宣钢动力厂AV80风机防喘振自动控制技术(1).pdf

电力电子 ● P o w e r E le c t r o n ic s 宣钢动力厂 A V 8 0 风机防喘振自动控制技术 黧露 控制 系统相 比 ，防喘振 自动调 节 【 关键 词】鼓风．机．防喘振 自动控制 静叶角度调 节 防喘阀调节 控制方框图 1引言 宣钢动力厂 目前有 3 台A V 8 0 鼓风机，负 责为炼铁厂 2 5 0 0 m3高炉供风 。高炉鼓风机是 高炉炼 铁生产 的核心设 备之。A V8 0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 。 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 。无论 什么原因使工况点进 人喘振 区都 会引起 风机系统发生喘振 ，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 。 最简 单的控 制措施是防喘放空和防喘 回流 。宣 钢动 力厂 A V8 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 。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 O 时，输出不变，放风阀保持此开度， 文／ 王峰 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 3台 A V8 0风机 均采用 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 的风源。 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 mA 电流 信号 送 至 B GC 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 mA 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 - 6 0 mA ～ 6 0 mA 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 mA 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 1 6 4 电子技术与软件工程E l e c t r o n i c T e c h n o l o g y S o f t w a r e E n g i n e e r i n g P L C，P L C输 出 4～ 2 0 mA指令 信号到静叶调 节器 ，调节 器将接收的 4～ 2 0 mA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 mA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 。 3 ． 2防喘阀控 制 防喘阀工作 气源采用 的是 O ． 6 MP 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 mA信号到防喘 阀调 节 器，调节器调出两路 4～ 2 0 mA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 3所示 。 4防喘振 自动控制系统 的优点 通 过上面 的 分析 可 以看 出，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。确保了鼓风机安全可靠运行。 作者单位 河北钢 铁 集团宣钢检 修公 司 河北 省宣化 市 O 7 5 1 0 0