某大型高炉自动化仪表设备及安装工程施工组织

某大型高炉自动化仪表设备及安装工程施工组织

一、高炉仪表工程概述：

大型高炉过程检测与操纵，自动化仪表设备及安装工程（为叙述方便下列简称高炉仪表工程）。

是高炉系统工程的一部分，在工艺生产中有工业眼睛之称。随着自动操纵水平的不断提高，智能

仪表与PLC及DCS计算机系统在高炉牛•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T.程物用是13.98亿元，生产

备用金2.82亿元，2004年8月8日破土动工，2005年12月26号联动试车完毕，工期17个月

18天。3200m3高炉是仅次于宝钢高炉（4063m3）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、设备与优质材料，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（20年），节能消耗、环保要求各方面都进入全国高炉的先进行列。

1、高炉仪表工程构成

高炉仪表工程按生产系统大致可分为如下部分：

（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（含液压站管道泵、出铁场除尘）

（5）水冲洗仪表（含干道泵房，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（含煤气清洗及水处理）

（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、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。工艺参数检测操纵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

可靠的根据。

（1）高炉本体测控点：检测参数285点，设置为：

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，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，均匀分布在炉缸周围。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，热电耦使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

风温度自动操纵。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围。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仪表检测操纵1484点，包含仪表模拟量输入/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250316m

E、仪表钢管型材101519m

F、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与施工图共53套，基础自动化仪表31套，PLC检测操纵系统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，设备安装贽用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

1、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通常为1000C~1300C。

目前要紧使用S分度粕铝-柏热电锅或者B分度双钳铝热电偶，配置相应的补偿导线进行环境温

度补偿后检测拱顶温度，性能稳固可靠，为通常设计常选。国内也有些高炉使用“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，通常使用刚玉管(也可使用金属陶瓷管，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=Z6T4,其中b〜斯缔芬.波兹曼常数5.67*1(y8w/m2.K4,

Z〜黑度系数。由于感应管内径远小于管长，可近似于黑体箱射Z=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构成)产生光电

信号。

光电温度传感器的输出特性经验公式：Vt=e129-15655/U273.15'+002

技术指标为：适用温度为：750-1600r

绝对误差：V±5C

响应速度：1s

实际应用情况说明，重复性，互换性能好，抗干扰能力强于热电耦，使用寿命试验：拱顶使用为

S热电耦5-7倍。

(2)热风炉空气，煤气流星检测压力补偿

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操纵：

热风炉燃烧使用前馈型双交叉限幅串级操纵方式，以温度操纵器作为主操纵器，通过温度检测操

纵煤气量大小，完成炉温主回路操纵，煤气、空气流量操纵器作为串级操纵副回路保持空气与煤

气随动调节，完成炉温精确操纵。双交叉限幅保证空气与煤气燃烧的一定比例与限量安全配比。

前馈操纵提供操纵系统提早调节信号，保证温度操纵的响应速度。

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，可能引起系统的振荡波动，危及

温度的恒值操纵与安全运行。系统使用开度操纵。从而保证低负荷状态下，操纵阀门的有效开度，

使系统既稳固「作.又能徘持较好的燃烧配比.使调节阀在小开度范闱内稳固运行.

（4）热风炉含辄量操纵:

检测热风炉烟气中含氧量，反馈操纵煤气量的大小，实现最佳化。空气煤气比值燃烧，对优

化工艺操纵，节能降耗具有重要价值。

在热风炉排烟管道出口安装氧化错微氧分析仪，分析检测雉气中不完全燃烧的残余氧量，经转换

器转换成统一标准4~20mA直流电信号，输入氧气调节器与工艺设定的氧气操纵值比较后输送到

煤气空气比值燃烧系统，作为煤气操纵的辅助信号，参与操纵煤气量大小调节空/煤比值，完成烟

气含痒量操纵。

含氧量操纵方式：

自动方式（A方式）：在PLC监控CRT上由人工给定作为氧气调节回路的设定值，进行含氧量

最佳化空/煤比燃烧操纵。

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操纵。操纵功能：

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）操纵。

C、辄量分析仪校正，清扫，自动切换/保持。保证在氧气分析仪校正，检修或者采样测量管道清

扫时停止操纵运算，保持原有输出值不变。

D、含氧量切入/切出：含氧量操纵可按生产T艺需荽切入/切出操纵系统,以保证T艺流程程固与

生产正常进行。

2、过程操纵PLC局域网络系统

（1）系统构成：高炉过程操纵为电气、仪表一体化PLC操纵系统，并构成局域网络。其中仪表

过程操纵分为：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。煤气清洗及水处理子系

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操纵系统（附图）。

（2）系统耍紧功能:

