特钢电炉升级改造项目

1、特钢电炉升级改造项目大棒加热炉自动化系统升级改造技术规格书本钢板材股份有限公司特殊钢厂2021年1月4日目 录1、概述2、设备技术规格书3. 卖方责任范围4、供货范围及设备分交5、技术资料的交付内容及时间6、功能指标、保证值和考核方法7、包装与运输和开箱检验8、双方的人员派遣、培训、售后服务9、项目进度表1、概述1.1项目概况本钢板材股份特殊钢厂大棒产线共有两座步进梁蓄热式加热炉，设计建造由北京神雾公司负责，20062007年陆续建成投产。加热炉采用高焦混合煤气，空气单蓄热燃烧。目前两座加热炉服役已经超过十年，计算机控制系统仅有L1系统（基础自动化系统），L2系统(过程控制系统)一直未能投用，

2、无法实现坯料炉内跟踪和自动燃烧控制。随着特钢轧机改造后，对产品质量的要求进一步提高，原有的加热炉控制系统严重地影响到加热质量，同时钢坯出炉温度波动大，也给生产过程带来了许多问题，不利于节能降耗和成本控制。因此，需要对加热炉的自动化系统进行升级改造，用以提高自动化水平，优化和管理加热工艺，保证钢坯加热质量和控制精度，实现自动化烧钢，降低生产能耗和成本，同时满足公司品种开发和产量规模的需要。本工程将满足下列内容：卖方将对本工程工艺技术、设备供货、安装（含电缆敷设）、调试总负责，保证工程达到买方所要求的先进性、正确性和完整性，满足工艺及生产需要，符合国家相关标准，对工程实施全过程负责。卖方将负责实现

3、该加热炉自动化升级改造的各项性能指标、保证值。在工程的各个设计阶段，卖方需要遵守买方确定的工程总进度时间，按时提交有关设计、设备和技术资料，配合进行现场施工和验收。买方有权对卖方所作的设计进行审查和提出修改、补充意见，卖方应积极合作，并满足买方的意见和要求。买方的审查并不能解除卖方对设计应承担的责任。本项目不接受偏离项，不接受包括工艺方案、设备配置及数量、分包商清单、保证值的任何偏离。1.2 加热炉自动化系统现况及问题1.2.1 加热炉电气、仪表及自动化系统基本配置 仪表系统：每座加热炉分三个燃烧控制段，即一加热段、二加热段、均热段和一个不供热段，即预热段。1)每座加热炉检测点位号用途数量TC

4、RTDAIAODIDO1上炉温（预热段炉顶1支，其它段各2支）772下炉温左883下炉温右884煤气流量335空气流量336空气总管压力117煤气总管压力 118炉膛压力229净环水总管压力1110压缩空气压力（没有压缩空气，氮气驱动，有氮气压力）1111鼓风机运行2412引风机运行1413煤气总管快切阀到位信号12114水封槽液位检测2215净环水总管流量1116水冷水温（现在净环水的温度点很多都取消了，只有流量开关）17水梁流量检测101018煤气流量调节33319空气流量调节33320煤气烟气流量调节33321空气烟气流量调节（就一个总管烟气调节）22切断阀动作信号404023切断阀到位

5、信号808024蓄热烧嘴温度检测（没有煤气烧嘴温度检测，只有每个三通阀处有一个热电阻）404025引风机入口温度检测（没有引风机入口温度，只有每段烟气调节阀处有一个热电阻）3326固定式CO报警1527三通换向阀动作信号808028三通换向阀到位信号16016029水梁压力检测10102) 基础自动化系统：序号名称规格型号生产厂家数量单位上位机系统：1L1监控操作员站6台2工程师站13显示器17”液晶显示器6台4UPS电源10Kva/30min1台5操作系统WIN XP PrfoMS6套6监控软件WINCC V6.0SIEMENS6套7系统软件STEP7 V5.5SIEMENS2套8操作台3套

6、PLC控制站：9燃烧控制柜内置仪表PLC系统4面10电气控制柜内置电气PLC系统2面1.2.2仪表部分加热炉配置的有一套热值仪。加热炉使用的煤气为高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气，由于高炉煤气和焦炉煤气的配比变动比较频繁，从而造成加热炉区域煤气热值不稳定。同时热值仪也可能存在数据测量不准确的情况，因此车间对高炉煤气和焦炉煤气在不同配比情况下给定了一个理论热值数据，操作员目前根据此理论热值数据实施加热炉的燃烧控制。加热炉内部分空煤气调节阀无法实施线性调节，出现了阀门关不死、开到10%没反应、开到50%即到最大流量、陡增陡降等情况。1.2.3 电气部分加热炉上料采用台架上料，坯料分为矩型坯和中方坯等多

