AV71-15汽輪鼓風機增級擴容改造與自控系統升級

張 濤

（河鋼宣鋼設備能源部，河北 張家口 075100）

宣鋼設備能源部通過與設備生產廠家進行溝通和參數計算設計，將目前停用的AV71-15汽輪鼓風機進行增級擴容改造與自控系統升級。在保證汽輪機功率不變的條件下，鼓風機增加第16級動葉片，保證改造后的軸流風機動力學性能及使用壽命不變，改造后的AV71-16風機可作為AV80風機的備用風機，并且軸系中的軸振動、軸位移、軸瓦溫度等一次儀表利舊。在保證以上要求的前提下，采用優化設計改造原則，嚴格改造及檢修過程控制，改造后實現了設備的穩定可靠運行。

1 機組增級改造性能參數對比

1.1 改造前機組性能參數（見表1）

表1 AV71-15汽輪鼓風機改造前性能參數

1.2 改造后機組性能參數（見表2）

表2 AV71-15汽輪鼓風機改造后性能參數

2 增級改造效果

增級改造后，增加了送風的軸向推力，風機做功能力增加，風壓增高，風量增加。同時，保證了改造后的設備動力學性能及使用壽命不變，改造后的AV71-16風機可作為AV80風機的備用風機。

3 自控系統升級改造

3.1 AV71鼓風機原控制系統

AV71鼓風機采用的是西門子400冗余控制系統，原有控制系統采用單1613網卡、單工業以太網通訊，目前自動控制系統更新換代較快，支持1613網卡帶PCI插槽的控制設備逐步淘汰，一旦主機等設備出現故障或損壞，或通訊方式中斷，恢復起來耗時耗力，且影響崗位運行操作。

3.2 AV71鼓風機控制系統升級改造

（1）升級西門子軟件版本，下位機軟件從STEP7V5.4升級到STEP7 V5.5，上位機軟件從WINCCV6.2升級到WINCCV7.0，將操作員站與控制器之間的通訊方式由單CP1613網卡、單工業以太網通訊改為TCP/IP冗余通訊模式，增加相應組件并優化控制程序，提高可維護性。

（2）優化控制系統通訊方式，原有控制系統通訊方式見圖1。

圖1 原有網絡通訊圖

這種通訊方式應用一個CP443與兩臺主機1613網卡連接組成工業以太網，中控室操作員站與PLC之間、PLC與PLC之間通過工業以太網交換機連接，傳輸速率為100M/bps。工業以太網提供符合國際標準IEEE 802.3(以太網)的強有力的單元網絡。但是由于現在的主機大多數只有普通網卡，帶1613網卡的備機幾乎沒有，一旦網絡通訊出現問題，備機無法快速到位，而且恢復起來耗時長，配置復雜，維護不方便，影響設備運行，因此改為普通網卡構成的TCP/IP網絡，更改后的網絡配置見圖2。

圖2 優化后網絡通訊圖

優化后的TCP/IP網絡由兩塊CP443通過交換機與主機普通網卡組成，設置合適的IP地址就可以實現冗余網絡連接，更改后這種通訊方式在保證原有通訊冗余性和穩定性的同時，可以節省一塊CP1613。同時，以后如果計算機損壞，可以更方便更快速的更換操作員站，這種通訊方式也是現在主流的容錯冗余通訊方式，可以實現控制器間的毫秒級切換，當其中一個控制器或者一個主機出現問題時，都不會影響到整個系統的運行。

4 整體改造效果

AV71-15汽輪鼓風機增級擴容改造與自控系統升級實施后，在高爐正常工況條件下，設備風壓升高，風量增加2萬m3/h，使機組適應性增強，提高了高爐冶煉生產的穩定性。在滿足高爐冶煉需要的同時，擴大了安全運行區域，實現以生產需求為基礎，風量、風壓的靈活匹配調節，避免了冷風擴散，單耗降低，提高了機組運行效率和可靠性。自控系統升級使設備運行的安全性和穩定性全面提升，為后續維護提供了方便。同時使設備運行更加良好，整體控制系統的優化控制，大大降低了設備故障率，為AV71鼓風機安全正常運行提供保障。

5 結語

文章重點汽輪鼓風機機組的相關參數進行分析，增級改造前與改造后的性能參數進行對比，AV71鼓風機控制系統完成升級后主機設備的網絡通訊方式得到了改變，使得高爐冶煉生產達到預期效果。