高炉鼓风机定风量定风压自动控制的运用

高炉鼓风机定风量定风压自动控制的运用

张豪

重庆钢铁集团电子有限责任公司

摘要：阐述了高炉鼓风机定风量定风压控制系统的工作原理及目前的工作方式,并提出了自动控制模式的设计理念,详细的对高炉鼓风机流量压力调节控制系统、定风量定风压自动控制系统程序进行了分析与研究,实现了定风量、定风压之间稳定、无扰动的之间的切换.

关键词：高炉鼓风机 定风量 定风压 应用

一、实施背景：

在风机给高炉送风的过程中，稳定供风对高炉生产至 关重要。然而，热风炉换炉和工艺波动等都会使高炉入口风量、风压发生变化，从而影响高炉的稳定生产。重庆钢铁现有三座容量为2500 m3 的高炉，为满足高炉正常生产时的用风需求，在风机系统中为了满足高炉生产负荷变化的要求，为此，设置了静叶定位调节系统，它是通过调整风机的动静叶片，从而实现冷风风量和压力的调节。 轴流压缩机在转速恒定时，利用改变静叶开度达到调节排气流量和压力，为了灵活操作，可以按高炉实际生产工况的需要选择回路为定风量调节或定风压调节。高炉生产中，为了保证高炉高风温，需要热风炉每一定时间左右周期性的换炉，换炉过程中，因为向另一座热风炉充压的原因，入炉风量要经过先减少， 后有增加到换炉前风量的过程，在这个过程中，热风压力会先降低，再升高的波动过程，为了避免换炉过程对炉况的影响，通过对热风炉换炉过程的分析，对高炉鼓风机控制程序的修改，对现有的控制模式进行改进，实现高炉换炉时定风压，换炉结束后定风量的自动控制技术，最终达到稳定炉况，稳定气流的目的，定风压、定风量的操作有利于：

1. 高炉煤气流的稳定，炉况的稳定；

2. 增加产量；

3. 稳定炉温，料速；

4. 铁口工作的稳定。

二、研究主要内容

通过前期组织相关人员到宝钢、梅钢等钢厂实地考察，均采用进口风机，在换炉前，将送风的热风炉和备用热风炉先均压，然后再对备用热风炉冷风冲压，减少了冲风量和冲风时间，并节约了能源，在换炉过程中均采用定风量与定风压无扰切换自动控制技术，现场投运效果良好，值得借鉴，应用主要考虑有以下三个方面的考虑：

1、稳定供风方面

高炉运行期间，导致风量、风压扰动的主要因素有早晚空气密度变化、炉顶压力变化（TRT或减压阀组控 制）、料层厚度和透气性变化、热风炉换炉期间扰动。根据经验，恒定的入炉风量有利于高炉保持炉料下降速度正常、燃烧均匀、炉缸活跃，因此釆用定风量、定风压控制实现稳定供风是提高供风质量的必要措施。

2、安全性方面

风机风量、风压调节效果不理想会影响高炉的稳定、 高效生产，严重情况下还会导致高炉炉况不顺，产量下降。风机防喘振调节会引起高炉供风波动，为了尽量减少防喘振调节，风机采取了放风运行方式，但又造成了能源浪费。

3、节约资源方面

一是高炉供风波动会有一定的放风运行现象，造成不必要的能源浪费，希望能够 通过增加定风量与定风压自动控制程序，使放风过程平稳且安全，风机运行于最小放风状态，实现节能运行；二是目前重庆钢铁各风机站在高炉换炉的过程需要通过人工电话确认的方式再进行静叶的手动控制，造成人力资源浪费且存在安全隐患。

三、技术方案

实现了换炉过程中定风压的操作，换炉结束后定风量的自动控制操作技术，具体的实现过程：

1、在换炉前，当热风工点击自动换炉信号时，高炉鼓风机会自动的切换为定风压，风机静叶开度与风机出口压力连锁；

2、当充压阀打开充压时，风机出口压力会慢慢降低、此时，风机会维持充压前压力，通过风机静叶慢慢加风，减风；

3、换炉结束，风机检测到信号后，延时某特定时间后，风机自动切换为定风量操作，风量为换炉前的风量，此时，风机静叶开度与风量连锁。实现高炉换炉时定风压，换炉结束后定风量的自动控制技术，最终达到稳定炉况，稳定气流的目的

四、推广应用前景

通过高炉鼓风机定风量与定风压自动控制程序的设计与应用，对重庆钢铁高炉鼓风机控制系统进行了优化，提高了该控制系统的安全性及自动化控制水平；解决了因人工手动调节静叶开度，供风补给时间滞后现象，此项目成果目前已应用在重庆钢铁股份有限公司能源环保部高炉鼓风机控制系统，效果较好，得到了业主单位认可，此成果对1#高炉鼓风机控制系统具有较高的实用性，计划将该项目成果应用于2#鼓风机站。

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