AV71-15汽輪鼓風(fēng)機(jī)增級(jí)擴(kuò)容改造與自控系統(tǒng)升級(jí)

張 濤

（河鋼宣鋼設(shè)備能源部，河北 張家口 075100）

宣鋼設(shè)備能源部通過與設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)行溝通和參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)，將目前停用的AV71-15汽輪鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行增級(jí)擴(kuò)容改造與自控系統(tǒng)升級(jí)。在保證汽輪機(jī)功率不變的條件下，鼓風(fēng)機(jī)增加第16級(jí)動(dòng)葉片，保證改造后的軸流風(fēng)機(jī)動(dòng)力學(xué)性能及使用壽命不變，改造后的AV71-16風(fēng)機(jī)可作為AV80風(fēng)機(jī)的備用風(fēng)機(jī)，并且軸系中的軸振動(dòng)、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(yōu)化設(shè)計(jì)改造原則，嚴(yán)格改造及檢修過程控制，改造后實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

1 機(jī)組增級(jí)改造性能參數(shù)對(duì)比

1.1 改造前機(jī)組性能參數(shù)（見表1）

表1 AV71-15汽輪鼓風(fēng)機(jī)改造前性能參數(shù)

1.2 改造后機(jī)組性能參數(shù)（見表2）

表2 AV71-15汽輪鼓風(fēng)機(jī)改造后性能參數(shù)

2 增級(jí)改造效果

增級(jí)改造后，增加了送風(fēng)的軸向推力，風(fēng)機(jī)做功能力增加，風(fēng)壓增高，風(fēng)量增加。同時(shí)，保證了改造后的設(shè)備動(dòng)力學(xué)性能及使用壽命不變，改造后的AV71-16風(fēng)機(jī)可作為AV80風(fēng)機(jī)的備用風(fēng)機(jī)。

3 自控系統(tǒng)升級(jí)改造

3.1 AV71鼓風(fēng)機(jī)原控制系統(tǒng)

AV71鼓風(fēng)機(jī)采用的是西門子400冗余控制系統(tǒng)，原有控制系統(tǒng)采用單1613網(wǎng)卡、單工業(yè)以太網(wǎng)通訊，目前自動(dòng)控制系統(tǒng)更新?lián)Q代較快，支持1613網(wǎng)卡帶PCI插槽的控制設(shè)備逐步淘汰，一旦主機(jī)等設(shè)備出現(xiàn)故障或損壞，或通訊方式中斷，恢復(fù)起來耗時(shí)耗力，且影響崗位運(yùn)行操作。

3.2 AV71鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)改造

（1）升級(jí)西門子軟件版本，下位機(jī)軟件從STEP7V5.4升級(jí)到STEP7 V5.5，上位機(jī)軟件從WINCCV6.2升級(jí)到WINCCV7.0，將操作員站與控制器之間的通訊方式由單CP1613網(wǎng)卡、單工業(yè)以太網(wǎng)通訊改為TCP/IP冗余通訊模式，增加相應(yīng)組件并優(yōu)化控制程序，提高可維護(hù)性。

（2）優(yōu)化控制系統(tǒng)通訊方式，原有控制系統(tǒng)通訊方式見圖1。

圖1 原有網(wǎng)絡(luò)通訊圖

這種通訊方式應(yīng)用一個(gè)CP443與兩臺(tái)主機(jī)1613網(wǎng)卡連接組成工業(yè)以太網(wǎng)，中控室操作員站與PLC之間、PLC與PLC之間通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，傳輸速率為100M/bps。工業(yè)以太網(wǎng)提供符合國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3(以太網(wǎng))的強(qiáng)有力的單元網(wǎng)絡(luò)。但是由于現(xiàn)在的主機(jī)大多數(shù)只有普通網(wǎng)卡，帶1613網(wǎng)卡的備機(jī)幾乎沒有，一旦網(wǎng)絡(luò)通訊出現(xiàn)問題，備機(jī)無法快速到位，而且恢復(fù)起來耗時(shí)長，配置復(fù)雜，維護(hù)不方便，影響設(shè)備運(yùn)行，因此改為普通網(wǎng)卡構(gòu)成的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，更改后的網(wǎng)絡(luò)配置見圖2。

圖2 優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)通訊圖

優(yōu)化后的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)由兩塊CP443通過交換機(jī)與主機(jī)普通網(wǎng)卡組成，設(shè)置合適的IP地址就可以實(shí)現(xiàn)冗余網(wǎng)絡(luò)連接，更改后這種通訊方式在保證原有通訊冗余性和穩(wěn)定性的同時(shí)，可以節(jié)省一塊CP1613。同時(shí)，以后如果計(jì)算機(jī)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(xiàn)在主流的容錯(cuò)冗余通訊方式，可以實(shí)現(xiàn)控制器間的毫秒級(jí)切換，當(dāng)其中一個(gè)控制器或者一個(gè)主機(jī)出現(xiàn)問題時(shí)，都不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

4 整體改造效果

AV71-15汽輪鼓風(fēng)機(jī)增級(jí)擴(kuò)容改造與自控系統(tǒng)升級(jí)實(shí)施后，在高爐正常工況條件下，設(shè)備風(fēng)壓升高，風(fēng)量增加2萬m3/h，使機(jī)組適應(yīng)性增強(qiáng)，提高了高爐冶煉生產(chǎn)的穩(wěn)定性。在滿足高爐冶煉需要的同時(shí)，擴(kuò)大了安全運(yùn)行區(qū)域，實(shí)現(xiàn)以生產(chǎn)需求為基礎(chǔ)，風(fēng)量、風(fēng)壓的靈活匹配調(diào)節(jié)，避免了冷風(fēng)擴(kuò)散，單耗降低，提高了機(jī)組運(yùn)行效率和可靠性。自控系統(tǒng)升級(jí)使設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性全面提升，為后續(xù)維護(hù)提供了方便。同時(shí)使設(shè)備運(yùn)行更加良好，整體控制系統(tǒng)的優(yōu)化控制，大大降低了設(shè)備故障率，為AV71鼓風(fēng)機(jī)安全正常運(yùn)行提供保障。

5 結(jié)語

文章重點(diǎn)汽輪鼓風(fēng)機(jī)機(jī)組的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，增級(jí)改造前與改造后的性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，AV71鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)完成升級(jí)后主機(jī)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通訊方式得到了改變，使得高爐冶煉生產(chǎn)達(dá)到預(yù)期效果。