高爐鼓風(fēng)機(jī)站冷風(fēng)撥風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

【摘要】介紹了某鋼廠三臺(tái)1080m3高爐冷風(fēng)撥風(fēng)系統(tǒng)的工作原理和自動(dòng)控制流程。該冷風(fēng)撥風(fēng)系統(tǒng)投入運(yùn)行后，避免了因風(fēng)機(jī)故障突然停風(fēng)而導(dǎo)致的高爐風(fēng)口、吹管、彎頭大灌渣的生產(chǎn)事故的發(fā)生，減少事故損失。

【關(guān)鍵詞】高爐；冷風(fēng)撥風(fēng)系統(tǒng)；風(fēng)機(jī)；風(fēng)口

1、前言

某鋼鐵集團(tuán)股份有限公司煉鐵廠3座1080m3高爐分別配三臺(tái)風(fēng)量2650Nm3/min汽拖軸流風(fēng)機(jī)3臺(tái)和電拖風(fēng)機(jī)1臺(tái)。正常生產(chǎn)情況下3臺(tái)汽拖軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行1臺(tái)電拖風(fēng)機(jī)備用。尤其在高爐出鐵前后，風(fēng)機(jī)突然停風(fēng)往往導(dǎo)致高爐風(fēng)口、直吹管、彎頭大灌渣等重大生產(chǎn)事故，針對(duì)風(fēng)機(jī)有可能突然停風(fēng)的情況而備用離心風(fēng)機(jī)啟動(dòng)未完全滿足風(fēng)量之前，需要在3座1080m3高爐冷風(fēng)系統(tǒng)之間設(shè)置了撥風(fēng)系統(tǒng)裝置。

2、工藝流程概述

冷風(fēng)供風(fēng)方式采取母管制。正常運(yùn)行時(shí)，1臺(tái)汽拖軸流風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)1座高爐，電拖風(fēng)機(jī)備用。每臺(tái)風(fēng)機(jī)都設(shè)有電動(dòng)送風(fēng)閥，三條冷風(fēng)母管上都有聯(lián)絡(luò)閥。在三條母管之間增設(shè)了三套冷風(fēng)撥風(fēng)系統(tǒng)，見圖1。

3、撥風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

本系統(tǒng)有三套撥風(fēng)系統(tǒng)組成，每套撥風(fēng)系統(tǒng)有三個(gè)閥門（兩個(gè)電動(dòng)撥風(fēng) 閥和一個(gè)氣動(dòng)撥風(fēng)閥）組成，詳見圖1（冷風(fēng)撥風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)控制流程），當(dāng)汽拖風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)閥門處于開狀態(tài)，氣動(dòng)閥處于關(guān)狀態(tài).如果向2#高爐送風(fēng)的汽拖風(fēng)機(jī)故障停機(jī)，則開氣動(dòng)撥風(fēng)閥HV1201（可手/自動(dòng)切換），有1#高爐冷風(fēng)管道向2#高爐冷風(fēng)管道送風(fēng)，待電拖風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，當(dāng)1#，2#送風(fēng)管道壓力不小于0.4MPa（此參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整）時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)撥風(fēng)閥V1203，直到關(guān)到位，再關(guān)氣動(dòng)撥風(fēng)閥HV1201，然后開電動(dòng)撥風(fēng)閥V1202，V1203（可手/自動(dòng)切換）.當(dāng)然也可以由3#汽拖風(fēng)機(jī)向2#氣拖風(fēng)機(jī)供風(fēng)原理同上，其他高爐汽拖風(fēng)機(jī)故障時(shí)請(qǐng)參照以上程序操作。這樣可以避免高爐因突然停風(fēng)風(fēng)口灌渣事故的發(fā)生，并有效避免因停風(fēng)而使?fàn)t內(nèi)煤氣倒流到風(fēng)機(jī)發(fā)生事故的可能性。

4、檢測(cè)和控制內(nèi)容

該系統(tǒng)管路非常簡(jiǎn)單，通常為一根撥風(fēng)管道上串聯(lián)設(shè)置三道閥門（2臺(tái)電動(dòng)撥風(fēng)閥一臺(tái)氣動(dòng)撥風(fēng)閥），但其控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，須全面考慮各種事故的發(fā)生情況，對(duì)其做出正確判斷，才能保證高爐冷風(fēng)撥風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。下面，結(jié)合某鋼鐵公司的實(shí)際情況，闡述撥風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

此撥風(fēng)控制系統(tǒng)需檢測(cè)顯示三根送風(fēng)管道上的風(fēng)壓、檢測(cè)顯示撥風(fēng)管撥風(fēng)閥各個(gè)電動(dòng)閥門的狀態(tài)，根據(jù)顯示的風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)和高爐休風(fēng)的狀態(tài)信號(hào)由操作員（此時(shí)為手動(dòng)狀態(tài)）或計(jì)算機(jī)判斷（此時(shí)為自動(dòng)、半自動(dòng)狀態(tài)）是否啟動(dòng)撥風(fēng)閥并確定撥風(fēng)閥閥位。計(jì)算機(jī)控制的連鎖條件主要由送風(fēng)管道上的風(fēng)壓狀態(tài)和高爐休風(fēng)狀態(tài)決定。

5、控制系統(tǒng)及儀表的配置

實(shí)時(shí)監(jiān)視3臺(tái)高爐鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況，檢測(cè)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行輸風(fēng)量平穩(wěn)狀況?？勺詣?dòng)、手動(dòng)、半自動(dòng)控制電動(dòng)閥、撥風(fēng)閥的動(dòng)作、開閉角度。當(dāng)1臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)故障停機(jī)或轉(zhuǎn)為安全模式時(shí)，自動(dòng)為高爐平穩(wěn)撥風(fēng)。實(shí)時(shí)顯示撥風(fēng)系統(tǒng)的狀態(tài)、系統(tǒng)是否具備撥風(fēng)條件。如遇突發(fā)事件可進(jìn)行人為緊急撥風(fēng)操作。

PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成：在風(fēng)機(jī)送風(fēng)管上設(shè)置壓力變送器。在儀表控制臺(tái)上安裝聲光報(bào)警器和手操器及按鈕，用于主要參數(shù)報(bào)警和撥風(fēng)閥的手動(dòng)操作。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用西門子S7—300PLC和工控機(jī)，由PLC完成信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換、報(bào)警以及撥風(fēng)連鎖條件的邏輯判斷和撥風(fēng)閥位給定；工控機(jī)對(duì)各種主要參數(shù)進(jìn)行顯示、報(bào)警、趨勢(shì)記錄和報(bào)表打印。PLC部分由電源模板、CPU模板、模擬量輸人與輸出模板、數(shù)字量輸人與輸出模板組成?？刂剖抑糜诂F(xiàn)有廠房?jī)?nèi)，并在各風(fēng)機(jī)操作室設(shè)撥風(fēng)按鈕。

6、結(jié)束語(yǔ)

本套撥風(fēng)控制方案以冷風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)壓參數(shù)為主，結(jié)合了高爐的生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，較為全面地考慮了事故發(fā)生的各種情況，能夠較好地保證高爐冷風(fēng)系統(tǒng)的供應(yīng)。實(shí)際投人運(yùn)行后，因冷風(fēng)斷供發(fā)生的事故基本降為零。

作者簡(jiǎn)介

董江波（1980.12-），男，漢族，河北省石家莊市人，工程師，從事鋼鐵行業(yè)自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)工作。