1、实时监控：各仪控子系统，完成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、自动调节：对高炉各系统的重要工艺参数，比如热风炉米顶温度，送高炉热风围管温度,炉

顶煤气压力，烟气含氧量操纵，燃烧空/煤比自动调节，冷却水系统脱气罐液面自动操纵。通过参

数检测与计算机运算功能，对这些重要的参数实现优化自动调节。

3、报警连锁：对危及生产安全与质量的工艺参数设置不一致的限位，提供报警与连锁措施，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，产品的高质量与人身设备的安全运行。

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与过程信息

数据。在主控楼集中操纵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打的

集中操纵。各区域子系统也可在本区域集中操纵室操作站对本区域工艺参数实现显示监控，构成

冗余操纵系统.

（3）人机接口（HMI）及功能：

1、提供画面：按高炉生产工艺流程要求提供概貌图、流程图、分布图、趋势图等画面功能与格

式。

2、物流信息：生产过程中反应物流信息、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、报警提示：工艺参数超过正常时提示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：根据设计与工艺要求变化，设定与修正生产操纵量，报警连锁值及限位值的大小。

7、数据输入、储存与调用：系统可将检测信息作为历史数据自动储存，用于设备故障。运行状

态分析。

8、过程数据处理及趋势图显示

9、选择类操作：包含操作模式选择（手动、半自动、自动）：模型操纵开关选择操作。

10、操纵类操作：直接操纵设备运行与停止

11、保护性操作：用于系统操作与保护

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）系统的模拟运行：

高炉生产流程，使用软件访确实方法，通常在不使用物料实物（包含原料量与介质流量）的

情况下，基础自动化能够按照具体的工艺操纵要求进行局部区域（比如供料系统，上料系统）的

模拟生产运行。

模拟运行分区域模拟与全线模拟。该软件功能要紧用于系统调试，设备检查与操作技术培训。

三、高炉仪表系统调试

1、单台仪表校验：

（1）首次确认：高炉检测与操纵仪表出厂检定合格后，通过包装、储存、运输、开箱、现场保

管等环节后，不能保证其性能与技术指标保持出厂合格状态，因此在施工安装前应予以首次校验

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，无振动与强磁干扰，环境

温度满足技术要求。校验所用电源稳固，气源洁净干燥、根固，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、方法务必符合产品技术说明书的要求，并按设计图

纸确定的量程，零点迁移量，报警连锁值、限位值进行校验。校准点通常很多于5个（零点、25%、

50%、75%、100%鼠程）。

（4）禁油防爆：有禁油与脱脂要求的仪表校验时需按规定进行禁油与脱脂处理，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）。校验安装时按设计要求认真检查防爆选型与处理措施。

（5）操纵阀门：操纵调节阀。执行机构要进行行程试验，，义表膜头，缸体泄露性试验。事放切

断线与设计规定有全行程时间的调节线需进行全行程时间试验。

（6）其它：现场不具备条件的流量仪表务必验证制造厂产品合格证与检定试验报告。液位计，

料位计及开关可在安装完成后，直接模拟液位、料位信号进行就地校验。称重仪表及其传感器可

在安装完成后，直接均匀加载祛码进行就地校验。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，需加封印与漆封的部位应铅封与漆封。合格待装仪表要及时

填写校验合格证与试验记录并向专业监理报验。

2、仪表回路试验:

（1）电源、气源回路：仪表安装完成后，对仪表电源、气源进行全面检查试验。按设计要求核

实确认电源交流、直流、电压、电流等级。空气开关与仪表设备标志对应，供电准确无误。仪表

专用UPS不间断电源进行自动切换性能试验。切换时间与电压值符合产品技术要求。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与仪表中。影响仪表性能与动作。

