宣鋼AV80高爐鼓風(fēng)機(jī)控制功能設(shè)計(jì)

摘 要：簡要介紹了高爐鼓風(fēng)機(jī)組設(shè)備特性及工藝流程。根據(jù)高爐鼓風(fēng)機(jī)的性能和控制要求，對計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行選型并確定設(shè)計(jì)原理和硬件結(jié)構(gòu)方案。

關(guān)鍵詞：分布式控制系統(tǒng)；鼓風(fēng)機(jī)組控制；高爐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.022

0 引言

高爐鼓風(fēng)機(jī)作為煉鐵過程中的核心動力設(shè)備，其工作性能與穩(wěn)定性在高爐冶煉的過程中就顯得尤為重要。在鼓風(fēng)機(jī)的控制方面，我廠現(xiàn)有的高爐鼓風(fēng)機(jī)在檢測控制方面仍然使用單回路常規(guī)儀表控制，常規(guī)儀器儀表控制存在檢測精度低、穩(wěn)定性差等弊端。因此，在高爐鼓風(fēng)機(jī)的控制過程中，如何采用科學(xué)、先進(jìn)的控制策略和控制措施，保障高爐鼓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，減少故障率和停機(jī)率，對高爐生產(chǎn)正常進(jìn)行和產(chǎn)量的提高具有重要意義。

1 宣鋼AV80高爐鼓風(fēng)機(jī)

1.1 AV80鼓風(fēng)機(jī)組典型結(jié)構(gòu)

宣鋼高爐鼓風(fēng)機(jī)組選用的是陜西鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的AV80-16軸流壓縮機(jī)。靜葉是由一套液壓伺服機(jī)構(gòu)來進(jìn)行調(diào)整，為之配套的是一套自動化控制儀表和一套12Mpa的高壓動力油系統(tǒng)，液壓伺服機(jī)構(gòu)由裝在壓縮機(jī)氣缸兩側(cè)的伺服馬達(dá)及傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)成。

1.2 AV80鼓風(fēng)機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

AV80-16全靜葉可調(diào)軸流式壓縮機(jī)控制系統(tǒng)采用2個現(xiàn)場控制器AC800F來實(shí)現(xiàn)控制器1：l 冗余，包括冗余的控制器和I/O站。操作員站的軟件采用工控軟件DIGIVIS來開發(fā)，其操作系統(tǒng)采用WINDOWS XP。

2 AV80高爐鼓風(fēng)機(jī)控制功能設(shè)計(jì)

宣鋼動力廠AV80高爐鼓風(fēng)機(jī)自控系統(tǒng)選用德國ABB公司生產(chǎn)的AC800F控制系統(tǒng)，編程軟件選用Control Build F，通過CBF軟件的組態(tài)編程主要完成以下控制功能：

數(shù)據(jù)采集功能、自動控制系統(tǒng)、報警功能、性能參數(shù)的屏幕顯示、過程通訊。

機(jī)組啟動控制設(shè)計(jì)。鼓風(fēng)機(jī)組使靜止的高爐鼓風(fēng)機(jī)組逐漸過渡到承擔(dān)一定負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程，稱為鼓風(fēng)機(jī)組的啟動[2]。高爐鼓風(fēng)機(jī)組的啟動過程，可化分為幾個操作階段：暖管、輔機(jī)啟動、沖動轉(zhuǎn)子、低速暖機(jī)、升速、并列和接帶負(fù)荷等。機(jī)組允許啟動條件具備之后，“機(jī)組啟動待命”指示標(biāo)志變?yōu)榧t色。或者有某項(xiàng)條件不滿足時，點(diǎn)擊“強(qiáng)制啟動”按鈕，如“實(shí)驗(yàn)按鈕復(fù)位”指示標(biāo)志為灰色時，點(diǎn)擊“存儲器復(fù)位”按鈕，使“實(shí)驗(yàn)按鈕復(fù)位”指示標(biāo)志變?yōu)榧t色，點(diǎn)擊下方“啟動按鈕”后，“汽機(jī)閉鎖解除”指示標(biāo)志變?yōu)榧t色后，待汽機(jī)轉(zhuǎn)速大于3800轉(zhuǎn)，則“汽機(jī)轉(zhuǎn)速正常”指示標(biāo)志變?yōu)榧t色，上述三個條件都滿足后，點(diǎn)擊“存儲器復(fù)位”按鈕后，“風(fēng)機(jī)閉鎖解除”指示標(biāo)志變?yōu)榧t色。至此，機(jī)組啟動結(jié)束。

