自动控制在高炉鼓风机防喘振系统中的应用
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０ 前 言
舞钢高炉 Ｂ Ｐ Ｒ Ｔ系统选用了瑞士苏尔寿公司
一
旦工况不稳定就会导致管网阻力增大， 流量减
小， 排气压 力随 之 上升 。管 网阻 力 与高 炉 工况 有 关， 很难 控制 ， 只有从 流量 着手 ， 即在 喘振 即将 发
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｌ ｆ ｏ ｗ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｂ ｌ ｏ ｗ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｒ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｇ ｅ，ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ
高炉鼓风机担负着 向高炉供风的任务 ， 其运
生强烈振动， 鼓风机机壳内温度急剧升高 ， 大大降
・
４ ６・
宽艨扳
第 ｌ ９卷
低风机的使用寿命¨ 】 。
３ 防喘 振原理
临界排气压力。喘振试验时， 鼓风机送风 阀门关 闭， 防喘振阀和放风阀全开。当静叶达到指定角 度时， 逐渐关小防喘振阀憋压， 测试鼓风机喘振点 临界送风压力。舞钢的鼓风机静 叶开度范 围为
（ 舞 阳钢铁有 限责任公司） 摘 要 介绍 了高炉风机的工艺流程 、 喘振的形成及其危害和防喘振系统 的组成 ， 对喘振线 、 防喘振线 、 防
风机 自动化控制 防喘振 Ｐ Ｌ Ｃ
喘振阀 自动调节线 的计算 和防喘振控制策略进行 了分析论述 ， 以期提高设备 的使用寿命。
Hale Waihona Puke 关键词Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｎ Ａｎ ｔ ｉ — — Ｓ ｕ ｒ ｇ ｅ
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技 术制 造 的 Ａ Ｖ ６ ３— １ ５型 轴 流压 缩机 ， 具有 ｌ ５级
静叶全部可调 ， 流量、 压力调节范围广和各工况点
效 率高 的特 点 。鼓 风 机 进 口流 量 ３ ４ ６ ７ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ，
进 口压力为 ０ ． ０ ９ ８ ６ ｋ Ｐ ａ ， 出口压力为０ ． ５ Ｍ Ｐ ａ ， 转 速５ １ ５ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 配套电机型号为 Ｙ Ｇ Ｆ １ ０ ０ ０— ４ ， 额 定功率为 １ ９ ０ ０ ０ ｋ Ｗ， 额定 电压 为 １ ０ ｋ Ｖ， 额定 电 流为 １ ２ ５ ３ Ａ ， 采用软启动器降压启动。
１ ４ 。 到７ ９ 。 ， 选取 ３ ２ 。 、 ４ ２ 。 、 ５ ２ 。 和６ ２ 。 角 度实 测各 喘 振 点临界排气 压 力 。通过 试验 ， 得 出 喘振 点数 据 见表 ｌ 所示。
表 １ 喘振试验获得的喘振点数据
在正常稳定工况条件下 ， 鼓风机 的静 叶角度 固定不变， 喉部差压也随着静 叶角 度保持稳定。
Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ａｉ ｒ Ｂｌ ｏ ｗｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ｂｌ ａ ｓ ｔ Ｆｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ
Ｚｈ ｕ ｏ Ｙｕａ ｎ ａ ｎ ｄ Ｙａ ｎ ｇ Ｘｉ ａ ｏ ｆ ｅ ｎ ｇ
（ Ｗｕ ｙ ａ ｎ ｇ Ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ． Ｌ ｔ ｄ ）
第 ｌ ９卷第 ２期 ２ ０ １ ３ 年 ４月
宽厚板
ＷＩ ＤＥ ＡＮ Ｄ ＨＥＡ ＶＹ Ｐ Ｉ ． Ａ Ｔ Ｅ
Ｖ ｏ １ ． １ ９， Ｎｏ ． ２
Ａｐ ｒ ｉ ｌ ２ ０ １ ３ 。４５ ・
自动 控 制在 高炉 鼓风 机 防喘 振 系统 中 的应 用
卓 园 杨晓峰
１ 高炉鼓风 机 的工艺流 程
送 风 阀 逆 止 阀
、
１ 静防 喘 振 阕
图１ 高炉鼓风机的工艺 流程 图
行情 况直 接 影 响 高 炉 的 正 常 生 产 。鼓 风 机 工 作
高炉鼓风机的工艺流程如图 １ 所示。风机 由 电机及透平机驱动。当自然气体流经风机高速旋 转的叶轮时 ， 在叶轮与隔板所形成的通道内， 经逐
级 压缩达 到所需 的工 况参数 。 ２ 喘振 的形成 和危 害
时， 如果工艺系统管网阻力增加 ， 出 口压力增高 ， 流量下降， 叶片气流冲角增大 ， 在叶片背面产生气