（2）仪表测量回路：温度、压力、压差等仪表回路试验在测量仪表设备、管路、线路安装完毕。

并经检查确认正确无误的情况下进行。回路试验前，单台仪表校验完成。电源、气源、液压源准

确供给并符合技术要求。

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者PLC系统，DCS

系统显示器进行检测回路试验，其示值误差不应超过回路中各环节单台仪表同意误差的平均与的

平方根（均方根误差）公式为：

±A=（A12+A22+……An2）1/2

△测量回路系统误差

△1一△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者热电耦的输出端向回路输入标准电阻值或者MV值模拟信号，以试验

温度测量回路的示值误差。

现场不具备模拟被测星信号的问路，可在FI路能够模拟信号的最前端输入信号，进行网路的局部

试验

（3）操纵回路：

仪表调节或者PLC及DSC操纵器，操纵站输入输出信号的试验方向符合设计工艺的要求。调节

阀与执行机构的试验动作方向符合工艺调节规律（正反作用）。

通过调节器、操纵器或者操作站向执行机构输出操纵作用信号。检查执行机构的全行程（直行程

与角行程）与动作方向，对应阀位是否准确。带有阀门定位器的同步试验。

调节器、操纵器、操作站的阀位反馈信号试验时要与阀位一致。阀门开度、起点、终点（全开全

关）信号试验，阀门机械及电气限位试验同时进行。

（4）报警连锁回路:

有报警联锁信号的仪表设备，各类报警联锁开关、仪表的报警联琐输出部件与接点、限位行程，

接近开关按工艺设计要求的设定值进行整定。报警联琐信号端输入设定值模拟信号：相应的灯光、

音响与监视器屏幕显示应准确无误，解除与复位试验信号正确可靠。试验整定后对调整器件要锁

紧或者封记，以免误动作。

仪表回路试验应整理试验记录与试验报告。并向专业监理报验。

3、PLC与DCS系统的打点调试

随着高炉自动化操纵水平的不断进展，可编程序逻辑操纵器（PLC）与集散操纵系统（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与DCS操纵系统打点调试编程有专业技术人员按工艺设计要求进行，

在打点调试之前对所有信号变送器、传感器、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与DCS操纵系统的硬件设备，包含电源模块、CPU、通讯模块、服务器、交换

机、I/O模块、键盘、打印见、监视器。按设计与系统要求安装接线联网完成。硬件与软件功能

试验正确。仪表与部件动作设定值按工艺要求与设计整定。限位开关、行程接近开关按工艺设备

技术要求手动整定可靠。

（3）、打点调试：按工艺设计与逻辑操纵的程序要求，对系统的模拟量输入输出（AI/AO）与开

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一编码检索，打点调整。

（4）、符合设计：程序操纵系统的调试要按设计要求步骤进行。全部逻辑关联。条件推断,动

作时间与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，程序爱杂的操纵系统，可分项分段进行局部试验,打

点调试可靠运行后再进行全线联动试验。为保证安全可莫联动试验可先进行空负荷试验。在准确

无误的情况下再进行负荷试验。

（6）、有关专业配合：PLC与DSC系统打点调试时，务必与有关，艺、设备等专业密切配合后，

共同确认程序运行与联锁保护条件及功能的正确性，并对试验过程中有关设备与装置的运行状态

与安全防护采取必要措施。PLC与DSC系统打点调试完成后，应整理调试记录与报告向监理报

验。

四、高炉工艺中的仪表重点检测：

1、供料及上料仪表:

