高炉轴流风机防喘振控制优化及实施

上 ，形成耐磨板 ，然后再根据需 要 卷 制成不 同的衬 套镶嵌在接管 及调 节蝶 阀内 ，从而提 高半净煤 气调压 阀组 抗冲刷的能 力。 通 过 三 维 模 拟 及 用 户现 场 使 用 ，增加 导流柱和耐 磨衬套的半净 煤气调 压阀组使用 寿命较改进前的
用寿命短的瓶颈问题。新型半净煤气调压阀组的研制，可有效降低炼铁高
行 ，另 一方面可能制约 风机供风能力的充分发挥 。
高炉鼓 风机是 高炉炼铁 生产的 关键动 力设备 ，为确保鼓风 机的安 全稳定运 行，在其控制 系统 中必须 配备防喘振 自动控 制 ，并应 兼顾高 炉生产 、机组 安全 、节能 降耗等各
方因 素，高炉作为鼓风 机供风的 负 载 ，Ｉ 炉内状 况瞬息万变 ，鼓风阻 力
【 关 键 词 】 轴 流 风 机 防 喘
振 优化 实 施
振控 制 侧重于保护 鼓风机 ，加之 防喘振控 制品质 不高 ，２ ０ １ ０ 年 投产以 来 ， 防喘振控 制系统运行状况不甚理想 ，主要表现在 以 下几方面。
一
、
前言
１ ）防喘阀开 度基本在 ｌ Ｏ ％左右 ，轴流 风机经常处 于放 风状态 ， 造 成大 量无谓能量损失 ，放风噪声污染严 重。 ２ ）防喘振的控 制品 质有 待提 高 ：一旦高炉路 况不顺 ，鼓 风阻 力增 大使 风机 工况点进 入调节 区时 ，通 常是采 用人 工紧急干预 打开防 喘阀 ，使工况 点 回到稳定工作区 ，保守的安全意识使 工况点总是远 离防喘振线 。 ３ ）不 同人 口温度对 风机 喘振 性能 有较 大影 响 ，采 用 固定 的喘振 性能 曲线 不能真 实地反映 风机喘 振性能 ，一 方面 可能影 响 风机 的安全 、稳定运
为计算依据 ，采用 的常规 的Ｐ Ｉ Ｄ 运
算 ，虽然可以在工 况点跃过防喘线 时迅速 地打开放空 阀 ，但无法使 工 况 点在响应线附近 被稳 定控制 ，难 以实现精 确控制 。 （ ２ ）变比例变积分相结合 为
变扰动成 为可能 ；Ｐ Ｌ Ｃ 丰富的运算和编程功 能可以实现各种先进控 制算 法 ，
高炉轴流风机防喘振控制优化及实施
萍 乡钢铁 公 司 （ 江西 ３ ３ ７ ０ １ ９ ） 龚 月明 李金华 华优 基
【 摘
要ｌ 针对萍钢４ 高炉
发生扰 动 ，控 制 系统 将使防 喘振 阀动作 ，就 会在高 炉意外 崩料和 风机喘振 之间处于两难 的境地 ，本文以萍 乡钢铁 公司４ 高炉鼓风机的防喘振控制优 化 为例 ，阐述 控制 系统在防喘 振调 节过程 中如何保 证送风压 力的 稳定性 ，存 安全运 行前提下 充分发挥 风机能 力，进而 为高炉稳产 、高 产奠 定基础。
气调压阀组 ，秦冶 重工有限公司还
结 构得到 了很大的提 高 ，均可以达 到一年半 以上 ，较 国外的 同类 产品性 能 也 有了很 大的提 高。
往调 压阀组的接管 及调节蝶 阀内壁 镶嵌耐 磨衬套 。耐 磨讨套是将耐 磨
合金分 层堆焊 在３ ～５ ｍｍ厚的钢 板
四．结语
导流 桂的 引入打破 了传统 的思维方 式 ，变适应 气流为改 变气流 ，所起 到的效 果也非 常明显 ，很好地 解决 了冶 金行 业存在的 半净煤 气调 压阀组使
鼓风机存在的 问题 ，阐明 了防喘振
控 制 优 化 的 方 案 ， 包括 工 况 点 沿 防
喘 线精 确控 制 ，入 口温度对喉部 差
压 、 出 口压 力 的补 偿 ，提 出 了控 制
优 化的具体 实施方法 ，优化达 到 了
预 期 目标
＝、存在的问题
萍 乡钢 铁公 司４ 高炉 采 Ａ Ｖ ４ ５ —１ ３ 全静叶可 调式轴流 风机 ，由于防喘
喘振 阀具有 叮靠 的快开性 能 ，一旦 压力过高 ，可 释放 由于 喘振 引起的 压力 波动 ；防喘 振阀 应具有 良好的调 节性 能 ，当运行 点接近 防喘振线 时 ，能 充
分调 节流 量以防止 起浪 点 ；防喘 阀应具 备 灵敏的阶 跃响应 ，超调 应限制 在 最小 ， 可满 足风 机在起 动和 停车 时的压 力 、流量 变化 。４ 高炉鼓风 机采 用 ｉ ｆ ｓ ｈ ｅ ｒ ｌ １ ￣喘 阀，可以较好地满足上述要 求。
炉 的休风率 ，提高 了高炉 的生产效 率 。新技 术的 应用使此 类阀 门的品 质有 ｒ 很 大的提高 ，打破 了此类 阀门主 要依靠进 口的 壁垒 ，为国内 各大钢铁 企
业的技术 发展提供 了借鉴。ＧＭ （ 收稿 日期 ：２ ０ １ ３ ／ １ ０ ／ ２ ４ ）
Ｇ Ｍ 矗 用 栅 麓 、 、 ＿ 、 、 ｎ ｒ ｔ ｙ ｉ ｘ （ Ｏ ｌ ｌ ｌ ２ ０ １ ３ 年 第１ 】 期
了解决快 速防喘动 作和 稳定高炉 风 压之 间的矛盾 ，采 用非对称控制的 快开慢 关来控制防喘 阀的动作 。当
风机 工况 点处于防喘振 线的右下侧
的稳 定运行 区域时 ，Ｐ Ｉ Ｄ控制 器的 比例增 益较 小 ，积分时 间较 大 ，控
达到预期的控 制效果 ；Ｐ Ｌ Ｃ （ ｔ ￣ 高可靠性可 以实现风机控制 系统 的安 全运 行 ， 进而确 保风机的 安全可靠运 行。４ 高炉鼓风机采 用西门子ｓ ７ —４ ０ ０ Ｈ Ｐ Ｌ Ｃ， 配 备 ［ 余４ １ ４ Ｃ Ｐ Ｕ可很好地实现 各项控 制任务 。 为 了实 现防 喘 振控 制 的 优化 ，必 须借 助于 性 能优 良的防 喘振 阀 。防
三 、防喘振控制优化方案
１ ． 防喘振控制优化的先决条件
为 了实现防喘振控制 的优 化 ，必须借助于性能优 良的Ｐ Ｃ系统 。Ｐ Ｌ Ｃ（ ｔ ｑ 高速运 算性能 可使用 户程序的 扫描周期 在 １ ０ ｍｓ 级 ．为有效克服 鼓风阻 力瞬
计算输 出 、执行机 构动 作及工艺过
程都 不可避免会产 生一 定的时 间滞 后 ，在这样一个瞬时性 非常强的 闭 环控 制回路 里，以滞后 的测量信号