徐永強(qiáng)

摘要：本文闡述了高爐鼓風(fēng)機(jī)逆流保護(hù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，并詳細(xì)介紹了逆流的概念、逆流檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行。為了提高高爐鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，提出了一種逆流保護(hù)檢測(cè)方法及逆流保護(hù)自動(dòng)控制理念。

關(guān)鍵詞：高爐鼓風(fēng)機(jī);逆流;喘振;應(yīng)用，

前言

高爐鼓風(fēng)機(jī)作為向高爐供風(fēng)的系統(tǒng)，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)保證高爐乃至整個(gè)鋼鐵廠的生產(chǎn)正常有十分重要的意義。為了有效檢測(cè)逆流隱患，并提高逆流檢測(cè)準(zhǔn)確率，在發(fā)現(xiàn)逆流時(shí)采取有效措施避免人員或設(shè)備出現(xiàn)危險(xiǎn)，經(jīng)過(guò)研究開(kāi)發(fā)出高爐鼓風(fēng)機(jī)逆流保護(hù)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1、逆流的概念

逆流是軸流式壓縮機(jī)最危險(xiǎn)的工況，形成逆流的原因有兩方面，一是喘振的進(jìn)一步發(fā)展，喘振的本質(zhì)是葉片凸側(cè)的氣流分離現(xiàn)象;整周葉片氣流分離結(jié)果會(huì)造成壓縮機(jī)的排氣量和排氣壓力急劇下降，如果管網(wǎng)容量很大，管網(wǎng)壓力不會(huì)隨之下降，因而形成管網(wǎng)壓力大于壓縮機(jī)的排氣壓力，形成壓縮機(jī)的排氣量由正經(jīng)零變負(fù)，即管網(wǎng)的氣體向壓縮機(jī)體內(nèi)倒流，所以說(shuō)逆流是喘振的進(jìn)一步發(fā)展。第二方面原因是工藝系統(tǒng)事故使外部管網(wǎng)內(nèi)的壓力驟然升高，形成氣流向壓縮機(jī)的倒流。

2、逆流保護(hù)檢測(cè)方法

逆流保護(hù)系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)上安裝三個(gè)差壓開(kāi)關(guān)，檢測(cè)測(cè)得是風(fēng)機(jī)的喉部壓差。當(dāng)流量正常時(shí)，接點(diǎn)是閉合的;當(dāng)流量較小，喉部壓差低于設(shè)定值時(shí)，接點(diǎn)斷開(kāi)，信號(hào)送入防逆流保護(hù)系統(tǒng)，啟動(dòng)防逆流保護(hù)系統(tǒng)工作。

喉部差壓開(kāi)關(guān)故障會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)逆流停機(jī)，從而影響向高爐送風(fēng)，影響高爐生產(chǎn);因此風(fēng)機(jī)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝3塊差壓開(kāi)關(guān)，程序中把3選2（只有兩個(gè)或三個(gè)差壓開(kāi)關(guān)損壞，才逆流停機(jī)）輸出結(jié)果作為命令執(zhí)行條件，防止其中一塊差壓開(kāi)關(guān)壞掉，而造成風(fēng)機(jī)故障停機(jī)

3、逆流檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)

為了加強(qiáng)防喘振保護(hù)，設(shè)置了防逆流保護(hù)系統(tǒng)作為防喘振系統(tǒng)的后備保護(hù)。 PDSLL100代表差壓開(kāi)關(guān)，測(cè)得是風(fēng)機(jī)的喉部壓差。當(dāng)流量正常時(shí)，接點(diǎn)是閉合的;當(dāng)流量較小，喉部壓差低于設(shè)定值時(shí)，接點(diǎn)斷開(kāi)，信號(hào)送入防逆流保護(hù)系統(tǒng)，啟動(dòng)防逆流保護(hù)系統(tǒng)工作。

差壓開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，送給防逆流保護(hù)系統(tǒng)的信號(hào)稱為零流量信號(hào)，系統(tǒng)接到該信號(hào)時(shí)發(fā)出控制動(dòng)作，動(dòng)作情況視零流量信號(hào)的持續(xù)時(shí)間有以下幾種類型：

3.1若在T2時(shí)間內(nèi)零流量信號(hào)消失，并且在以后T3時(shí)間內(nèi)不再出現(xiàn)，則這時(shí)只由防喘振系統(tǒng)按正常的防喘振調(diào)節(jié)將放空閥打開(kāi)適當(dāng)?shù)拈_(kāi)度以消除喘振，并由計(jì)數(shù)器計(jì)零流量次數(shù)，報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出喘振報(bào)警信號(hào)。

3.2如果在T2時(shí)間后，零流量信號(hào)不消失或者在以后的T3時(shí)間內(nèi)又出現(xiàn)零流量信號(hào)，則除發(fā)生逆流報(bào)警外，邏輯系統(tǒng)還將出現(xiàn)以下控制指令：①放空閥快速全開(kāi)，以便迅速消除喘振和逆流;②靜葉迅速退回至最小工作角位置;③風(fēng)機(jī)出口逆止閥強(qiáng)制關(guān)閉。

3.3如果在放空閥打開(kāi)T4時(shí)間內(nèi)仍不能消除喘振，則在發(fā)生持續(xù)逆流停機(jī)報(bào)警的同時(shí)，實(shí)施緊急停機(jī)。

