高炉轴流风机防喘振控制优化及实施.pdf

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1、萍乡钢铁公司(江西337019)龚月明李金华华优基【摘要】针对萍钢4。高炉鼓风机存在的问题．阐明了防喘振控制优化的方案，包括工况点沿防喘线精确控制．入口温度对喉部差压、出口压力的补偿，提出了控制优化的具体实施方法，优化达到了预期目标。【关键词】轴流风机防喘振优化实施i、前言高炉鼓风机是高炉炼铁生产的关键动力设备，为确保鼓风机的安全稳定运行，在其控制系统中必须配备防喘振自动控制，并应兼顾高炉生产、机组安全、节能降耗等各方因素，高炉作为鼓风机供风的负载，炉内状况瞬息万变，鼓风阻力发生扰动，控制系统将使

2、防喘振阀动作，就会在高炉意91、崩料和风机喘振之间处于两难的境地，本文以萍乡钢铁公司48高炉鼓风机的防喘振控制优化为例，阐述控制系统在防喘振调节过程中如何保证送风压力的稳定性，在安全运行前提下充分发挥风机能力，进而为高炉稳产、高产奠定基础。二．存在的问题萍乡钢铁公司44高炉采i羽AV45一13全静叶可调式轴流风机，由于防喘振控制侧重于保护鼓风机，加之防喘振控制品质不高，2010年投产以来，防喘振控制系统运行状况不甚理想，主要表现在以下几方面。1)防喘阀开度基本在10％左右，轴流风机经常处于放风状态

3、，造成大量无谓能量损失，放风噪声污染严重。2)防喘振的控制品质有待提高：一旦高炉路况不顺，鼓风阻力增大使风机工况点进入调节区时，通常是采用人工紧急干预打开防喘阀，使工况点回到稳定工作区，保守的安全意识使工况点总是远离防喘振线。3)不同入口温度对风机喘振性能有较大影响，采用固定的喘振性能曲线不能真实地反映风机喘振性能，一方面可能影响风机的安全、稳定运行，另一方面可能制约风机供风能力的充分发挥。气调压阀组，秦冶重工有限公司还在调压阀组的接管及调节蝶阀内壁镶嵌耐磨衬套。耐磨衬套是将耐磨合金分层堆焊在3～

4、5mm厚的钢板上，形成耐磨板，然后再根据需要卷制成不同的衬套镶嵌在接管及调节蝶阀内，从而提高半净煤气调压阀组抗冲刷的能力。通过三维模拟及用户现场使用，增加导流柱和耐磨衬套的半净煤气调压阀组使用寿命较改进前的蕊藤伽矗用朝麓v“．≠、、、、Ⅵ．ctyjx“111l2013年第1I期结构得到了很大的提高，均可以达到一年半以上，较国外的同类产品性能也有r很大的提高。四．结语导流柱的引入打破了传统的思维方式，变适应气流为改变气流，所起到的效果也非常明显，很好地解决了冶金行业存在的半净煤气调压阀组使用寿命短的

5、瓶颈问题。新型半净煤气调压阀组的研制，可有效降低炼铁高炉的休风率，提高了高炉的生产效率。新技术的应用使此类阀门的品质有『．很大的提高，打破了此类阀¨主要依靠进口的壁垒，为国内各大钢铁企·皿的技术发展提供了借鉴。G,-甜I(收稿日期：2013／10／24)三，防喘振控制优化方案1．防喘振控制优化的先决条件为了实现防喘振控制的优化，必须借助于性能优良的PLc系统。PLC的高速运算性能可使用户程序的扫描周期在lOms级，为有效克服鼓风阻力瞬变扰动成为可能；PLC丰富的运算和编程功能可以实现各种先进控制算

6、法，达到预期的控制效果；PLC的高可靠性可以实现风机控制系统的安全运行，进而确保风机的安全可靠运行。44高炉鼓风机采用西门子s7—400HPLC，配备冗余414CPU可很好地实现各项控制任务。为了实现防喘振控制的优化，必须借助干性能优良的防喘振阀。防喘振阀具有可靠的快开性能，一旦压力过高，可释放由于喘振引起的压力波动；防喘振阀应具有良好的调节性能，当运行点接近防喘振线时，能充分调节流量以防止起浪点；防喘阀应具备灵敏的阶跃响应，超调应限制在最小，可满足风机在起动和停车时的压力、流量变化。48高炉鼓风

7、机采用fisher防喘阀，可以较好地满足上述要求。2．工况点沿防喘线精确控制(1)防喘振的基本控制方法以喉部差压为横坐标、以出lq压力为纵坐标，建立了运行工况画面，如下图所示，画面包含喘振线(红线)、喘振报警线(黄线)和防喘振控制线(蓝线)，黄线和蓝线分别设在红线下方97％平H93．5％处，以实际运行工况下的喉部差压和出口压力坐标建立运行【况点。根据当前喉部差压(补偿后)，在防喘线上查询对应的出口压力，作为防喘振控制的给定值，以当前风机出口压力作为防喘振控制的测量值，二者之偏差西门子的PID模块进

8、行控制运算，当工况点接近或越过蓝线时，PLC控制防喘阀打开一定角度，来减小压缩机出口的阻力，使工况点回到稳定工作区，以避免轴流风机喘振现象的发生。在工况点接近喘振线时，要求轴流风机的防喘阀必须动作迅速，但防喘阀动作速度太快、动作幅度过大，势必会使风机出口压力、流量产生大幅度波动，影响高炉炉况的稳定。由于防喘振控制是以风机吸人气体流量和排气压力为调节对象，二者的变化都具有极强的瞬时性，而信号测量、＼胶瓦汰防喘I一日』I：度f：；)：『喘线穴；lq、

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