淺析高爐鼓風(fēng)機(jī)喘振事故的原因及防范措施

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1、淺析高爐鼓風(fēng)機(jī)喘振事故的原因及防范措施【摘要】高爐鼓風(fēng)機(jī)防喘振保護(hù)、逆流保護(hù)是保證機(jī)組安全穩(wěn)定的重要保護(hù)之一,目前控制系統(tǒng)往往由自控人員負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)完成,由于對(duì)設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)、工藝?yán)斫獯嬖诓罹?容易出現(xiàn)一些問(wèn)題。通過(guò)對(duì)高爐鼓風(fēng)機(jī)喘振、逆流事故的原因分析,提出了完善改進(jìn)控制系統(tǒng)的處理措施,增強(qiáng)了高爐鼓風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性,有效地避免了類(lèi)似事故的發(fā)生?！娟P(guān)鍵詞】高爐鼓風(fēng)機(jī)；喘振原因；防范措施一、前言高爐鼓風(fēng)機(jī)是高爐設(shè)備的心臟。鼓風(fēng)機(jī)所輸送的高壓風(fēng)流，經(jīng)熱風(fēng)爐加熱到1100~1200℃，由設(shè)在高爐下腹部的環(huán)形風(fēng)管，通過(guò)安裝在高爐四周的

2、風(fēng)口吹入高爐內(nèi)，一方面托住由爐頂部裝料鐘處加入的爐料；另一方面通過(guò)化學(xué)還原反應(yīng)在爐底形成鐵水和渣。如果送風(fēng)切斷，高爐不能繼續(xù)生產(chǎn)鐵水，同時(shí)因爐內(nèi)支撐爐料的力消失，勢(shì)必爐料下榻，鐵水、渣就會(huì)飛濺，造成高爐堵風(fēng)口的重大事故。因此要求鼓風(fēng)機(jī)組能夠隨著高爐的冶煉工況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制，為高爐提供優(yōu)質(zhì)，適量的風(fēng)源，如果鼓風(fēng)機(jī)組防喘振控制出現(xiàn)誤動(dòng)作放風(fēng)，輕則造成高爐風(fēng)壓波動(dòng)、影響冶煉質(zhì)量；重則造成高爐斷風(fēng)后堵風(fēng)口事故。因此，為了確保高爐供風(fēng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)操作，選擇合理的安全控制系統(tǒng)（防喘振控制系統(tǒng)）和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)高爐的正常生產(chǎn)有

3、著重要的意義。二、鼓風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象，即當(dāng)負(fù)荷低于某一定值時(shí)，對(duì)高爐的正常供風(fēng)遭到了破壞，熱風(fēng)的排出量時(shí)多時(shí)少，忽進(jìn)忽出，發(fā)生強(qiáng)烈的振蕩，并發(fā)出如同哮喘病人“喘氣”的噪聲。此時(shí)熱風(fēng)送風(fēng)出口的壓力表、流量表指示大幅度波動(dòng)。鼓風(fēng)機(jī)的機(jī)身也會(huì)隨之劇烈振動(dòng)，并帶動(dòng)出口管道、廠房振動(dòng)，汽輪機(jī)發(fā)出周期性間斷的吼響聲。這就是我們所說(shuō)的風(fēng)機(jī)喘振，也叫飛動(dòng)。風(fēng)機(jī)喘振是安全運(yùn)行最大的威脅。因?yàn)榇裨斐傻暮蠊欠浅?yán)重的：1、會(huì)使鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子和靜子經(jīng)受交變應(yīng)力而斷裂。2、使級(jí)間壓力失常而引起強(qiáng)烈振動(dòng)，導(dǎo)致密封及推

4、力軸承損壞。3、使運(yùn)動(dòng)元件和靜止元件相碰，造成嚴(yán)重事故。4、使煉鐵風(fēng)耗增加，噸鐵成本升高。所以，必須避免這種情況發(fā)生。三、高爐鼓風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振的原因1、高爐鼓風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振的原因主要有兩方面:第一,鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行流量小于鼓風(fēng)機(jī)的喘振流量;第二,鼓風(fēng)機(jī)的出口壓力低于管網(wǎng)壓力。另外,當(dāng)氣體分子量和氣體入口溫度變化太大,靜葉角的變化太快時(shí)也都可能引發(fā)喘振。因此喘振是鼓風(fēng)機(jī)入口流量口、入口壓力值、靜葉角、入口溫度T、氣體分子量M等的函數(shù)。即喘振s=f(Q,p,0,T,M)。我們知道,建立喘振與這些工藝參數(shù)之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型是很困難的。

