郝洪濱，王俊光，魏英豪，侯長(zhǎng)波

（首鋼遷鋼有限公司動(dòng)力作業(yè)部，河北遷安 064400）

1 概述

高爐鼓風(fēng)機(jī)是高爐最重要的動(dòng)力設(shè)備。它不但直接提供冶煉所需的風(fēng)量，而且提供克服高爐料柱阻力所需的氣體動(dòng)力，并使高爐保持一定的爐頂壓力。首鋼遷鋼公司現(xiàn)有四臺(tái)高爐鼓風(fēng)機(jī)（3×7000m3/h+1×8000m3/h），3座高爐，形成了3主1備的供風(fēng)體系，也構(gòu)成了3路供風(fēng)管網(wǎng)。

2 撥風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置

2.1 問題的提出

風(fēng)機(jī)投產(chǎn)以來，由于種種原因造成的非計(jì)劃停機(jī)問題一直是高爐正常生產(chǎn)的主要難題，若設(shè)計(jì)為母管制單機(jī)對(duì)單爐送風(fēng)，則不管是什么原因造成的停機(jī)，都將使正在生產(chǎn)的高爐中斷冶煉，甚至造成風(fēng)口灌渣的惡性事故，因此必須及時(shí)解決風(fēng)機(jī)故障造成的斷風(fēng)事故。而風(fēng)機(jī)故障停機(jī)往往具有突然性和不可預(yù)見性，所以不可能預(yù)先采取開啟備用機(jī)等有效措施來防止高爐斷風(fēng)。

2.2 撥風(fēng)工藝

首鋼遷鋼公司的管網(wǎng)撥風(fēng)系統(tǒng)如圖1所示。

供風(fēng)管網(wǎng)由3路母管（一爐母管、二爐母管、三爐母管）和4臺(tái)機(jī)組（1號(hào)機(jī)，2號(hào)機(jī)，4號(hào)機(jī)為運(yùn)行機(jī)組，分別為二高爐，一高爐，三高爐送風(fēng)；3號(hào)機(jī)為備用機(jī)組）構(gòu)成。運(yùn)行機(jī)組通過各自送風(fēng)閥門分別與高爐母管相聯(lián)通，在正常送風(fēng)過程中，3臺(tái)機(jī)組分別向三座高爐單獨(dú)供風(fēng)，互不影響。現(xiàn)在在一二爐母管、一三爐母管、二三爐母管之間分別安裝一套撥風(fēng)系統(tǒng)（撥風(fēng)系統(tǒng)由一個(gè)快開閥兩個(gè)截?cái)嚅y組成），當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急斷風(fēng)時(shí)，撥風(fēng)系統(tǒng)投入使用。

3 撥風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行

3.1 撥風(fēng)閥組的選型

高爐正常生產(chǎn)中，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)組突然故障停機(jī)或者停止向高爐送風(fēng)時(shí)，高爐將會(huì)在十幾秒內(nèi)發(fā)生“坐料”，甚至出現(xiàn)“風(fēng)口灌渣”，因此撥風(fēng)閥的選型必須保證閥組可以在該段時(shí)間內(nèi)開啟。同時(shí)撥風(fēng)閥組必須具備慢關(guān)功能，避免撥風(fēng)結(jié)束時(shí)快速關(guān)閉對(duì)鼓風(fēng)機(jī)及高爐帶來的影響。根據(jù)電動(dòng)蝶閥的流通特性，雖然開啟時(shí)間較長(zhǎng)，但是在10 s內(nèi)可開啟20%到30%的開度，流通能力即可達(dá)到50%到70%，滿足撥風(fēng)工藝的要求。因此，截?cái)嚅y和快開閥均選取DN600的電動(dòng)蝶閥?？扉_閥的主要作用是當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急斷風(fēng)時(shí)，迅速開啟，10 s之內(nèi)將風(fēng)撥出，保證撥風(fēng)的時(shí)效性，正常情況下處于關(guān)閉狀態(tài)。截?cái)嚅y的主要作用一是在平時(shí)做撥風(fēng)裝置功能檢查維護(hù)實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)隔離，二是對(duì)撥風(fēng)量的調(diào)節(jié)控制，正常情況下一側(cè)截?cái)嚅y處于全開狀態(tài)，另一側(cè)開啟25%（4#風(fēng)機(jī)另一側(cè)截?cái)嚅y開啟27%，截?cái)嚅y開啟量根據(jù)高爐要求可進(jìn)行調(diào)節(jié)）。

圖1 撥風(fēng)系統(tǒng)圖

3.2 撥風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)

3.2.1 撥風(fēng)條件

鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的各種停機(jī)保護(hù)復(fù)雜，涉及的輔助設(shè)備多，當(dāng)其中任何一個(gè)因素出現(xiàn)故障均可造成鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)，因此撥風(fēng)系統(tǒng)必須隨時(shí)處于熱備狀態(tài)。當(dāng)運(yùn)行高爐及鼓風(fēng)機(jī)組滿足下述條件時(shí)，撥風(fēng)閥組開啟。（1）故障風(fēng)機(jī)壓力迅速降低到撥風(fēng)壓力（0.1 MPa以下）。（2）故障風(fēng)機(jī)逆止閥關(guān)閉。（3）故障風(fēng)機(jī)處于非計(jì)劃減風(fēng)狀態(tài)（避免發(fā)生誤撥風(fēng)）。（4）運(yùn)行風(fēng)機(jī)風(fēng)壓大于0.25 MPa.

