宣鋼AV80高爐鼓風機控制功能設計

摘 要：簡要介紹了高爐鼓風機組設備特性及工藝流程。根據高爐鼓風機的性能和控制要求，對計算機控制系統進行選型并確定設計原理和硬件結構方案。

關鍵詞：分布式控制系統；鼓風機組控制；高爐

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

0 引言

高爐鼓風機作為煉鐵過程中的核心動力設備，其工作性能與穩定性在高爐冶煉的過程中就顯得尤為重要。在鼓風機的控制方面，我廠現有的高爐鼓風機在檢測控制方面仍然使用單回路常規儀表控制，常規儀器儀表控制存在檢測精度低、穩定性差等弊端。因此，在高爐鼓風機的控制過程中，如何采用科學、先進的控制策略和控制措施，保障高爐鼓風機的正常運行，減少故障率和停機率，對高爐生產正常進行和產量的提高具有重要意義。

1 宣鋼AV80高爐鼓風機

1.1 AV80鼓風機組典型結構

宣鋼高爐鼓風機組選用的是陜西鼓風機廠生產的AV80-16軸流壓縮機。靜葉是由一套液壓伺服機構來進行調整，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，液壓伺服機構由裝在壓縮機氣缸兩側的伺服馬達及傳動機構構成。

1.2 AV80鼓風機計算機控制系統結構

AV80-16全靜葉可調軸流式壓縮機控制系統采用2個現場控制器AC800F來實現控制器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，其操作系統采用WINDOWS XP。

2 AV80高爐鼓風機控制功能設計

宣鋼動力廠AV80高爐鼓風機自控系統選用德國ABB公司生產的AC800F控制系統，編程軟件選用Control Build F，通過CBF軟件的組態編程主要完成以下控制功能：

數據采集功能、自動控制系統、報警功能、性能參數的屏幕顯示、過程通訊。

機組啟動控制設計。鼓風機組使靜止的高爐鼓風機組逐漸過渡到承擔一定負荷的運轉狀態的過程，稱為鼓風機組的啟動[2]。高爐鼓風機組的啟動過程，可化分為幾個操作階段：暖管、輔機啟動、沖動轉子、低速暖機、升速、并列和接帶負荷等。機組允許啟動條件具備之后，“機組啟動待命”指示標志變為紅色。或者有某項條件不滿足時，點擊“強制啟動”按鈕，如“實驗按鈕復位”指示標志為灰色時，點擊“存儲器復位”按鈕，使“實驗按鈕復位”指示標志變為紅色，點擊下方“啟動按鈕”后，“汽機閉鎖解除”指示標志變為紅色后，待汽機轉速大于3800轉，則“汽機轉速正常”指示標志變為紅色，上述三個條件都滿足后，點擊“存儲器復位”按鈕后，“風機閉鎖解除”指示標志變為紅色。至此，機組啟動結束。

汽輪機側啟動：崗位操作人員確認完成潤滑油系統檢查、動力油系統檢查、汽水系統檢查、風系統檢查、調速系統檢查、鼓風機控制系統檢查等常規檢查后，先開啟汽機頂升油泵和風機頂升油泵，待壓力正常后，啟動盤車油泵，機組進入盤車暖管運行階段。盤車結束，機組各項啟動參數正常之后，崗位操作人員點擊“啟動按鈕”，并投入調速系統Woodward505。

鼓風機側啟動：風機閉鎖解除后，通過程序的編制，邏輯控制會自動釋放軸流壓縮機靜葉、逆止閥、防喘閥三個裝置的鎖定狀態[3]。全面檢查機組的運行情況，確認無異常時，等待高爐下達的送風指令，軸流壓縮機方可進入向高爐送風的工作狀態。此時，應該注意確認防喘閥是否全開，逆止閥及送風閥門、聯通閥門是否關閉，靜葉角度是否關至22度。確認無誤后，依次打開聯通門、送風門，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，關閉防喘閥，隨著防喘閥的逐漸關閉，密切注意負荷增加情況。根據工況點在運行工況畫面所處的位置，靈活調整靜葉角開度，以保證順利為高爐供風。

3 輔機控制功能的軟件實現

在高爐鼓風機控制系統中，計算機可以控制的輔機設備主要有動力油泵、潤滑油泵、冷凝泵以及機組盤車裝置、電加熱器等設備。

3.1 動力油泵聯鎖

動力油站的主要作用是為靜葉系統提供動力油。

動力油泵的聯鎖控制主要實現如下功能。即：在機組正常運行過程中，只有一臺動力油泵處于運行狀態，另外一臺動力油泵投入聯鎖，作為備用泵隨時待命準備啟動。如果工作的動力油泵突然出現故障停止運行，則根據控制系統設計的邏輯啟動關系，另一臺動力油泵立即啟動，以保證動力油系統的正常運行。另外一種情況是在工作狀態下，若動力油壓力低于11Mpa，控制系統自動啟動動備用泵，使動力油壓力保持在系統所需壓力的范圍之內，當動力油壓力高于12Mpa時，控制系統自動停止備用動力油泵。避免出現兩臺動力油泵同時啟動，動力油壓力過高的狀況出現。

3.2 潤滑油泵聯鎖

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

開機前，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。另一路通過調節油濾油器為速關閥提供保安油、為電液轉換器提供二次油、為油動機提供調節油。

潤滑油系統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鎖控制和潤滑油溫度加熱器的自動控制。

4 總結

經試運行，宣鋼AV80鼓風機組及其附屬設備運行狀況良好，各運行參數在設計范圍之內，所設計的控制方案很大程度的滿足了宣鋼動力廠的生產要求，達到了預期設計目的。

參考文獻：

[1]楊詩成.軸流風機[M].高等教育出版社，1995.

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

[3]牛志霖.關于中國鋼鐵工業發展問題的思考[J].北京建筑工程學院學，010，26（03）：8-12.

[4]司紅波，范彩霞，黃汝科，王珂.高爐鼓鳳機自動控制及保護功能的研究與分析[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。