯采用PRIFIBUS DP 通讯网，因此系统具有很高的可靠性。操作站主控机采用 Pentinm4 解决器，21彩色显示器，打印机采用彩色喷墨图形打印机，通过CRT 画面可进行参数设定，操作，生产过程流程
36、图显示，设立状态显示，趋势显示，测量值显示，故障监测和报警，报表打印。工程师工作站配置笔记本电脑作为编程工具。对系统软件程序按生产工艺规定进行也许的修改，完善和扩展。工程师工作站采用Pentium4 解决器，可直接与PLC 系统解决器连接，方便实用。高炉 PLC 控制系统设一套不间断UPS 电源装置（梅兰日兰公司产品），在特别停止供电状态下，提供 30 分中电源供应，保证整个控制系统的数据储存和相关解决，以免丢失各种参考数据和扩大对系统设备的伤害。第二节第二节大型高炉仪表工程专业监理大型高炉仪表工程专业监理一、高炉仪表工程施工方案的重要内容：一、高炉仪表工程施工方案的重要内容：1、编制依据及技
37、术标准：设计资料施工图纸，施工验收规范，质量评估标准，质量管理体系文献，施工协议。2、仪表工程概况：高炉工程简介（业主、工程、设计单位、规模），仪表系统概况。质量安全目的，仪表系统构成。仪表工程量大小（设备材料构配件记录）。3、施工准备：图纸资料熟悉、设备材料构配件计划，施工人员安排（管理人员、安装调试人员），工期进度，施工预算计划编制，施工机具，标准仪器仪表准备。4、施工方法：施工顺序环节，取源部件安装，仪表盘、箱、柜及设备安装，电缆（线）桥架及保护管安装，测量管道敷设及试压，仪表配线校线，仪表校验，检测控制回路实验，PLC 及 DCS系统打点调试，配合工艺联动和热负荷调试。5、质量保证措施
38、：质量方针目的，质量管理组织体系，质量控制点关键点，重点工序的质量措施，质量管理制度；质量自检专检，质量奖惩，质量记录，质量预控，施工技术措施方案。6、安全文明施工：安全管理制度，安全教育，安全责任制，安全警示牌，安全检查，隐患整改，安全措施，安全防范和应急解决，安全技术保障，现场质量管理，施工场地通道，施工日清日结，保持场地整洁，施工治安保卫，施工消防措施。二、高炉仪表工程容易发生习惯性质量问题的环节：二、高炉仪表工程容易发生习惯性质量问题的环节：1 1、仪表取源部件安装：、仪表取源部件安装：（1）在设备、管道上安装温度、压力、流量、物位、分析取源和采样部件的开孔，要密切跟踪相关专业进度，在
39、其防腐、衬里和压力实验前前进，并随同设备，管道同时试压。（2）水平管道上压力取源部件的方位与流体介质有关。检测气体压力时，取压在管道上半部分，避免气体中冷凝水进入测量管道。检测液体压力时，取压在管道水平中心线下半部0-45的夹角范围内，避免气体中杂质进入测量管道，检测蒸汽压力时，取压在管道水平中心线上下45的夹角范围内。（3）高炉煤气中粉尘，固体颗粒，沉淀物较多，压力取压及收集容器应倾斜向上安装。避免堵塞测量管道。（4）取源部件安装时，应熟悉工艺介质流向。检测温度的取源部件在管道拐弯处或呈倾斜角度安装时，注意迎着物流方向。温度、压力取源部件在同一管道时，取压在温度检测上游侧。流量孔板，喷嘴，文
40、丘利管。电磁流量计，涡街流量计，阿留巴流量计，V 型锥流量计等流量检测仪表的传感器安装方向应与流体方向一致。（5）安装物位取源部件（例如料位计、料位开关）要选择物位变化灵敏，且不使检测元件受到物料冲击的地方。浮球式液位计的法兰连接管应保证浮球在全量程内自由活动。检测液位的双层平衡容器，安装前要检查内层管道的严密性，以免测量失准。（6）分析采样部件应选择压力稳定，反映成分变化灵敏，工艺上具有代表性样品的位置，避免层流，涡流、空气渗入死角，容易堵塞的地方。2 2、仪表设备安装：、仪表设备安装：仪表安装前要熟悉安装使用说明书。（1）就地仪表安装：选择能灵敏反映工艺参数变化，便于观测，操作维护，检修方