体分离 ， 形成脱离区， 导致鼓风机排气压力突然下 降， 脱离区一般随着压力下降分离消失 ， 压力再升
时又产生气体分离。这种分离反复发 生形成 喘 振， 严重时还会出现气体 的倒流。喘振使叶片产
０ 前 言
舞钢高炉 Ｂ Ｐ Ｒ Ｔ系统选用了瑞士苏尔寿公司
一
旦工况不稳定就会导致管网阻力增大， 流量减
小， 排气压 力随 之 上升 。管 网阻 力 与高 炉 工况 有 关， 很难 控制 ， 只有从 流量 着手 ， 即在 喘振 即将 发
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｌ ｆ ｏ ｗ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｂ ｌ ｏ ｗ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｒ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｇ ｅ，ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ
高炉鼓风机担负着 向高炉供风的任务 ， 其运
生强烈振动， 鼓风机机壳内温度急剧升高 ， 大大降
・
４ ６・
宽艨扳
第 ｌ ９卷
低风机的使用寿命¨ 】 。
３ 防喘 振原理
临界排气压力。喘振试验时， 鼓风机送风 阀门关 闭， 防喘振阀和放风阀全开。当静叶达到指定角 度时， 逐渐关小防喘振阀憋压， 测试鼓风机喘振点 临界送风压力。舞钢的鼓风机静 叶开度范 围为
（ 舞 阳钢铁有 限责任公司） 摘 要 介绍 了高炉风机的工艺流程 、 喘振的形成及其危害和防喘振系统 的组成 ， 对喘振线 、 防喘振线 、 防
风机 自动化控制 防喘振 Ｐ Ｌ Ｃ
喘振阀 自动调节线 的计算 和防喘振控制策略进行 了分析论述 ， 以期提高设备 的使用寿命。
Hale Waihona Puke 关键词Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｎ Ａｎ ｔ ｉ — — Ｓ ｕ ｒ ｇ ｅ
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技 术制 造 的 Ａ Ｖ ６ ３— １ ５型 轴 流压 缩机 ， 具有 ｌ ５级
静叶全部可调 ， 流量、 压力调节范围广和各工况点
效 率高 的特 点 。鼓 风 机 进 口流 量 ３ ４ ６ ７ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ，
进 口压力为 ０ ． ０ ９ ８ ６ ｋ Ｐ ａ ， 出口压力为０ ． ５ Ｍ Ｐ ａ ， 转 速５ １ ５ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 配套电机型号为 Ｙ Ｇ Ｆ １ ０ ０ ０— ４ ， 额 定功率为 １ ９ ０ ０ ０ ｋ Ｗ， 额定 电压 为 １ ０ ｋ Ｖ， 额定 电 流为 １ ２ ５ ３ Ａ ， 采用软启动器降压启动。
１ ４ 。 到７ ９ 。 ， 选取 ３ ２ 。 、 ４ ２ 。 、 ５ ２ 。 和６ ２ 。 角 度实 测各 喘 振 点临界排气 压 力 。通过 试验 ， 得 出 喘振 点数 据 见表 ｌ 所示。
表 １ 喘振试验获得的喘振点数据
在正常稳定工况条件下 ， 鼓风机 的静 叶角度 固定不变， 喉部差压也随着静 叶角 度保持稳定。
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（ Ｗｕ ｙ ａ ｎ ｇ Ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ． Ｌ ｔ ｄ ）
第 ｌ ９卷第 ２期 ２ ０ １ ３ 年 ４月
宽厚板
ＷＩ ＤＥ ＡＮ Ｄ ＨＥＡ ＶＹ Ｐ Ｉ ． Ａ Ｔ Ｅ
Ｖ ｏ １ ． １ ９， Ｎｏ ． ２
Ａｐ ｒ ｉ ｌ ２ ０ １ ３ 。４５ ・
自动 控 制在 高炉 鼓风 机 防喘 振 系统 中 的应 用
卓 园 杨晓峰
１ 高炉鼓风 机 的工艺流 程
送 风 阀 逆 止 阀
、
１ 静防 喘 振 阕
图１ 高炉鼓风机的工艺 流程 图
行情 况直 接 影 响 高 炉 的 正 常 生 产 。鼓 风 机 工 作
高炉鼓风机的工艺流程如图 １ 所示。风机 由 电机及透平机驱动。当自然气体流经风机高速旋 转的叶轮时 ， 在叶轮与隔板所形成的通道内， 经逐
级 压缩达 到所需 的工 况参数 。 ２ 喘振 的形成 和危 害
时， 如果工艺系统管网阻力增加 ， 出 口压力增高 ， 流量下降， 叶片气流冲角增大 ， 在叶片背面产生气
体分离 ， 形成脱离区， 导致鼓风机排气压力突然下 降， 脱离区一般随着压力下降分离消失 ， 压力再升
时又产生气体分离。这种分离反复发 生形成 喘 振， 严重时还会出现气体 的倒流。喘振使叶片产