3.2.2 撥風(fēng)系統(tǒng)的操作

撥風(fēng)系統(tǒng)均為兩路電源供電，兩路電源互為備用。設(shè)有值班室操作盤和現(xiàn)場(chǎng)操作盤（根據(jù)就地/值班室選擇按鈕進(jìn)行選擇），撥風(fēng)系統(tǒng)操作分為手動(dòng)（在工作站上由運(yùn)行人員操作）、就地（在撥風(fēng)閥組現(xiàn)場(chǎng)）兩種。若選擇“手動(dòng)”控制，開啟快開閥將風(fēng)撥出的時(shí)間小于10 s。撥風(fēng)管道規(guī)格為DN600，通流量較大，為了控制撥風(fēng)量，截?cái)嚅y兩側(cè)的開度，一個(gè)全開，一個(gè)保持在25%~27%，撥風(fēng)時(shí)可以將撥風(fēng)流量控制在1800~2000 m3/min左右。當(dāng)高爐休風(fēng)時(shí)，需將撥風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置為“手動(dòng)”狀態(tài)，以防止誤動(dòng)作。

3.2.3 撥風(fēng)系統(tǒng)的維護(hù)

撥風(fēng)系統(tǒng)每月進(jìn)行定期試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)，將兩側(cè)截?cái)嚅y全關(guān)，將快開閥打到值班室位置和現(xiàn)場(chǎng)位置分別進(jìn)行全開全關(guān)操作，全開，全關(guān)的時(shí)間應(yīng)小于10 s。試驗(yàn)結(jié)束后，撥風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整為正常位置。

3.2.4 撥風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)作后的復(fù)風(fēng)

撥風(fēng)后的復(fù)風(fēng)由運(yùn)行人員手動(dòng)操作完成。以首鋼遷鋼公司為例，1#高爐由2#鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)，2#高爐由1#鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)。若1#風(fēng)機(jī)故障停機(jī)，撥風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)作，將2#風(fēng)機(jī)的部分風(fēng)撥至2#高爐。撥風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)作后，如果1#鼓風(fēng)機(jī)組故障排除，可立即起動(dòng)1#鼓風(fēng)機(jī)組，若故障未查明，需立即起動(dòng)3#備用鼓風(fēng)機(jī)組。假設(shè)啟動(dòng)3#風(fēng)機(jī)，當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)后，將風(fēng)機(jī)出口壓力升至略高于1#高爐冷風(fēng)母管壓力，緩慢關(guān)小撥風(fēng)閥，使風(fēng)緩慢送出，通過3#風(fēng)機(jī)升壓和關(guān)小撥風(fēng)閥配合操作，最終使撥風(fēng)閥完全關(guān)閉，1#高爐完全由3#風(fēng)機(jī)供風(fēng)。撥風(fēng)后的復(fù)風(fēng)，從起機(jī)到完全由備用風(fēng)機(jī)獨(dú)立向外供風(fēng)，用時(shí)大約11 min。

4 撥風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用

遷鋼2650 m3高爐撥風(fēng)系統(tǒng)，從2004年至今已撥風(fēng)10次，成功給三爐送風(fēng)，逐漸恢復(fù)高爐生產(chǎn)。故障機(jī)組風(fēng)壓趨勢(shì)如圖2。以4#風(fēng)機(jī)勵(lì)磁機(jī)調(diào)壓控制器故障引起跳閘停機(jī)為例，2013年6月7日13：32：40因4#機(jī)故障停機(jī)開啟一、三爐撥風(fēng)，25 s后開啟撥風(fēng)，2#風(fēng)機(jī)風(fēng)壓由0.373 MPa降到0.327 MPa，風(fēng)量由5060 m3/min降到4450 m3/min。4#風(fēng)機(jī)（故障風(fēng)機(jī)）風(fēng)壓由0.405 MPa降到0.07 MPa。13：37分啟動(dòng)3#備用風(fēng)機(jī)，同時(shí)開啟3#風(fēng)機(jī)通三爐風(fēng)門及主風(fēng)門，給三爐送風(fēng)，逐漸恢復(fù)高爐生產(chǎn)。運(yùn)行機(jī)組撥風(fēng)后風(fēng)壓趨勢(shì)如圖3。

5 需要解決的問題

圖2 故障機(jī)組風(fēng)壓趨勢(shì)圖

圖3 運(yùn)行機(jī)組撥風(fēng)后風(fēng)壓趨勢(shì)如圖

目前對(duì)高爐撥風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置，尤其是風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，高爐需求的撥風(fēng)量的數(shù)值，是根據(jù)操作過程中積累的經(jīng)驗(yàn)來確定的，比較“粗放”，而在撥風(fēng)系統(tǒng)投入運(yùn)行中撥風(fēng)能提供的具體數(shù)值又是和當(dāng)時(shí)的風(fēng)機(jī)及高爐情況密切相關(guān)的，因此，撥風(fēng)能否更符合實(shí)際工況，最大限度的滿足用戶的需求，最大限度的減少對(duì)撥風(fēng)源的影響，是一個(gè)需要解決的問題。如果能收集高爐及風(fēng)機(jī)各工況下的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化撥風(fēng)系統(tǒng)，做到精確控制，則能最大限度的發(fā)揮高爐及鼓風(fēng)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。