41、便的位置，避免振动、潮湿、易受机械损伤，强磁干扰，高温和有腐蚀性气体的位置。（2）水银温度计，双金属温度计，压力式温度计，热电耦等接触式感温元件。安装在能准确反映被测对象温度的地方。压力式温度计的温包应所有侵入被测介质中，毛细管敷设防止机械损伤。途径温度剧烈变化的地方，要有隔热措施。（3）流量仪表节流装置安装前必须核算设计计算资料，实测加工尺寸，避免错装，混装。差压变送器和其他差压式仪表的正负压室与测量管道正负必须相应。隔离器，冷凝器、沉降器、气体收集器要根据测量介质不同和仪表相对位置的不同按设计规定安装。流量计前后直管段按设计、规范和产品技术规定文献保证。（4）称重仪表传感器在沉重罐，台架。
42、料斗、灰斗设备安装完毕后进行。传感器底面四角水平。保证每个传感器均匀受力，称重设备与外部连接应为软连接。无机械应力作用。有冲击性负荷时要采用缓冲措施。限位器安装符合产品技术说明规定。（5）其它物位（含液位），位移、振动、速度、成分、温度、煤气报警，火焰探测器，辐射式仪表等均按设计和产品技术规定安装。3 3、仪表管线路：、仪表管线路：（1）压力、流量测量管路按最短途径敷设，以保证测量参数的准确。测量管路水平敷设有一定坡度规定。倾斜方向便于气体测量排除冷凝液，液体测量排除气体。现场不能满足规定期，管路最低处和最高处采用排液和排气措施。测量流量的正压管和负压管要并列敷设，保证环境温度一致。与变送器连
43、接的管道用紫铜管连接。测量管道与高温设备、管道连接时要采用热膨胀补偿措施。安装敷设完毕后要进行强度和严密性实验。（2）线管内部保证清洁，无毛刺。管口光滑无锐边。敷设前内外壁均应做防腐解决。现场弯制时按规范操作。保护管与检测元件和仪表之间应用软管连接卡紧，并采用防水密封措施。仪表信号线路、供电线路、安全联锁线路、补偿导线、本质安全型仪表线路分别采用各自保护管。（3）仪表电缆、导线敷设要避免机械损伤，潮湿、腐蚀环境和强磁场。尽也许远离高温区。不可避免时要采用隔热措施。仪表电缆和电力电缆最佳分开敷设。必须交叉时宜成直角。必须共用桥架敷设时，仪表信号线路和交流电源线路尽也许分离，分层，用金属隔板隔离，
44、以避免强磁场和强静电场干扰。三、高炉仪表工程质量控制点及旁站重点：在自动化仪表安装过程中，专业监理通过平常巡检，抽检和平行检查。按照“一般问题巡检纠正，重点部位跟踪旁站”的原则进行质量控制。大型高炉仪表安装的重点是：1、仪表材料、设备、构配件进场的开箱验收，检查把关。2、主控楼集中控制室及各系统控制室仪表盘、箱、柜、操作台（含底座）安装。3、仪表、PLC、DCS 系统专用接地装置制作、埋设、回填和测试。4、标准测量仪表，仪器、校验装置实物检查及周期检定证书。5、电缆桥架、线管安装及电源控制、信号电缆按规范敷设。6、高炉炉基、炉底、炉缸、冷却壁、炉喉温度检测热电偶安装。7、炉身静压取压装置及变送
45、器柜安装。取压管路氮气反冲装置安装。8、温度、压力、流量、物位、分析、称量仪表取源部件的安装和预埋。9、与工艺设备、土建、砌炉、管道、电气相关联的仪表检测设备安装。10、能源介质、冷却水系统检测控制仪表及传感器安装11、仪表测量管道敷设，专用仪表阀门安装，系统检漏试压12、仪表设备校准实验，测量回路系统实验，报警联锁切断实验13、仪表专用电源、气源、水源、油源检查实验。14、防雷、防火、防爆特种检测仪表的安装。15、配合工艺设备单机调试、联动调试和热负荷调试。四、高炉仪表工程监理与相关专业的配合：四、高炉仪表工程监理与相关专业的配合：1 1、管道专业：、管道专业：（1）吊装仪表设备过程中的保护