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操纵，风机风量操纵。

2、高炉本体仪表：

（1）炉基、炉底、炉缸、冷却壁、炉喉、炉顶各部位温度脸测。

（2）炉身价压检测。

（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，膨张罐液位检测及补水自动操纵。

（6）热风雨管温度检测及混风调节操纵系统。

3、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操纵。

（8）炉顶事故均压仪表检测操纵。

4、出铁场及除尘仪表：

（1）电除尘PIC操纵,

（2）除尘风机风量电动调节操纵。

（3）液压站温度压力、液位操纵。

5、热风炉仪表：

（1）拱顶温度检测及自动操纵。

（2）光谱火焰监测器。

（3）煤气、空气流量检测及比值燃烧操纵系统。

（4）冷风温度检测。

（5）烟气微氧量分析。

（6）双预热系统燃烧炉煤气、空气流量检测操纵。

（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操纵系统。

6、富氧系统仪表：

（1）冷风、氧气流量检测及温度压力补偿。

（2）富氧率比值调节操纵:计算公式V<=（60*V冷*K/A-0.21）Nm3/h

富氧量V冷一一富氧后鼓风量K富氧率操纵在3%A一一富氧纯度

7、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-液操纵系统。

8、水冲渣INBA系统仪表，

(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、速度检测操纵。

(3)冷凝塔事故水箱缓冲罐、粒仪箱，冷却塔冷水池液位睑测。

9、中心循环水泵房仪表：

(1)冷却塔电机温度、振动、速度检测操纵。

(2)45m安全水塔液面检测。

(3)水泵房压力流量检测,

10s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)轴位移与轴振动的检测操纵。

(3)液压站温度、压力、液位检测操纵。

11、TRT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、轴振动检测操纵。

(3)仪表煤气防爆措施。

12、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操纵。

(4)煤粉中的氧气分析是保证安全的市.要检测手段。

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、高可靠性与保护量小的智能型仪表。制造厂商要求技术成熟，质量稳固，业绩优良，以保

证高炉生产工艺参数检测与操纵的稳固可靠。部分工艺要求高，检测难度大的检测元件与仪表国

外引进。

1、国内配套的要紧仪表有：

(1)高炉本体温度检测：炉基、炉底、炉缸、冷却壁温度；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。根据泅量范围，测量环境条件不一致选用B分度，S

分度，K分度或者PT100电阻杆，并配备不一致的补偿导线，实现环境温度补偿。

(2)压力、压差变送器选用国内生产引进H本横河公司技术的EJA系列智能型并配手持终端变

送器，，此产品性能稳固、精度高，保护量小，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

斯蒙特公司产品一

(3)高炉大型管道，包含鼓风机站，冷风、热风炉助燃风，高炉煤气总管，热风炉煤气支管，

电捕焦煤气进出管。流量检测传感器使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(AP/p)1/2

Q••流量

K—常数，无量纲，不一致流量计算

丫一气体膨胀系数，无量纲，非压缩应用时丫=1

△P=P1-P2p=流体密度

K=n74(2g)1/2p2p2/(1-p4)1/2Cf其中芹(1-d2/D2)1/2

K=仪表常数，无量纲，g=直力加速度D=管内径(1=锥体外径

0=直径比，无量纲。=流出系数

(4)高炉本体热风炉冷却水系统，风口大套，中套，小套冷却水流量与流量差检测系统，中心

循环水泵房，煤气清洗水处理，旋风除尘洗涤塔供水。干渣处理INBA系统冷却塔，粒化箱，供

回水，炉后段供水使用电磁流量计或者超声波流量计。根据不一致的工艺要求，操作需要分为流

量传感器与变送器分体式与一体化两种形式。

（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，性能稳固，安装保护方便。

高炉本体，热风炉水冷系统脱气罐液位检测使用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使用国内优

质的雷达式或者音义式料位计。

（7）炉顶红外摄像计算机系统由国内研制、已在多处高炉费用成功，技术比较成熟，对高炉料

线变化与炉料入炉状况监控起到良好作用.

