宣钢AV80高炉鼓风机控制功能设计

摘 要：简要介绍了高炉鼓风机组设备特性及工艺流程。根据高炉鼓风机的性能和控制要求，对计算机控制系统进行选型并确定设计原理和硬件结构方案。

关键词：分布式控制系统；鼓风机组控制；高炉

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.022

0 引言

高炉鼓风机作为炼铁过程中的核心动力设备，其工作性能与稳定性在高炉冶炼的过程中就显得尤为重要。在鼓风机的控制方面，我厂现有的高炉鼓风机在检测控制方面仍然使用单回路常规仪表控制，常规仪器仪表控制存在检测精度低、稳定性差等弊端。因此，在高炉鼓风机的控制过程中，如何采用科学、先进的控制策略和控制措施，保障高炉鼓风机的正常运行，减少故障率和停机率，对高炉生产正常进行和产量的提高具有重要意义。

1 宣钢AV80高炉鼓风机

1.1 AV80鼓风机组典型结构

宣钢高炉鼓风机组选用的是陕西鼓风机厂生产的AV80-16轴流压缩机。静叶是由一套液压伺服机构来进行调整，为之配套的是一套自动化控制仪表和一套12Mpa的高压动力油系统，液压伺服机构由装在压缩机气缸两侧的伺服马达及传动机构构成。

1.2 AV80鼓风机计算机控制系统结构

AV80-16全静叶可调轴流式压缩机控制系统采用2个现场控制器AC800F来实现控制器1：l 冗余，包括冗余的控制器和I/O站。操作员站的软件采用工控软件DIGIVIS来开发，其操作系统采用WINDOWS XP。

2 AV80高炉鼓风机控制功能设计

宣钢动力厂AV80高炉鼓风机自控系统选用德国ABB公司生产的AC800F控制系统，编程软件选用Control Build F，通过CBF软件的组态编程主要完成以下控制功能：

数据采集功能、自动控制系统、报警功能、性能参数的屏幕显示、过程通讯。

机组启动控制设计。鼓风机组使静止的高炉鼓风机组逐渐过渡到承担一定负荷的运转状态的过程，称为鼓风机组的启动[2]。高炉鼓风机组的启动过程，可化分为几个操作阶段：暖管、辅机启动、冲动转子、低速暖机、升速、并列和接带负荷等。机组允许启动条件具备之后，“机组启动待命”指示标志变为红色。或者有某项条件不满足时，点击“强制启动”按钮，如“实验按钮复位”指示标志为灰色时，点击“存储器复位”按钮，使“实验按钮复位”指示标志变为红色，点击下方“启动按钮”后，“汽机闭锁解除”指示标志变为红色后，待汽机转速大于3800转，则“汽机转速正常”指示标志变为红色，上述三个条件都满足后，点击“存储器复位”按钮后，“风机闭锁解除”指示标志变为红色。至此，机组启动结束。

汽轮机侧启动：岗位操作人员确认完成润滑油系统检查、动力油系统检查、汽水系统检查、风系统检查、调速系统检查、鼓风机控制系统检查等常规检查后，先开启汽机顶升油泵和风机顶升油泵，待压力正常后，启动盘车油泵，机组进入盘车暖管运行阶段。盘车结束，机组各项启动参数正常之后，岗位操作人员点击“启动按钮”，并投入调速系统Woodward505。

鼓风机侧启动：风机闭锁解除后，通过程序的编制，逻辑控制会自动释放轴流压缩机静叶、逆止阀、防喘阀三个装置的锁定状态[3]。全面检查机组的运行情况，确认无异常时，等待高炉下达的送风指令，轴流压缩机方可进入向高炉送风的工作状态。此时，应该注意确认防喘阀是否全開，逆止阀及送风阀门、联通阀门是否关闭，静叶角度是否关至22度。确认无误后，依次打开联通门、送风门，按下“自动操作”按钮，将静叶开至一定角度，防喘振控制器切换到收到位置，关闭防喘阀，随着防喘阀的逐渐关闭，密切注意负荷增加情况。根据工况点在运行工况画面所处的位置，灵活调整静叶角开度，以保证顺利为高炉供风。

3 辅机控制功能的软件实现

在高炉鼓风机控制系统中，计算机可以控制的辅机设备主要有动力油泵、润滑油泵、冷凝泵以及机组盘车装置、电加热器等设备。

3.1 动力油泵联锁

动力油站的主要作用是为静叶系统提供动力油。

动力油泵的联锁控制主要实现如下功能。即：在机组正常运行过程中，只有一台动力油泵处于运行状态，另外一台动力油泵投入联锁，作为备用泵随时待命准备启动。如果工作的动力油泵突然出现故障停止运行，则根据控制系统设计的逻辑启动关系，另一台动力油泵立即启动，以保证动力油系统的正常运行。另外一种情况是在工作状态下，若动力油压力低于11Mpa，控制系统自动启动动备用泵，使动力油压力保持在系统所需压力的范围之内，当动力油压力高于12Mpa时，控制系统自动停止备用动力油泵。避免出现两台动力油泵同时启动，动力油压力过高的状况出现。

3.2 润滑油泵联锁

润滑油站联锁控制中所涉及的设备有一台直流油泵（事故油泵），该泵的作用是当交流油泵和主油泵出现故障时，直流油泵启动，为润滑油总管提供润滑油。

开机前，首先启动电动交流油泵（辅助油泵），该油泵有两路油路，其中一路通过冷油器、滤油器后为润滑油总管及高位油箱供油。另一路通过调节油滤油器为速关阀提供保安油、为电液转换器提供二次油、为油动机提供调节油。

润滑油系统的控制主要包括润滑油总管压力的检测和压力低报警的判断、润滑油泵启动停止的联锁控制和润滑油温度加热器的自动控制。

4 总结

经试运行，宣钢AV80鼓风机组及其附属设备运行状况良好，各运行参数在设计范围之内，所设计的控制方案很大程度的满足了宣钢动力厂的生产要求，达到了预期设计目的。

参考文献：

[1]杨诗成.轴流风机[M].高等教育出版社，1995.

[2]张寿荣，银汉.中国高炉炼铁现状和存在的问题[J].钢铁，2007，42（09）：1-8.

[3]牛志霖.关于中国钢铁工业发展问题的思考[J].北京建筑工程学院学，010，26（03）：8-12.

[4]司红波，范彩霞，黄汝科，王珂.高炉鼓凤机自动控制及保护功能的研究与分析[J].冶金动力，2008（05）：55-58.

作者简介：石永芳（1982-），女，硕士研究生，工程师。