汽輪機(jī)側(cè)啟動：崗位操作人員確認(rèn)完成潤滑油系統(tǒng)檢查、動力油系統(tǒng)檢查、汽水系統(tǒng)檢查、風(fēng)系統(tǒng)檢查、調(diào)速系統(tǒng)檢查、鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)檢查等常規(guī)檢查后，先開啟汽機(jī)頂升油泵和風(fēng)機(jī)頂升油泵，待壓力正常后，啟動盤車油泵，機(jī)組進(jìn)入盤車暖管運(yùn)行階段。盤車結(jié)束，機(jī)組各項(xiàng)啟動參數(shù)正常之后，崗位操作人員點(diǎn)擊“啟動按鈕”，并投入調(diào)速系統(tǒng)Woodward505。

鼓風(fēng)機(jī)側(cè)啟動：風(fēng)機(jī)閉鎖解除后，通過程序的編制，邏輯控制會自動釋放軸流壓縮機(jī)靜葉、逆止閥、防喘閥三個裝置的鎖定狀態(tài)[3]。全面檢查機(jī)組的運(yùn)行情況，確認(rèn)無異常時，等待高爐下達(dá)的送風(fēng)指令，軸流壓縮機(jī)方可進(jìn)入向高爐送風(fēng)的工作狀態(tài)。此時，應(yīng)該注意確認(rèn)防喘閥是否全開，逆止閥及送風(fēng)閥門、聯(lián)通閥門是否關(guān)閉，靜葉角度是否關(guān)至22度。確認(rèn)無誤后，依次打開聯(lián)通門、送風(fēng)門，按下“自動操作”按鈕，將靜葉開至一定角度，防喘振控制器切換到收到位置，關(guān)閉防喘閥，隨著防喘閥的逐漸關(guān)閉，密切注意負(fù)荷增加情況。根據(jù)工況點(diǎn)在運(yùn)行工況畫面所處的位置，靈活調(diào)整靜葉角開度，以保證順利為高爐供風(fēng)。

3 輔機(jī)控制功能的軟件實(shí)現(xiàn)

在高爐鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)可以控制的輔機(jī)設(shè)備主要有動力油泵、潤滑油泵、冷凝泵以及機(jī)組盤車裝置、電加熱器等設(shè)備。

3.1 動力油泵聯(lián)鎖

動力油站的主要作用是為靜葉系統(tǒng)提供動力油。

動力油泵的聯(lián)鎖控制主要實(shí)現(xiàn)如下功能。即：在機(jī)組正常運(yùn)行過程中，只有一臺動力油泵處于運(yùn)行狀態(tài)，另外一臺動力油泵投入聯(lián)鎖，作為備用泵隨時待命準(zhǔn)備啟動。如果工作的動力油泵突然出現(xiàn)故障停止運(yùn)行，則根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的邏輯啟動關(guān)系，另一臺動力油泵立即啟動，以保證動力油系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外一種情況是在工作狀態(tài)下，若動力油壓力低于11Mpa，控制系統(tǒng)自動啟動動備用泵，使動力油壓力保持在系統(tǒng)所需壓力的范圍之內(nèi)，當(dāng)動力油壓力高于12Mpa時，控制系統(tǒng)自動停止備用動力油泵。避免出現(xiàn)兩臺動力油泵同時啟動，動力油壓力過高的狀況出現(xiàn)。

3.2 潤滑油泵聯(lián)鎖

潤滑油站聯(lián)鎖控制中所涉及的設(shè)備有一臺直流油泵（事故油泵），該泵的作用是當(dāng)交流油泵和主油泵出現(xiàn)故障時，直流油泵啟動，為潤滑油總管提供潤滑油。

開機(jī)前，首先啟動電動交流油泵（輔助油泵），該油泵有兩路油路，其中一路通過冷油器、濾油器后為潤滑油總管及高位油箱供油。另一路通過調(diào)節(jié)油濾油器為速關(guān)閥提供保安油、為電液轉(zhuǎn)換器提供二次油、為油動機(jī)提供調(diào)節(jié)油。

潤滑油系統(tǒng)的控制主要包括潤滑油總管壓力的檢測和壓力低報警的判斷、潤滑油泵啟動停止的聯(lián)鎖控制和潤滑油溫度加熱器的自動控制。

4 總結(jié)

經(jīng)試運(yùn)行，宣鋼AV80鼓風(fēng)機(jī)組及其附屬設(shè)備運(yùn)行狀況良好，各運(yùn)行參數(shù)在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，所設(shè)計(jì)的控制方案很大程度的滿足了宣鋼動力廠的生產(chǎn)要求，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊詩成.軸流風(fēng)機(jī)[M].高等教育出版社，1995.

[2]張壽榮，銀漢.中國高爐煉鐵現(xiàn)狀和存在的問題[J].鋼鐵，2007，42（09）：1-8.

[3]牛志霖.關(guān)于中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展問題的思考[J].北京建筑工程學(xué)院學(xué)，010，26（03）：8-12.

[4]司紅波，范彩霞，黃汝科，王珂.高爐鼓鳳機(jī)自動控制及保護(hù)功能的研究與分析[J].冶金動力，2008（05）：55-58.

作者簡介：石永芳（1982-），女，碩士研究生，工程師。