（8）炉顶煤气分析：使用武钢计控厂研制的煤气分析系统，对高炉煤气实施连续采样，连续分

析，为高炉工艺操作提供参考根据。

（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或者美国Bray产品，对空气、煤

气、烟气提供手动、半自动、与自动操纵。

（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

以操纵进入高炉热风的温度。

（11）冷却水系统大部分供回水的水量操纵选用气动活塞式调节阀，实现手动与远程操纵。高炉

本体与热风炉脱气罐液面操纵补水选用电磁调节阀，实现液面自动调节。

（12）炉顶二次均压，氮气量操纵选用气动薄膜调节阀，实现压力系统自动调节。

（13）热风炉燃烧操纵使用带高温探头的火焰监测器，火焰光波信号通过变送器处理转换成电流

信号送计算机对火焰燃烧状况实现实时监控。

2、高炉进口的要紧仪表有：

（1）山铁场TMT公司引进的开口机、泥炮液压系统配套仪表设备，油箱、油温检测操纵仪表，

油箱液位检测操纵仪表，过滤器差压检测仪表，油泵系统报警连锁操纵，进口、出口、溢流压力

检测操纵仪表，现场操作操纵仪表柜。

（2）炉顶称重罐卢森堡PW公司引进自动称重计量操纵系统及仪表操纵柜，r射线料位计、料位

开关，声波料流检测操纵。上下密封阀温度测量操纵，齿轮箱温度测量传感器。

（3）煤气清洗系统：旋风除尘r射线料位计，料位开关，灰斗电动调节操纵阀，灰斗称重计量,

灰斗罐法兰式压力变送器。洗涤塔、脱水器液面检测操纵仪表。

（4）环缝洗涤塔、炉顶煤气均压环逢电仪操纵系统。检测环缝洗涤塔塔顶与高炉煤气下降管压

力并通过电子选择器，操纵环缝间隙，达到炉顶煤气均压目的。

（5）供料焦斗中子水份检测仪，用来扣除高炉进焦水分量操纵进炉实际焦碳量。

（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，用来操纵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卷微氧分析仪。检测烟气中辄含

量。用来检测操纵热风炉燃烧充分程度。

（8）热风炉燃烧室温度检测使用美国LAND公司SESTEM4M系列辐射高温计，高温计整体成

套供货、信号处理器使用图形处理器，也可使用等同规格功能、检测操纵精度的其他公司产品。

要紧技术参数：

测量范围：300—1400cC

传感器精度：±0.4%,K测量温度（600—1600C）

处理器精度：±0.2%,K测量温度

响应时间：传感器5ms（95%）处理器10ms

输出电流：4—20mA

供货商：英国LAND或者美国IRCON

（9）炉顶称重罐，矿焦料斗，旋风除尘器灰斗等称重系统冷感器使用德国菲力浦公司的名牌传

感器。以炉顶称量罐为例，技术要求如下：

测量范围：0—1501精度：0.1%满量程、分辨率：10Kg、输出：4-20mA及以太网（TCP/IP）

（10）高炉PLC仪表操纵使用SIEMNS公司S7,400操纵系统，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•标准化程度高，可靠性，操作性

好，可保护性与扩展性好，小型化等特点。操纵程序使用模块化结构，功能明了，阅读调试与维

修方便。操作站与中央操纵器间的通讯总线使用工业以太网，传送速度10/100Mbit/s,中央操纵

器与ET200M机架间通讯使用PRIFIBUS-DP通讯网，因此系统具有很高的可靠性。操作站主

控机使用Pentinm4处理器，21'彩色显示器，打印机使用彩色喷墨图形打印机，通过CRT画面

可进行参数设定，操作，生产过程流程图显示，设置状态显示，趋势显示，测量值显示，故障监

测与报警，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要求进行可能的修改，

完善与扩展。工程师工作站使用Pentium4处理器，可直接与PLC系统处理器连接，方便有用。

高炉PLC操纵系统设一套不间断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分中电源供给，保证整个操纵系统的数据储存与有关处理，以免丢失各类参考数据与犷

大对系统设备的伤害。

第二节大型高炉仪表工程专业监理

一、高炉仪表工程施工方案的要紧内容：

1、编制根据及技术标准：设计资料施工图纸，施工验收规范，质量评定标准，质量管理体系文

件，施工合同。

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

目标，仪表系统构成。仪表工程量大小（设备材料构配件统计）。

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：施工顺序步骤，取源部件安装，仪表盘、箱、柜及设备安装，电缆（线）桥梁及

保护管安装，测量管道敷设及试压，仪表配线校线，仪表校验，检测操纵回路试验，PLC及DCS

系统打点调试，配合工艺联动与热负荷调试。

5、质星保证措施：质星方针H标，质星管理组织体系，质量操纵点关键点，盅点工序的质房措

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，安全防范与应急处理，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：

1、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、分析取源与采样部件的开孔，要密切跟踪

有关专业进度，在其防腐、衬里与压力试验前前进，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，取乐在管道上半部分,

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者呈倾斜角

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（比如料位计、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山活动。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固，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，泯流、空气渗入死角，容易堵塞的地方。

2、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，便于观察，操作保护，检修方便的位置，

避免振动、潮湿、易受机械损伤，强磁干扰，高温与有•腐饨性气体的位置。

（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。安装在能准速反

映被测对象温度的地方。压力式温度计的温包应全部侵入被测介质中，毛细管敷设防止机械粉伤。

路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务必核实设计计算资料，实测加工尺寸，避免错装，混装。差压