7、个规格，矩型坯一般双排装炉，中方坯一般单排入炉。台架和上料辊道上无坯料规格检测仪表，本方案建议增设一套激光测长仪，在线测量坯料长度和定位坯料。要求能够区分出人工堆放的换炉标记物和轧制计划序列。钢坯入炉定位功能有缺陷，造成不能一次性定位准确，需要人工修正。此功能是由于原一级PLC程序加密问题，未能优化，出现后需要重启PLC才能解决。1.2.4 燃烧控制情况目前加热炉的燃烧控制采用人工控制，参考热电偶温度，通过调节阀门控制空煤气流量从而实现炉温的控制，未能真正实现炉温一级闭环控制功能。1.3 设计条件1.3.1 加热钢种汽车用钢、石油用钢、球磨钢、优质碳合结钢、碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢、弹簧

8、钢、不锈钢、工模具钢、出口钢材等钢种。1.3.2 坯料规格炼钢改造完成前：350mm × 470mm × 36004100mm235mm × 265mm × 8000mm标准板坯规格：350 mm × 4700 mm × 4100mm炼钢改造完成后增加如下规格:390mm × 480mm × 36004100mm420mm × 510mm × 36004100mm坯料尺寸及外形允许偏差应满足国家标准YB/T2011-20041.3.3 方坯装出炉方式辊道端进端出，双排布料。1.3.4 装炉温度冷

9、装或热装温度6501.3.5 出炉温度出炉温度：12501.3.6 年有效工作时间约6500h1.3.7 加热炉最大产量120t/h.炉(冷装、碳结钢、双排、 参考钢坯: 350 mm × 470 mm × 4100mm)140t/h.炉(热装、碳结钢、双排、 参考钢坯: 350 mm × 470 mm × 4100mm)1.3.8 能源介质燃料种类：混合煤气煤气热值：1800×4.18 kJ/m3（热值波动范围±10%）煤气接点压力：8-12kPa含尘量：10mg/m3含焦油量：20mg/m3S元素含量100 mg/Nm32、设备技

10、术规格书2.1 项目范围自动化系统升级改造范围从大棒原料跨坯料管理开始到1号加热炉最后一根出钢辊道辊道为止（含2台加热炉本体）的自动化系统升级改造。包含整体设计、设备供货、安装、电缆敷设、调试、与轧机二级和MES系统通讯及接口等。（1）升级加热炉一级电气顺控程序，包括自动上料、自动定位、自动装出钢、坯料切换、HMI操作画面（包含汽化冷却）等功能；（2）升级加热炉一级燃烧控制程序，包括空燃气流量控制、空燃比优化、炉膛气氛控制、排烟温度控制、炉压控制、炉温闭环以及其它必要控制程序，实现自动化烧钢；（3）新增一套完整的加热炉L2 过程控制计算机系统，原料跨坯料管理、包括生产计划管理、物料跟踪、加热数

11、学模型、炉温优化设定模型等；（4）对现有WINCC和STEP7程序进行版本升级；（5）具备与轧机二级通讯及接口、MES 生产信息接收和管理接口，原料跨坯料管理；（6）新增配套设备：主要包括排烟风机总管压力检测差压变送器、坯料测长激光检测仪、激光定位测距装置、批号高清摄像机、漫反射金属检测器、辊道编码器等；（7）进行4 次“黑匣子”实验，每炉2 次，测试钢坯升温过程曲线； （8）对利旧工艺设备、机械设备、电气设备及仪表进行调研并给出意见，确保满足加热炉自动化升级改造条件。 （9）设备安装、调试，整体施工方案设计出图及现场实施。2.2系统构成建议网络拓扑图如下：在加热炉出炉操作室设置2台服务器，加