46、。V 型锥流量计、电磁流量计、弯管流量计、超声波流量计，文丘利管，标准喷嘴，孔板等的保护。管道工不太熟悉仪表的特殊规定和容易损伤的检测元件（例如孔板的内孔锐边加工精度很高，但容易在吊装中损伤，从而影响测量精度）。（2）按设计和规范规定保证检测仪表的直管段。流量检测的安装，对仪表前后的直管段（涉及阀门、弯头、缩管和所有引起介质流体发生变形的截流装置）都有严格规定，在施工安装过程中必须保证。确因位置难以保证的直管段，也要尽也许争取最长直管段，并按仪表技术规定做好前后直管段的比例分派。在仪表专业监理过程中，时有直管段能满足仪表规定而管道设计未能满足的情况，要及时与业主及设计单位联系。争取设计变更。以
47、保证测量参数的准确度。（3）保证流量检测仪表过程的安装方向。保证流体介质在生产过程中方向与检测设备流向一致，避免测量误差或检测不到流量信号。（4）注意仪表电动或气动调节阀门与执行机构之间的相对位置即要准确无误，也要方便维护和检修。2 2、砌炉和土建专业：、砌炉和土建专业：（1）砌炉施工过程中保证检测元件不被损坏。大型高炉炉基、炉底温度检测点比较多，一般使用铠装热电偶，在施工过程中容易损坏，必须小心。仪表工要按设计在碳砖上划线，砌炉工要按画线开槽埋设。开槽要保证深度和宽度，以保证电偶埋进碳砖，埋设后要用碳块或木锲夹紧。以免松动，埋设完毕后，仪表工要逐个检查电耦，是否有断偶、损伤或凸出碳砖表面现象
48、。炉基炉底电耦是一次性埋设，生产过程中没有检修更换的也许。仪表监理要全程跟踪，旁站检查，保证万无一失。（2）砌炉施工保证温度、压力检测预留孔的畅通。在高炉本体、炉缸、炉身、热风管道、热风炉、拱顶等部位有大量的温度、压力仪表检测孔，分析仪表取样孔。根据工艺规定布置分散，点多面广，位置不明显。并且施工进度，时间跨度大。这就需要砌炉和仪表专业密切配合，跟踪进度，同步施工。避免预留孔漏掉或施工过程中误封堵的情况。（3）土建预留仪表管线孔洞，预留线管的配合施工，在土建施工的同时，检查跟踪，避免土建施工竣工后重新开孔，破坏混凝土重新埋设线管的情况。隐蔽埋设仪表接地装置时，最佳在土建开挖基础时同时施工，完毕
49、埋设、焊接、防腐，刷漆后回填并检测接地电阻。地下管道安装仪表或传感器时注意检查土建图纸是否留有井口和人孔，以免漏掉。3 3、机械专业：、机械专业：（1）矿、焦槽料斗称传感器安装前要检查台面称架水平。（2）仪表调节阀安装时，要注意执行机构和阀门相对位置，保证同步运动，避免死角。（3）大型管道流量检测的V 型锥流量计、弯管流量计、测量孔板、标准喷嘴、文丘利管在开箱后现场临时保管过程中容易被泥土、杂物污染内壁。甚至堵塞传感器导出正负压力测量孔，要督促安装之前彻底清洗传感器内壁，以保证流量检测准确性。4 4、电气专业：、电气专业：（1）仪表盘柜尽也许与动力电气柜分开安装，以免强电对弱电信号干扰，仪表信
50、号线要与电气动力线分开分层敷设。（2）仪表、PLC 系统、DCS 系统接地设立专用接地极，不要与电气强电共用接地极，以保证仪表检测控制信号稳定可靠。（3）光缆具有良好的抗干扰性能，在PLC 系统联网数据通讯中尽也许采用。五、高炉仪表工程中资料收集编制：五、高炉仪表工程中资料收集编制：按照监理规范和自动化仪表工程施工及验收规范（GB50093-2023）及自动化仪表安装工程质量检查评估标准（GBJ131-90），结合高炉仪表施工的具体情况和特点归纳仪表工程资料有：1 1、仪表专业监理编制、收集的资料：、仪表专业监理编制、收集的资料：（1）仪表工程监理细则（2）仪表工程旁站监理方案（3）仪表工程施