变送器与其他差压式仪表的正负压室与测量管道正负务必对应。隔离器，冷凝器、沉降器、气体

收集器要根据测量介质不一致与仪表相对位置的不一致按设计要求安装。流量计前后直管段按设

计、规范与产品技木要求文件保证。

（4）称重仪表传感器在繁重罐，台架。料斗、灰斗设备安装完成后进行。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

要采取缓冲措施。限位器安装符合产品技术说明要求。

（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

仪表等均按设计与产品技术要求安装。

3、仪表管线路:

（1）压力、流量测量管路按最短路径敷设，以保证测量参数的准确。测量管路水平敷设有•定

坡度要求。倾斜方向便于气体测量排除冷凝液，液体测量排除气体。现场不能满足要求时，管路

最低处与最高处采取排液与排气措施。测量流量的正压管与负压管要并列敷设，保证环境温度一

致。与变送器连接的管道用紫铜管连接。测量管道与高温设备、管道连接时要采取热膨胀补偿措

施。安装敷设完成后要进行强度与严密性试验。

（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处理。现场弯制

时按规范操作。保护管与检测元件与仪表之间应用软管连接卡紧，并采取防水密封措施。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使用各自保护管。

（3）仪表电缆、导线敷设要避免机械损伤，潮湿、腐蚀环境与强磁场。尽可能远离高温区，不

可避免时要采取隔热措施。仪表电缆与电力电缆最好分开敷设。务必交叉时宜成直角。务必共用

桥架敷设时，仪表信号线路与交流电源线路尽可能分离，分层，用金属隔板隔离，以避免强磁场

与强静电场干扰.

三、高炉仪表工程质量操纵点及旁站重点：

在自动化仪表安装过程中，专业监理通过日常巡检，抽检与平行检验。按照“通常问题巡检纠正，

市点部位跟踪旁站"的原则进行质量操纵。大型高炉仪表安装的市点是：

1、仪表材料、设备、构配件进场的开箱验收，检查把关。

2、主控楼集中操纵室及各系统操纵室仪表盘、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、回填与测试。

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、线管安装及电源操纵、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与预埋。

9、与工艺设备、土建、砌炉、管道、电气有关联的仪表检测设备安装。

10、能源介质、冷却水系统检测操纵仪表及传感器安装

11、仪表测量管道敷设，专用仪表阀门安装，系统检漏试E

12、仪表设备校准试验，测量回路系统试验，报警联锁切断试验

13、仪表专用电源、气源、水源、油源检查试验。

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、联动调试与热负荷调试。

四、高炉仪表工程监理与有关专业的配合：

1、管道专业：

<1）吊装仪表设备过程中的保护。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要求与容易损伤的检测元件（比

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）按设计与规范要求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（包含

阀门、弯头、缩管与所有引起介质流体发生变形的截流装置）都有严格要求，在施工安装过程中

务必保证。确因位置难以保证的直管段，也要尽可能争取最长直管段，并按仪表技术要求做好前

后直管段的比例分配。在仪表专业监理过程中，时有直管段能满足仪表要求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.确保流体介质在生产过程中方向与检测设备流向一致，

避免测量误差或者检测不到流量信号。

（4）注意仪表电动或者气动调节阀门与执行机构之间的相对位置即要准确无误，也要方便保护

与检修。

2、砌炉与土建专业：

（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，通常使

用铠装热电偶，在施工过程中容易损坏，务必小心。仪表工要按设计在碳砖上划线，砌炉工要按

画线开槽埋设。开槽要保证深度与宽度，以保证电偶埋进破砖，埋设后要用碳块或者木锲夹紧。

以免松动，埋设完成后，仪表工要逐一检查电耦，是否有断偶、损伤或者凸出碳砖表面现象.炉

基炉底电耦是一次性埋设，生产过程中没有检修更换的可能。仪表监理要全程跟踪，旁站检查，

确保万无一失。

（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。根据工艺要求布置分散，点

多面广，位置不明显。而且施工进度，时间跨度大。这就需要砌炉与仪表专业密切配合，跟踪进

度，同步施工。避免预留孔遗漏或者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

施工完工后重新开孔，破坏混凝上重新埋设线管的情况。隐蔽埋设仪表接地装置时，最好在土建

开挖基础时同时施工，完成埋设、焊接、防腐，刷漆后回填并检测接地电阻。地下管道安装仪表

或者传感器时注意检查土建图纸是否留有井口与人孔，以免遗漏。

3、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，要注意执行机构与阀门相对位置，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、文丘利笆在开箱

