高爐鼓風(fēng)機(jī)撥風(fēng)系統(tǒng)工藝控制設(shè)計(jì)方案

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1、O引言在高爐冶煉生產(chǎn)過程中，高爐冷風(fēng)通過風(fēng)口進(jìn)入高爐，為冶煉提供燃燒空氣并支撐爐料。如果冷風(fēng)突然消失，高爐內(nèi)部的壓力將致使鐵、爐料倒灌甚至堵塞風(fēng)口，必須停產(chǎn)更換新的風(fēng)口。這樣不但造成設(shè)備損失，而且因風(fēng)口更換會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)，同時(shí)，這種突發(fā)事件嚴(yán)重影響爐況，縮短高爐使用壽命。高爐撥風(fēng)系統(tǒng)是針對(duì)這種事故而專門設(shè)計(jì)的，該系統(tǒng)能夠有效降低因冷風(fēng)突然斷供而造成的事故發(fā)生頻率，延長高爐使用壽命，很好地滿足生產(chǎn)工藝要求。該系統(tǒng)管路非常簡單，通常為一根撥風(fēng)管道上串聯(lián)設(shè)置三道閥門，但其控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，須全面考慮各種事故

2、的發(fā)生情況，對(duì)其做出正確判斷，才能保證高爐冷風(fēng)撥風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。下面，結(jié)合某鋼鐵公司的實(shí)際情況，闡述撥風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。1概述某鋼鐵公司有兩座高爐，分別是：3#高爐,12。。皿。;4#奮爐，1&5"Oi/v.0o所用高爐鼓風(fēng)機(jī)為4臺(tái)氣動(dòng)風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)風(fēng)量4/m/認(rèn)、風(fēng)壓O.2qMPa,主要作備用；4#風(fēng)機(jī)風(fēng)量4SOO^vo/m加、風(fēng)壓O.37MPa,主供4#高爐；1#、2#風(fēng)機(jī)為/<32.SC?,主供3#高爐,供風(fēng)方式為母管式。實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，曾多次發(fā)生鼓風(fēng)機(jī)氣動(dòng)放風(fēng)閥氣源失壓造成意外放風(fēng)，從而

3、致使高爐爐料倒灌風(fēng)口的事故，直接設(shè)備損失一次就達(dá)200萬元。由于損失嚴(yán)重，故決定設(shè)置高爐撥風(fēng)系統(tǒng)。2撥風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路根據(jù)實(shí)際情況，由于供3#、4#高爐的鼓風(fēng)機(jī)有4臺(tái)之多，供風(fēng)方式多種多樣，故不宜采用停機(jī)信號(hào)作為撥風(fēng)控制信號(hào)，只采用供風(fēng)主管的風(fēng)壓作為主控制信號(hào)；因高爐主動(dòng)放風(fēng)也將引起風(fēng)壓降低，而此時(shí)系統(tǒng)不需撥風(fēng)，故將高爐放風(fēng)狀態(tài)作為判斷信號(hào)（通過手動(dòng)設(shè)定）。風(fēng)機(jī)撥風(fēng)控制系統(tǒng)采用自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)相結(jié)合的方式。出于安全考慮，設(shè)計(jì)此系統(tǒng)時(shí)以半自動(dòng)為主,即首先由計(jì)算機(jī)根據(jù)主管風(fēng)壓和高爐工況判斷是否符合撥風(fēng)

4、條件，若符合則給定撥風(fēng)閥的閥位，同吋給岀提示及報(bào)警，然后由操作員根據(jù)計(jì)算機(jī)提示來綜合判斷是否按計(jì)算機(jī)給定的撥風(fēng)閥位進(jìn)行撥風(fēng)；若運(yùn)行的風(fēng)機(jī)司機(jī)發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)故障，按下?lián)茱L(fēng)按鈕，則由計(jì)算機(jī)再根據(jù)所測參數(shù)判斷是否撥風(fēng)。系統(tǒng)同時(shí)具備的自動(dòng)控制功能和手動(dòng)控制功能作為一種保障措施。圖丄為管路系統(tǒng)圖，在供3#、4#高爐的冷風(fēng)主管上設(shè)撥風(fēng)系統(tǒng)，管徑DNSQ62#蝶閥為電動(dòng)快開蝶閥，利用限位器等手段將其開度設(shè)定為某一值；］#、3#蝶閥為普通電動(dòng)蝶閥，系統(tǒng)檢修時(shí)啟、閉用。其撥風(fēng)流程如下（以4#母管撥給為例）：系統(tǒng)檢測到3#母管

