喘振控制在高炉鼓风机系统中应用

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1、喘振控制在高炉鼓风机系统中应用【摘要】本文概述了喘振控制在高炉鼓风机系统中的应用，并详细地介绍了喘振曲线的形成过程、喘振系统的基本原则以及逆流保护系统的作用。【关键词】喘振；临界喘振点；喘振线；逆流前言在风机系统中喘振是特有的不正常工况，风机（轴流压缩机）绝对禁止在喘振工况下运行，为此，设置了防喘振控制系统。当风机接近喘振工况时，控制系统调节放风阀打开某一开度，使风机的工况得以改变，从而避免进入喘振区。1喘振控制系统介绍设曲线（1）为管网系统的阻力线，当静叶开度为a时,曲线（1）与特性曲线a的交点A就是压缩机此时稳定工况点。如果静叶开度a不变，而管网阻力增加，则工况点会沿曲线a上

2、移，当超过某点乩就会发现压缩机输出流量和排气压力出现紊乱，发生如同哮喘病人喘气般的响声，机器发生振动，所以形象地称为喘振。B点称为临界喘振点。显然,在不同的静叶开度下重复上述过程，都存在这样一个临界喘振点，将所有喘振点联起来形成的曲线，称为喘振线。喘振线以上的区域称为喘振区，压缩机只允许在喘振线以下的区域运行。喘振形成的原因是很复杂的，简单说明如下：当进气量过小时，在叶片凸侧面将出现气流分离现象，当气流分离现象严重时，造成压缩机排气压力降低，如果管网容量较大，压力较高，则管网压力大于排气压力，使压缩机排气量更加减少，加剧气流分离现象，联锁反应的结果会使压缩机排气量为零，甚至为负（

3、管网向压缩机倒流），但管网压力也不是维持不变的，随着管网向工艺排气，它的压力也在下降，当下降到低于压缩机排气压力时（因压缩机仍在旋转，产生压力），压缩机又会向管网排气，使管网压力回升，如果管网阻力线不变，仍是曲线（2）,则又会周而复始地重复上述循环，形成气流的忽小忽大，忽进忽出的喘振。2喘振系统的基本原则Fig.2Anti-surgecontrolsystemperformancecurve由上述喘振形成过程可以看出，在一定的排气压力下，防止风机流量过小，就能避免喘振。然而，工艺管网的阻力线是一定的，所以在工厂实际应用中经常采用机后放风法来增大风机流量。它的基本原理为：设风机运行

4、在恒流量Qo输出，当排气压力升高超过喘振线时（如B点）则自动增大风机的排气量为Qc（静叶开度相应为a3）,即工作点移动到了C点，即喘振线以下的区域。为了保证工艺所需的流量仍为Qo,可将多余的流量Qc-Qo机后放空。3防喘控制方法放风线可用一函数关系式表示：P2二f(dPl/con),其中dPl/con为用喉部差压测出的流量值Q,经温度补正再进行运算f(dPl/con,T1)后作为调节单元的给定值SV,实际值PV为压缩机的排气压力P,若PV1SV,运行点处于放风线左上侧，调节单元输出由+20mA逐渐减小，使放风阀逐渐打开，直至PV=SV,输出不变，放风阀停留在对应的某一开度上，运行

5、点稳定在正常工作区。风机的特性是，在某一压力值时，风机只能在对应的最小流量以上运行。如果高炉需要的风量低于风机某一压力所对应的最小流量，为避免流过风机叶片的流量发生不稳定，防喘振控制器打开放空阀，把部分风量排放到大气中。防喘振控制器包括以下所述几个特性，以满足生产所需。根据操作点接近喘振线的速度，动态控制线DYN有比例地增加喘振线和控制线间的安全距离。当操作点以非常快的速度逼近控制线时，DYN加法器提前让DYN动作，以尽可能快的速度打开放风阀。放风线下3〜5%设一报警线，当工作点越过此报警线时,控制系统发出声光报警。当工作点在报警线和放风线之间时，报警声停止，只有报警闪烁，当操作

6、点越过放风线时，控制器输出一个4-20mA信号使防喘振阀打开一定角度，当操作点越过VG增益线(设在放风线上方)，控制器增加开环控制器的输出，使放风阀更快速打开。当操作点到达VG线时，控制系统发出声光报警。安全线(设在增益线上方)SL能旁路所有控制器，紧急打开放风阀。控制线包括增益线和安全线4放空阀快开慢关控制单元从喘振控制系统的原理可以看出，该系统属调节系统，它的调节过程是这样的：设风机为恒流量控制。如果管网阻力增大引起风机出口压力P2升高，当P2>f(dPl/con)时，调节器输入负偏差，则输出值由+20MA下降，使放空阀打开,以消除喘振。放空阀的打开势必引起P2下降，当P2