12、热炉L2系统以服务器作为系统的主机。系统平台采用主流的Windows操作系统和通用的大型商业数据库，在确保本系统技术先进的同时，使今后软件开发、移植、系统升级、硬件扩展等均很方便。在装炉操作室设置2台操作终端，用于钢坯核对、钢坯装炉操作和生产监控。在出炉操作室设置5台操作终端，用于钢坯出炉操作、燃烧模型和生产监控。在加热炉电气室设置一套远程维护设备，以便开发人员不在现场，也可以及时地对系统进行二次开发或修改维护。所有软、硬件系统供货时均按照当时的主流配置进行采购，如果因软、硬件停产无法采购，可换成性能相当的配置采购。3. 卖方责任范围3.1卖方对大棒加热炉自动化升级改造项目系统设计、供货、调试

13、、技术培训、技术服务，并对所供系统的完整性、合理性、可靠性和先进性负责。3.2卖方负责系统的成套设备（软件、硬件）供货。3.3 卖方对供货设备的质量、交货期负责。交货同时提供产品出厂检验合格证明书、使用说明书及随机附件等。3.4 卖方所提供的设备设计必须满足现有的工艺操作。3.5 卖方负责大棒加热炉自动化升级改造项目相关的设计，软件开发，项目调试以及相关培训工作。3.6 卖方负责大棒加热炉自动化升级改造项目的整体施工4.供货范围及设备分交本项目为总承包项目，卖方负责设备的设计、采购、施工、安装调试；施工部分可以分包，分包施工单位必须具有以下资质要求：冶金工程施工总承包三级及以上或建筑机电安装工

14、程专业承包三级及以上。买方保证现有加热炉的所有工艺设备、机械设备、电气设备及仪表，可靠性、完整性及良好的使用性。设备分交表序号设备名称规格型号及技术性能数量单位供货范围及分界面备注设计供货安装调试B-买方 S-卖方S/B为卖方为主买方配合1服务器CPU_INTEL_GOLD-5218_XEON_2.3GHZ_12C* 2 | 32G RDIMM DDR4 内存 * 4 | 1.2T 热插拔SAS硬盘(1万转) * 4 | RAID1,0 | 光纤通道HBA卡,FC 16Gb,双端口,LC接口 | 千兆网卡（RJ45接口）*4 双电源 操作系统:windows server 2016标准版2台S

15、SSS参照品牌：联想、HP、DELL2操作终端及工程师站CPU:i5 10代或以上内存:16GB DDR4硬盘：1TB显示器:24"液晶键鼠:标准鼠标键盘网卡：1000Mbps以太网卡带Windows 10 64位专业版操作系统7台SSSS参照品牌：联想、HP、DELL3KVM4口1台SSSS4打印机A4激光打印机1台SSSS5服务器机柜图腾 600*800*22001套SSSS6硬盘柜 4块1TB SAS 15K热插拔硬盘（磁盘阵列采用raid5+1块热备盘模式）1套SSSS参照品牌：联想、HP、DELL7批号识别摄像机高清工业相机 1200万像素1英寸8mm手动光圈FA工业镜头4

16、台SSSS8坯料激光测长装置20米等级，精度+/-1mm，分辨率0.1mm，防护等级IP66,FT1507系列 DELTA2台SSSS9激光定位测距装置20米等级，精度+/-1mm，分辨率0.1mm，防护等级IP66,FT1507系列 DELTA4台SSSS10便携式编程器Cpu:i7内存：16 GB DDR4硬盘：固态硬盘1TB独立显卡屏幕:15.6寸带Windows 10 64位专业版操作系统2台SSSS参照品牌：联想、HP、DELL11排烟风机前总管压力检测差压变送器DC24V  4-20mA  量程-8080pa2台SSSB/S12远程维护设备无线网络设备1套SSS

17、S13远程维护软件向日葵（或满足系统要求性能相当的软件）1套SSSS14数据库软件Oracle 11g1套SSSS15开发软件Miscrosoft Vistuo C+ 2017（或满足系统要求性能相当的软件）1套SSSS16PLC软件STEP7 V5.62套SSSS17L2模型和软件1套SSSS18L1系统画面软件WINCC 7.4（开发版2套，运行版5套）7套SSSS19“黑匣子”实验4次SSSS20漫反射金属检测器检分辨率不低于300mm，目标温度最高可达1250度，防护等级IP66，VFT1系列4套SSSS21辊道编码器适配YGP160L-6， 7.5KW电机辊道编码器4套SSSS22光