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

促安装之前完全清洗传感器内壁，以保证流量检测准确性。

4、电气专业：

（1）仪表盘柜尽可能与动力电气柜分开安装，以免强电对弱电信号干扰，仪表信号线要与电气

动力线分开分层敷设。

（2）仪表、PLC系统、DCS系统接地设国专用接地极，不要与电气强电共用接地极，以保证仪

表检测操纵信号稳固可罪。

（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可能使用。

五、高炉仪表工程中资料收集编制：

按照《监理规范》与动化仪表工程施工及验收规范》（GB50093-2002）及动化仪表安

装工程质量检验评定标准》（GBJ131-90）,结合高炉仪表施工的具体情况与特点归纳仪表工程

资料有:

1、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）仪表工程施工（组织）方案

（4）仪表工程开/复工报告

（5）仪表工程监理日志

（6）仪表工程旁站记录，监理检查记录

<7）仪表工程监理工程师通知单、回复单

（8）仪表工程监理工程联络单

（9）仪表工程设计会审记要

（10）设计变更/洽商/技术核定单

（11）材料/设备/构配件报审表

（12）要紧材料及设备三证汇总表

（13）仪表分项工程自检记录及评定表

（14）分部工程质量核查，观感评定及安全功能检查表

（15）仪表隐蔽工程记录报审

（16）仪表工程竣工验收报告

（17）仪表工程竣工图检查验收

（18）仪表设备交接清单

2、仪表施工过程形成的专业资料：

（1）单台仪表校验记录

（2）PLC及DCS系统打点调试报告

（3）仪表测量管道气密性与强度试验

（4）测量仪表回路试验

（5）仪表限位、报警及联锁试验

（6）标准测量设备周期检定书

（7）单机、联动与热负荷式车记录

（8）测量设备试运行记录

3、仪表专用表格有：

A：质量检查记录

（1）盘柜安装质量检查记录

（2）桥架电缆敷设质量检查记录

（3）配管及管内穿线质量检查记录

（4）变送器安装质量检查记录

（5）测量管路敷设质量检查记录

（6）测量管路试压记录

（7）绝缘电阻测量记录

（8）接地装置测试及隐蔽记录

（9）测量设备试运行记录

（10）测温元件安装质量检查记录

（11）温度变送器安装质量检查记录

（12）压力变送器安装质量检查记录

（13）压力仪表安装质量桧查记录

（14）差压计、差压变送器安装质量检查记录

（15）电磁流量计安装质量检查记录

（16）液位计安装质量检查记录

（17）调节阀安装质量检查记录

（18）分析仪表安装质昼检查记录

B：质量评定表格

（1）仪表工程质量资料目录

（2）仪表工程质量综合评定表

<3）仪表工程质量保证资料核查表

（4）仪表安装分项工程质量检验评定表

（5）仪表安装分部工程质量检验评定表

六、高炉仪表工程分部分项划分：

1、仪表分部分项工程报验验收：

仪表分部分项工程施工报验验收，通常有六个环节。

第一、开箱检验：按设计要求及设备进场进度计划，对仪表设备、主材、够配件同施工与业主一

起共同开箱枪验，按装箱单清查设备规格、型号、名称、数量、外观检查是否符合设计要求。对

装箱合格证、试验报告、技术资料认真清点保管，做报验准备，并做好开箱后设备的现场管理。

第二、隐蔽见证：对埋在地下的仪表电缆线管，埋进设备、炉底、炉墙、热电偶、埋进地下的接

地装置，施工单位在隐蔽前务必报告专业监理现场见证，旁站监理隐蔽全过程，做到心中有数万

无一失，并做好原始记录，隐蔽报验。

第三：自检评定：施工单位完成分项工程后，班组首先自检，按规范填写记录，由项目部组织专

检评定。在自检专检基础上，报专业监理检查验收。

第四：检测试验：在分项施工过程中进行抽查与平行检验。特别是对重要的质量操纵分项检测元

件传感器安装，变送器校验检查，称重仪表调校，市要测量参数的回路试验，测量管路吹扫检漏

试压，报警联锁参数的核定，PLC打点调试，专业监理都要认真检查不可忽视。

第五：分项报验：通过施工单位的自检专检评定，专业监理检测试验。按划分的分项工程做好技