5、我們采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法解決這種難以用數(shù)學(xué)模型描述的多變量間的關(guān)系,它利用反映多變量間關(guān)系的累積數(shù)據(jù),來(lái)獲知變量之間所存在的關(guān)系,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和權(quán)值加以“記憶”,使更新的工藝參數(shù)輸人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)后,“判斷”出機(jī)器所對(duì)應(yīng)的狀態(tài),此處狀態(tài)即指鼓風(fēng)機(jī)是否發(fā)生喘振。2、自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善,保護(hù)控制程序在非正常狀況下不起作用,也是造成風(fēng)機(jī)在工況波動(dòng)、持續(xù)喘振,引起破壞性事故的原因。風(fēng)機(jī)靜葉角度進(jìn)入非工作區(qū)后,沒(méi)有設(shè)置硬件保護(hù),保護(hù)軟件設(shè)計(jì)不完善,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)防喘因保護(hù)失去作用而持續(xù)喘振損壞。四、防喘振的控制高爐鼓風(fēng)機(jī)是高爐設(shè)備的心臟。鼓

6、風(fēng)機(jī)所輸送的高壓風(fēng)流，經(jīng)熱風(fēng)爐加熱到1100~1200℃，由設(shè)在高爐下腹部的環(huán)形風(fēng)管，通過(guò)安裝在高爐四周的風(fēng)口吹入高爐內(nèi)，一方面托住由爐頂部裝料鐘處加入的爐料；另一方面通過(guò)化學(xué)還原反應(yīng)在爐底形成鐵水和渣。如果送風(fēng)切斷，高爐不能繼續(xù)生產(chǎn)鐵水，同時(shí)因爐內(nèi)支撐爐料的力消失，勢(shì)必爐料下榻，鐵水、渣就會(huì)飛濺，造成高爐堵風(fēng)口的重大事故。1、防喘振調(diào)節(jié)的過(guò)程：運(yùn)行中控制系統(tǒng)以鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的入口標(biāo)準(zhǔn)流量為已知條件，在由壓比和入口標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量組成的控制曲線函數(shù)關(guān)系中，確定該流量下的動(dòng)作壓比值，使動(dòng)作壓比值和實(shí)際壓比值比較，采用普通的比例積分計(jì)算控制

7、。如果曲線函數(shù)中的壓比小于實(shí)際壓比，則防喘振調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)使自動(dòng)防風(fēng)閥打開(kāi)，保證工況點(diǎn)不偏離防喘振線；如果由于外界原因引起壓比急劇升高，則除防喘振調(diào)節(jié)器計(jì)算輸出的同時(shí)，在工況點(diǎn)運(yùn)行到緊急防風(fēng)線時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出緊急放風(fēng)信號(hào)，指令直接發(fā)出70%的模擬量信號(hào)給主、副放風(fēng)閥，模擬量控制信號(hào)使兩個(gè)閥門(mén)快速開(kāi)到70%。另外：為了機(jī)組能夠安全運(yùn)行，同時(shí)減少故障機(jī)組動(dòng)作對(duì)高爐斷風(fēng)度風(fēng)口的影響，機(jī)組使用硬件控制油路，在控制信號(hào)發(fā)生故障時(shí)控制系統(tǒng)給鎖定電磁閥發(fā)出帶電指令，鎖定所有與該信號(hào)相關(guān)的控制系統(tǒng)。如果發(fā)生危險(xiǎn)需要放風(fēng)時(shí)機(jī)組鎖定，操作人員利

8、用設(shè)置的緊急放風(fēng)開(kāi)關(guān)保護(hù)機(jī)組。這樣既不給高爐造成危險(xiǎn)、又可保證機(jī)組的安全。2、高爐和鼓風(fēng)機(jī)之間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在現(xiàn)今節(jié)能減排、科學(xué)管理的時(shí)代，高爐和鼓風(fēng)機(jī)之間實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)的定風(fēng)量/定風(fēng)壓自動(dòng)控制是很有必要的。根據(jù)高爐冶煉工藝的要求，在高爐穩(wěn)定和正常定風(fēng)量運(yùn)行時(shí)，風(fēng)量變化不大。但是在每次切換熱風(fēng)爐