宣钢动力厂AV80风机防喘振自动控制技术.pdf

自动化技术 宣钢动力厂A V 8 0 风机防喘振自动控制技术 张静 河北钢铁集团宣钢公司动力厂 。河北 张家口 0 7 5 1 O 0 【 摘要 】 本文主要介绍宣钢动力厂 A V 8 0汽轮鼓风机防喘振 自 动控制 系 统的工作原理，并分析了静叶角度调节和防喘 阀调节两种防喘振控制方式。防喘振 自 动调节系统具有灵敏度高、可靠性强、能 自 动调节、安全可靠等优点。 【 关键词 】 鼓风机；防喘振；静叶角度调节；防喘阀调节；自 动控制 1引言 汽轮鼓风机是高炉生产的核心设备之一，为了满足高炉 生产能力扩大而对供风量需求的急剧增加，宣钢动力厂建成 了 A V 8 0汽轮鼓风机，随高炉生产实际工况实现 自动调节和 控制，确保高炉安全稳定生产。 喘振是轴流风机的固有特性。所谓风机的 “ 喘振”，就是 在风机整个系统中发生周期性的低频振荡， 风机流量和出口压 力大幅度波动的现象。在风机的实际运行中，为了适应生产工 艺过程负荷 风量的变化，改变风机系统工况点以满足负荷 的需要是不可避免的， 而改变后的理论工况点有可能位于喘振 区，风机系统无法正常工作，轻则影响正常生产，严重时会造 成系统设备的损坏。因此，必须采取可靠措施，将风机系统的 实际工况点始终控制在稳定工作区，防止喘振发生。宣钢动力 厂 A V 8 0风机采用静叶调节和防喘阀调节两种控制方式。 2防喘振调节系统工作原理 鼓风机的各喘振点可用实测法近似地得到。首先在一定 的静叶角度下找出一系列喘振点， 按照喘振点的 5 ％ ～8 ％ 下降 设定出防喘振点，在防喘振点以下为风机安全运行区域，如 图 1 所示 。 图 1 喘振 界限图 轴流风机喉部差压经折线发生器转换后的压力值 P s与 设定风压值△P A 、P A进行比较。当实际风压 P实 P s时，防喘振起作用， 开起 放风阀，输出信号△V P实一 P s 。当△V 0时，输出不变，放 风阀保持此开度，当送风压力下降，即 P实 P s时，放风阀 逐渐完全关 闭。原理框 图如 图 2所 示。 ‘ 图 2原理框图 3 防喘振 自动控制的两种方式 宣钢动力厂 t V 8 0风机采用了静叶角度调节和防喘阀调 节两种控制方式防止由于各种原因引起的鼓风机喘振，确保 鼓风机组能够随着高炉的冶炼工况实现 自动调节和控制，为 高炉提供优质适量的风压。 3 ． 1静叶角度调节 在A V 8 0 风机的现场， 角位移变送器z E 用来测量实际静叶 角度信 号，并将其转化为对应的 4 ～2 0 m A 电流信号送至 B G C D 一 6 1 2 1 B伺服控制器， 作为反馈信号， 同时还接收来自风机 流量调节器 F I C的4 2 0 m A指令信号， 伺服控制器在内部对这 两个信号加以比较， 所得差值反映了指令预期阀位与实际阀位 的差距，差值经过 P I D运算处理和放大后，最终产生一个可以 驱动电液伺服阀s V的一 6 0 m A 6 0 m A的电流信号。在伺服阀的 控制下，动力油作用于伺服油缸 s M ，带动阀门达到预期阀位， 从而实现轴流压缩机静叶调节的目的。同时，伺服控制器还输 出一路 4 2 0 m A电流信号到控制室指示静叶角度。 计算机在自动状态下， 输出一个指令给 P L C ， P L C输出 4 ～ 2 0 m A指令信号到静叶调节器， 调节器将接收的4 2 0 m A 信号输 出到伺服控制器， 伺服控制器同时还接收来自静叶角度位置变 送器的信号， 两者进行比较， 输出一个6 0 m A的信号给电液伺 服阀，伺服阀将此信号转换为油压信号，从而实现静叶角度的 调节。静叶角度位置变送器还将信号送给 P L C ，通过P L C控制 计算机进行显示。静叶角度控制系统方框图如图3所示。 图 3静叶角度控制系统方框图 3 ． 2防喘阀控制 防喘阀工作气源采用的是 0 ． 6 Y P a的压缩空气。整个气 路的功能在正常情况下实现精确的阀位控制，快开、慢关； 在紧急情况 压缩空气断气、电磁阀失电下快速打开阀门 以保护风机。 在 自动状态下， 计算机将指令传送到 P L C ，P L C输出 4 ～ 2 0 m A信 号到防喘阀调节器， 调节器调 出两 路 4 2 0 m A信 号分 别控制主、副防喘阀。主、副防喘阀各通过一个位置变送器 将信号传送到 P L C ，P L C再将输出到计算机进行显示。其控 制方框图如图4所示。 图4防喘阀控制方框图 下转第 1 1 1 页 2 0 1 4 ． 