4、逆流保護(hù)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

逆流保護(hù)自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)三個(gè)差壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行三選二判斷，保證信號(hào)檢測(cè)高效，避免因加入模擬量信號(hào)檢測(cè)影響測(cè)量效果;根據(jù)逆流發(fā)生的原理在不同的運(yùn)行狀態(tài)采取相應(yīng)的有效保護(hù)措施，保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定，確保了高爐乃至整個(gè)鋼鐵廠的正常生產(chǎn)。

1A的條件為：風(fēng)機(jī)逆流保護(hù)開(kāi)，差壓低低PDSLL100。

1A輸出結(jié)果：風(fēng)機(jī)逆流報(bào)警-FA100-1，時(shí)鐘T2（延時(shí)2秒開(kāi)）啟動(dòng)，時(shí)鐘T2時(shí)間到后時(shí)鐘T3（延時(shí)20秒開(kāi)）啟動(dòng)。假如差壓不低時(shí)執(zhí)行1B，差壓還低時(shí)執(zhí)行2A。

1B的條件為：風(fēng)機(jī)逆流保護(hù)開(kāi)，時(shí)鐘T3時(shí)間到，差壓不低低PDSLL100。

1B輸出結(jié)果：風(fēng)機(jī)逆流報(bào)警復(fù)位-FA100-1

2A的條件為：風(fēng)機(jī)逆流保護(hù)開(kāi)，時(shí)鐘T2時(shí)間到，時(shí)鐘T3時(shí)間沒(méi)到，差壓低低PDSLL100。

2A輸出結(jié)果：由于逆流風(fēng)機(jī)放風(fēng)閥開(kāi)報(bào)警-FAL100-2，時(shí)鐘T4（延時(shí)6秒開(kāi)）啟動(dòng)，由于逆流風(fēng)機(jī)放風(fēng)閥打開(kāi)-信號(hào)到第四步。假如差壓不低時(shí)執(zhí)行2B，差壓還低時(shí)執(zhí)行3A。

2B的條件為：風(fēng)機(jī)逆流保護(hù)開(kāi)，逆流保護(hù)復(fù)位按鈕HS100激活，風(fēng)機(jī)放風(fēng)閥1打開(kāi)-ZSH108，4、風(fēng)機(jī)放風(fēng)閥2打開(kāi)-ZSH109，差壓不低低PDSLL100。

2B輸出結(jié)果：由于逆流風(fēng)機(jī)放風(fēng)閥開(kāi)報(bào)警復(fù)位-FAL100-2，5、放風(fēng)閥控制起作用-裝載信號(hào)到FIC105，1#放風(fēng)閥電磁閥FY108得電，2#放風(fēng)閥電磁閥FY109得電。

3A的條件為：風(fēng)機(jī)逆流保護(hù)開(kāi)，時(shí)鐘T4時(shí)間到，差壓低低PDSLL100。

3A輸出結(jié)果：風(fēng)機(jī)由于逆流停機(jī)報(bào)警-FAL100-3，由于逆流停機(jī)-信號(hào)到第六步。

3B的條件為：風(fēng)機(jī)逆流保護(hù)開(kāi)或者逆流保護(hù)復(fù)位按鈕HS100激活。

3B輸出結(jié)果：風(fēng)機(jī)逆流報(bào)警復(fù)位-FA100-1，由于逆流風(fēng)機(jī)放風(fēng)閥開(kāi)報(bào)警復(fù)位-FAL100-2，由于逆流停機(jī)報(bào)警復(fù)位-FAL100-3。

5、風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行

安全運(yùn)行的概念：所謂安全運(yùn)行是靜葉可調(diào)式軸流壓縮機(jī)技術(shù)中一個(gè)特定的壓縮機(jī)運(yùn)行工況，它的定義是：靜葉退回到最小工作角;放風(fēng)閥全開(kāi)，逆止閥關(guān)閉。

可見(jiàn)，安全運(yùn)行即壓縮機(jī)處于一種不停機(jī)的自我保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)。但是，對(duì)于工藝裝置來(lái)講，由于風(fēng)機(jī)出口逆止閥的強(qiáng)制關(guān)閉，實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于停機(jī)。

防逆流作為防喘振的后備保護(hù)，只有當(dāng)喘振系統(tǒng)不能實(shí)施調(diào)節(jié)保護(hù)時(shí)，它才被啟動(dòng)。但是，它動(dòng)作的后果是嚴(yán)重的：輕則安全運(yùn)行，對(duì)工藝來(lái)講相當(dāng)于停機(jī);重則緊急停機(jī)。因此，一方面要加強(qiáng)防喘振系統(tǒng)的調(diào)節(jié)保護(hù)，盡量不啟動(dòng)防逆流保護(hù);另一方面要求該保護(hù)系統(tǒng)要準(zhǔn)確可靠，不能誤動(dòng)，又不能該動(dòng)時(shí)不動(dòng)。

6、結(jié)束語(yǔ)

逆流是鼓風(fēng)機(jī)最危險(xiǎn)地工況，逆流保護(hù)是鼓風(fēng)機(jī)最為重要的保護(hù)。由于出口壓力高，壓縮氣體不能暢通輸出，則旋轉(zhuǎn)機(jī)械能將其轉(zhuǎn)化為熱能使葉片膨脹，造成動(dòng)葉和靜葉的相碰而損壞軸流壓縮機(jī)。防止逆流的根本措施是加強(qiáng)防喘振控制，阻止喘振狀態(tài)進(jìn)一步升級(jí)，并防止出口氣體的倒流。逆流保護(hù)是通過(guò)邏輯控制和防喘振控制的密切聯(lián)系，來(lái)達(dá)到預(yù)期的目的。

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