18、纤、网线及其附属设备按需米SSSS注：为保证项目完整性，如果遗漏由卖方负责。5、技术资料的交付内容及时间5.1卖方向买方提交的设计技术资料5.1.1概 述卖方向买方提供的“设计技术资料”包括基本设计资料、详细设计资料（包括图纸）、调试及运转要领书（电子文档）、操作要领书（电子文档）、典型钢种的加热制度及加热曲线等，上述技术资料和图纸应符合国家、行业及本规格书规定的内容及深度要求，并满足买方今后维护检修、备品备件订货的要求。卖方提供的资料（包括设计图纸、计算数据文件、说明书、使用手册、培训资料、开发的应用软件等）应使用国际单位制，语言为中文。卖方应保证所提供的文件和图纸资料能完全满足安装、投运、

19、正常运行和维护的要求并及时反映出目前工程设计进度，所有资料均装订，并标明修改的版本号和日期。卖方对所提交的设计技术资料的完整性和正确性负责。提交给买方的编程开发软件均为带授权的正版软件，并指定最终用户为本钢板材股份有限公司特殊钢厂。卖方提供所有程序控制软件的源程序（卖方专利及专有技术除外）。5.1.2基本设计阶段卖方提供的技术资料及交付进度卖方在基本设计阶段向买方提供的 “设计技术资料”包括以下内容：l 仪表、电气设备技术规格、组成及相应系统图等；l 初步的设备材料清单；l 仪表、电气与计算机系统电文接口。5.1.3详细设计阶段卖方提供的技术资料及交付进度卖方在详细设计阶段向买方提供的 “设计

20、技术资料”包括以下内容：l 承包范围内的全套施工图资料l 试运转要领书l 计算机系统详细设计功能规格书5.1.4交工验收阶段卖方提交的技术资料内容及交付进度l 系统硬件结构图、设备清单l 相关维护资料l 系统测试报告l 仪表设备的证书资料l 自动化系统操作说明书5.1.5资料交付数量及语言5.1.5.1 一般要求卖方提供的图纸单位采用公制，图幅采用（A0）、A1、（A2）、A3、A4。5.1.5.2 文字采用汉语。5.1.5.3 审批用资料：l 基本设计纸质数据1式2份l 特种设备出厂资料，包括设备出厂证书、出厂验收记录和报告等需按程序经由当地政府审批,蒸汽过热器和压力容器的性能表和装箱单，提

21、供原件1份,2份复印件。5.2资料交付数量和进度5.2.1资料交付的数量表5-1 资料交付的数量序号技术资料名称份 数纸质资料电子版1卖方向买方提供的技术资料1.1基本设计资料611.2详细设计资料611.3竣工图纸611.4竣工资料612买方向卖方提供的技术资料2.1设计资料215.2.2资料交付进度双方资料交付进度应满足工程总进度的要求。5.2.3其他在所有资料交付时，应随资料一起提交资料清单1份。6、功能指标、保证值和考核方法买方应配备熟练的安装、维修、生产操作人员，并提供必要的原材料及有关的动力、介质等。在此期间，卖方应提供必要的技术支持。按照本技术规格书及设计变更记录（双方签字），由

22、双方技术人员共同形成软件功能验收列表清单。在系统上线运行，卖方认为达到功能需求后，由双方技术人员对照软件功能验收列表清单，通过实际软件功能界面及后台运行进程等逐项进行运行、验收。“功能考核”所采用的产品数据由加热炉温度优化控制计算机系统的质量报表给出。考核完成，签署“考核验收确认书”。28大棒加热炉自动化系统升级改造保证项目、保证指标及考核方法表序号保证项目保证指标保证指标的定义及条件考核方法及条件1L1 HMI 画面响应时间响应时间< 1s正常生产时,肉眼观察HMI数据刷新时间是否小于1秒HMI 画面更新时间更新时间 < 1s，换界面<1s正常生产时,肉眼观察HMI画面切换

23、时间是否小于1.5秒2L2投运率无故障运行率99.8%相关定义如下：A=（T-D）/T*100%A:有效百分比T:包括维修时间的整个考核时间D:为故障时间与维护人员的恢复时间，直到设备投入运行在720小时内的故障时间由双方确认应用和系统软件将完全参照合同文本万一由软件引起的故障，将被校正保证不再出现以下情况不包括T和D：（A）由于其他系统引起的延长和故障时间（B）难以预见的软件故障（C）备件的确认时间（卖方的个人需要）（D）奔赴现场时间不算在内如果测试失败，测试可以再进行一次3L2服务器负荷率CPU工作负载50%平均负荷率不超过此数测10次，每次连续测试4小时的平均负荷4L2模型投用率95%。