1 l 机电一体化 1 0 5 设备管理与改造 表 1快熔按内阻配平表／ 1 m Q 编号 V 1 V 3 V 5 V 2 V 4 V 6 1 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 8 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 2 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 1 0 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 4 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 1 1 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 5 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 1 2 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 9 4 3 6 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 1 3 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 9 4 4 7 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 1 4 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 9 4 5 作者简介 赵国新 1 9 7 0 一 ，男，现任甘肃华鹭铝业公司供电车间主 任。 1 9 9 5年毕业于西安电子科技大学技术物理系， 1 9 9 5 2 0 0 2 年从事电气测量和计量管理工作。 2 0 0 2年至今一直在甘肃华 鹭铝业公司 2 2 0 K V变电整流所工作。 上接第 1 0 5页 4防喘振 自动控制的优点 综上，该防喘振控制系统具有更高的控制精度，更高的 可靠性。它与鼓风机手动控制系统相比具有以下优点 1 灵敏度高，可靠性强。 2 自动调节，减轻工人的劳动强度。 3 节约能源。自动调节的原理是风机围绕一定的出口压力 上下波动，不会影响高炉生产；而原来的手动放空是几乎把 送风全部放掉，造成高炉被迫停产。 4 有报警系统。从而 确保了鼓风机安全可靠运行。 作者简 介 张静， 1 9 8 l 一女，2 0 0 6年毕业于河北理工大学电子信息 工程专业，大学本科，现工作于河北钢铁集团宣钢公司动力 厂，现从事自动化控制及办公 自动化网络系统安装维护工 作，自动化工程师，自动化方向。 上接第 1 0 6页 应该太小，其具体容量应稍稍高于系统需求的容量。对于锅 炉负荷变化较大的系统，应避免选择机翼型的高效送风机。 因为此种设备在正常工作点上有很高的效率，但是在非正常 工作点上， 其效率会急剧下降， 不利于 自动调节的正常展开。 此外，其他的调节系统设备都应该将具有良好的静态性能， 以增强 自动调节系统的稳定性与可靠性。 4 结语 随着我国工业的不断发展，工业的节能控制和效益提升 必将有其新的内容。而工业锅炉的自动控制系统作为增强工 业节能的重要部分，在未来的发展中必将有其新的意义和内 涵。本文经过科学合理的探究，较为系统的阐述了工业锅炉 中的自动控制系统，给广大的工业技术人员带来操作性较强 的实践经验。因此作为一名优秀的技术人员，在当下更应该 对工业锅炉 自动控制的核心内容进行深入的了解，并结合工 业锅炉的应用现状和发展方向，优化其 自动控制过程中的各 个环节，从而实现工业生产的节能。 参考文献 ⋯ 蒋锡康． 实现 中4 、 型工业锅炉燃烧过程的 自动控制以节约 能源[ 1 1 ． 无锡轻工业学院学报， 1 9 8 3 o 2 ． 上接第 1 0 7页 行可靠性，使 P L C在信号出错的情况下能及时发现错误，并 能排除错误的影响继续工作，在程序编制中还应用了软件容 错技术。 由于现场调试时系统硬件配置已经确定，对其增加和修 改都比较困难，而从软件方面入手则无需增加任何设备，根 据具体情况采用不同的容错技术，使用方便、灵活，可作为 硬件容错的补充，进一步提高系统抗干扰能力。现场实际应 用表明，数字滤波和软件容错技术在程序设计中必不可少， 且行之有效。 5结语 综上所述，焦化备煤系统运用了P L C和现场总线技术， 解决了一系列备煤过程中的问题，不仅降低了生产成本、降 低操作人员的劳动强度 ，更使系统实时性和稳定性大大提 高，具有良好的社会和经济效益。 参考文献 【 1 】 赵长胜． 湘钢干熄焦电机车电气自动控制 系统Ⅱ 】 ． 中国科技 信息． 2 o 1 1 o 9 f 2 1 张宗睿， 全喜红． 干熄焦电气控制系统存在的问 题分析及改 进与完善措施【 丌 ． 伺服控制． 2 0 1 I 0 2 作者简介 马飞 1 9 8 3 ． 2 ． 1 6 一 ，女，汉族，河北唐山人，硕士研究生 学历，唐山首钢京唐西山焦化有限责任公司，中级工程师， 主要从事焦化电气自动化工作。 2 0 1 4 ． 1 l 机电一体化 1 1 1