术资料，向专业监理申报验收。会同业主检存验收时，对不合格的分项工程要认真整改完善，直

到符合规范要求。

第六：分部验收：在分项工程验收合格的基础上验收。分部工程验收侦验收由总监理组织，对质

量操纵资料，核查观感检查，安全性等功能检查。对检查不合格的分部工程同样进行整改完善，

直到符合规范及设计要求。

2、仪表分部分项，程划分:

仪表专业是整个高炉系统工程的一部分占高炉工程系统共分19个单位工程，75个分部，1279

个分项，电气仪表分9个单位工程，仪表分8个分部工程，158个分项。具体划分见附表6。

3、仪表专业分项工程监理资料编号组卷：

高炉工程监理档案资料共分24卷，除综合卷5卷外，各专业共19个分卷，电气仪表合9个分卷。

为使归档资料清晰便查，仪表卷内目录编号见附表7。

附表1：大型高炉自动化仪表设备施工统计

盘箱及仪表

单位工

序号名称PLC检测操纵参数（点）

程

（台套）

1、热力综合管线11

燃气热2、燃气综合管线185(A15)

1

力管网3、富氧鼓风系统78(T1、A14、D12、D01)

小计3613

1、槽上供料2929(A129)

供料及2、矿槽系统2423(AI23)

2上料系3、矿槽除尘2213(T6、A15、A01)

统4、矿槽碎料仓43(AI3)

小计7968

1、炉顶仪表55119(T28、AI28、DI56、A02、D07)

2、炉顶煤气分析5347

本体及

3574(AI186、A01、RTD37、偶311、

附属3、高炉本体537

DI11、DD28)

小计645740

出1、出铁场液压站管泵22(AI2)

4

2、出铁场液压站TMT供228(AI52,AO48、DI128)

铁

小计2230

场

水1、水冲渣干渣泵房6880（T6、AI42、DI32）

2、炉后役循环水33（AI3）

5冲

小计7183

渣

热1、热风炉仪表167129（温32、AI66、AO18、DI11）

2、双预热系统53

6风

小计220129

炉

1、煤气清洗83155（AZ39、AO、DZ60、DO42）

煤气清

72、煤气清洗水处理1115（T3、AI12）

洗

小计94170

中心循环水泵房7851（T10、AI38、DI2、DO1）

8

小计7851

合计12251484

注：1、不含PW公司、TMT公司进口仪表：2、不含主题设备自带配套仪表;

3、不含设计变更:

附表2：大型高炉自动化仪表主材及预制件施工统计

仪表预制仪表阀门、

电缆导线管材型材桥架配件

单位件管件、其它

序号名称

工程

(m)(m)(m)

(套件)(件)

1、热力综合管线1411001475151

燃气

2、燃气综合管线141400143064

1热力

3、富氧鼓风系统732031375

管网

小计3528203218290

供料1、槽上供料7794000401920072

及上2、矿槽系统10539304620200

2

料系3、矿槽除尘191500113834

统4、矿槽碎料仓49308072

小计907103609857400178

1、炉顶仪表81162504840436

本体

2、炉顶煤气分析4261045440

3及附

3、高炉本体2427132200499691741083

属

小计2508148876558541741959

出1、出铁场液压站管泵32301098

2、出铁场液压站1068001700

4铁

小/p>

场

水1、水冲渣干渣泵房177242505037722

2、炉后役循环水52602419

5冲

小计182245105061741

渣

热1、热风炉仪表190120504880240816

2、双预热系统2832003050221

6风

小计2181525079302401067

炉

1、煤气清洗1213007014212200507

煤气

72、煤气清洗水处理271800154415

清洗

小计1483187015756200522

中心循环水泵房657600765120514

8

小计657600765120514

公用17161269

合计579225031610151911345279

注：1、不含PW公司、TMT公司进口