24、模型上线1. 现场设备运行正常运行2. L0，L1运行正产3. 正常节奏（设计条件下）5自动控制功能投用率99.99%自动化系统投运率1. 现场设备运行正常运行2. L0，L1运行正产3. 正常节奏（设计条件下）6温度控制±15钢坯温度1. 现场设备运行正常运行2. L0，L1运行正产3. 正常节奏（设计条件下）7吨钢消耗2.1 Gj/t系统投运前、后各取一个月的数据测算吨材煤气消耗，在加热炉工况基本相同的条件下进行对比。说明：以月作业率>80%的月份作为考核条件，以冷装钢坯的能耗作为考核对象。 7、包装与运输和开箱检验7.1 设备和材料的包装、运输、保管（1）卖方应确保设备、

25、材料和技术资料在无任何损坏、锈蚀的情况下安全到达现场。卖方应根据货物的不同特性和要求将货物包装牢固，并采取防潮、防雨、防腐、防震和防盗等措施以便能经受多次装卸及长途运输。（2）箱件内的部件都要用标签注明，并和箱单一一对应。7.2设备的设计、制造、验收标准设计和制造标准的采用原则（1） 设计和制造的质量控制和检验所执行的标准将与国际标准接轨，采用国际标准或相当于国际标准的国家标准、行业标准。（2） 在同类标准中执行高级标准，保证设备质量达到国内同类先进水平。（3）进口设备采用国际标准：ISO、DIN、IEC、VDE。（4）如果确需使用其他标准，买方和卖方在详细设计联络时协商确定。7.3设计质量控

26、制卖方根据规定的设计标准、进度计划、卖方的质量保证体系进行本总承包工程的设计、材料选择、设备订货，卖方对所承担范围内的设计的完整性、正确性负责。卖方对提供的图纸、技术资料、技术标准及与合同工程有关的有效文件的正确性负责。买方有权参与技术和设备采购招标的技术谈判。买方有权对卖方所作的设计进行审查，买方的审查并不解除卖方对设计应承担的责任。7.4设备制造质量控制卖方根据规定的设备制造标准、制造进度计划、卖方的质量保证体系进行本工程的设备采购、设备制造和检验、包装和运输，对承担范围内设备制造的技术、质量、进度负责。8、技术服务和培训8.1技术服务8.1.1概述1）在本工程实施过程中，卖方将配备熟悉设

27、计、计划、财务、经营、技术管理、采购以及制造监督等领域的相关专业技术人员，为本工程提供各种支持和服务，以全面完成本工程建设任务，保证工程质量和进度。2）卖方派遣人员必须身心健康，同时遵守买方的建设，生产和安全各项规章制度。本工程被划分为以下几个阶段：l 设计阶段l 设备制造阶段l 施工安装阶段l 调试阶段l 试生产及考核验收阶段l 保修期卖方将根据工程不同阶段的不同工作内容，分阶段派遣相关人员。8.1.2设计阶段卖方在完成基本设计后，将提交买方进行审查，经买方审查通过的基本设计资料，双方应签具“同意基本设计”字样以表示双方确认，基本设计审查的地点在卖方所在地。1）经双方签订的基本设计及审查意见

28、书，将作为卖方进行详细设计（施工图）的依据和基础。2）卖方完成详细设计（施工图）后，将派专业人员到买方进行设计交底。 3）根据买方需要，经双方商定，买方可派遣基本设计和详细设计联络人员到卖方所在地，共同协商设计过程中的问题，了解设计过程。4）在现场施工过程中的设计联络工作由卖方派遣现场的施工服务代表负责，并由现场施工总代表进行总协调。5）代表买方的联络人员与代表卖方的人员所讨论的设计问题，双方应签署设计联络纪要，作为设计依据的一部分。8.1.3设备制造阶段为确保工程质量和进度，使工程顺利投产，卖方将派遣有经验的专业技术人员，对设备制造的中间过程进行检查，对设备制造进度进行监督，主要工作内容如下：1）检查制造厂是否按设计和制造标准的要求进行制造；2）检查制造厂采用的配套件是否符合设计和制造标准的要求；3）控制设备制造过程的质量；4）控制设备制造进度。在主要设备出厂前，卖方将组织由买、卖双方的有关人员共同组成的产品质量检查组，在设备制造厂对设备进行A检，经检验合格后方能包装和发运。8.1.4施工安装阶段