5、風(fēng)壓低于某值（如O.lOMPa）后，再探測4#母管風(fēng)壓是否高于某值（如2.8MPa）,如為"是匕則說明4#風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，具備撥風(fēng)條件，再探測3#高爐是否為高爐放風(fēng)狀態(tài)，如為"否匕則系統(tǒng)開啟2#電動(dòng)蝶閥至設(shè)定開度，撥風(fēng)系統(tǒng)開始工作,如開啟狀態(tài)為"是匕說明此為高爐放風(fēng)，則系統(tǒng)不動(dòng)作；如檢測到4#母管風(fēng)壓低于某值（如O?2SMPa），則說明4#風(fēng)機(jī)此時(shí)不具備撥風(fēng)條件，系統(tǒng)不動(dòng)作；若撥風(fēng)條件具備，則給出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)檢測撥風(fēng)按鈕是否按下，如為"否",則不撥風(fēng)，如為"是"則系統(tǒng)撥風(fēng)。3檢測和控制內(nèi)容此撥風(fēng)控制系

6、統(tǒng)需檢測顯示兩根主管的風(fēng)壓和流量、檢測顯示撥風(fēng)管撥風(fēng)閥兩側(cè)的風(fēng)壓和流量以及各個(gè)電動(dòng)閥門的狀態(tài)，根據(jù)顯示的各參數(shù)狀態(tài)和高爐放風(fēng)的狀態(tài)信號(hào)由操作員（此時(shí)為手動(dòng)狀態(tài)）或計(jì)算機(jī)判斷（此時(shí)為白動(dòng)、半白動(dòng)狀態(tài)）是否啟動(dòng)撥風(fēng)閥并確定撥風(fēng)閥閥位。計(jì)算機(jī)控制的連鎖條件主要由兩根主管的風(fēng)壓狀態(tài)和高爐放風(fēng)狀態(tài)決定。系統(tǒng)在各個(gè)風(fēng)機(jī)操作處均設(shè)控制按鈕，由風(fēng)機(jī)司機(jī)操作，計(jì)算機(jī)控制的連鎖條件流程簡圖見圖2。4檢測儀表和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置撥風(fēng)管和主管上的風(fēng)壓由壓力變送器測量，流量由孔板和差壓變送器測量。在儀表控制臺(tái)上安裝聲光報(bào)警器和手操

7、器及按鈕，用于主要參數(shù)報(bào)警和撥風(fēng)閥的手動(dòng)操作。訃算機(jī)系統(tǒng)采用西門了S7-300PLC和工控機(jī),由PLC完成信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換、報(bào)警以及撥風(fēng)連鎖條件的邏輯判斷和撥風(fēng)閥位給定；工控機(jī)對(duì)各種主要參數(shù)進(jìn)行顯示、報(bào)警、趨勢記錄和報(bào)表打印。Pic部分由電源模板、CPU模板、模擬量輸人與輸出模板、數(shù)字量輸人與輸出模板組成。控制室置于現(xiàn)有廠房內(nèi)，并在各風(fēng)機(jī)操作室設(shè)撥風(fēng)按鈕，系統(tǒng)電力消耗小于2kWo5結(jié)束語木套撥風(fēng)控制方案以冷風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)壓參數(shù)為主，結(jié)合了高爐的生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，較為全面地考慮了事故發(fā)生的各種情況，能夠較好地保

8、證高爐冷風(fēng)系統(tǒng)的供應(yīng)。實(shí)際投人運(yùn)行后，因冷風(fēng)斷供發(fā)生的事故基本降為零。