山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机,赢得了市场好评和认可。
罗茨风机提供高炉冶炼所需的氧气,并使高炉保持一定的炉顶压,在高炉冶炼中至关重要。在罗茨风机运行中,紧急故障停机特别是误动作停机一旦发生往往会造成高炉灌渣的事故。为了确保高炉不发生类似事故,根据其他钢铁企业的先进经验,结合本厂的实际情况,对原有的手动拨风方式进行改进,开发了高炉罗茨鼓风机自动拨风系统。
1 快速拨风系统概述与自动拨风系统设计
1.1 系统工作原理
罗茨风机至2座高炉之间由2根送风母管连接,快速拨风系统连接2根送风母管,如图1所示,拨风阀位于隔离阀1、隔离阀2之间,拨风阀、隔离阀1、隔离阀2均为电动阀。罗茨风机正常运转时,隔离阀1保持一定开度,隔离阀2保持全开状态,如果2台罗茨风机1对1为2座高炉送风,其中某1台罗茨风机出现故障停机,可以迅速打开快速拨风阀使正在运行的罗茨风机向故障机组对应的送风母管拨风。
1.2 快速拨风系统手动拨风方式
罗茨鼓风机投运后,快速拨风系统一直采用手动拨风方式,即主控室操作面板手动操作、上位机手动操作两种模式。
操作面板手动操作快速拨风阀:主控室操作面板中设有快速拨风阀的开、关、停按钮,开到位、关到位信号指示灯,就地/远程转换开关。面板上同时有隔离阀1隔离阀2开、关、停按钮,开到位、关到位信号指示灯以及阀位信号位置反馈。将拨风阀就地/远程转换开关打到远程,若机组需要拨风时直接通过按钮操作。
上位机手动操作快速拨风阀:将拨风阀就地/远程转换开关打到自动,如图2所示上位操作画面上设置了开、关、停操作按钮。
采用操作面板手动操作、上位机手动操作快速拨风阀两种模式,一旦操作人员发现高炉罗茨风机紧急故障停机之后,立即手动打开快速拨风阀,拨风风量或风压较难控制,拨风时间即从罗茨风机故障到拨风系统投入,因时间、地点、人员以及系统等条件不同而不一样,致使实际拨风效果不尽相同,这样也有可能造成高炉灌渣。经过完善后的自动拨风系统可以改善手动拨风方式下的不足。
1.3 自动拨风系统设计
不可能在任何情况下, 只要一台机组发生紧急故障停机, 拨风装置就能立即投运。既要保证拨风工艺的可靠性, 同时又要绝对保证罗茨风机设备的安全性, 这是自动拨风系统设计最为关键的技术问题。为此经过多次探讨和研究, 确定拨风逻辑如下。
自动控制模式下,需要将拨风阀就地/远程转换开关打到自动,同时将上位按钮打到自动状态。如果2台风机1对1为2座高炉送风,若其中1台风机所对应的送风母管流量满足高炉日常运行流量,出口压力满足高炉日常运行压力,则允许该罗茨风机对应的送风母管给另1台罗茨风机对应的送风母管拨风。
另1台罗茨风机对应的送风母管出口压力小于高炉极限运行风压;并满足主电机急停或者风机系统故障跳机,或者逆流保护运行到第二步。满足以上条件快速拨风系统可以自动拨风,按照以上逻辑,我们对PLC程序进行完善,并在上位中增加相应的操作画面,自动拨风系统投运后可以提高故障的响应速度,最大可能的避免罗茨风机紧急故障停机引起的高炉灌渣。
1.4 快速拨风系统优化
为了最大可能保障系统运行的可靠性,除了要求快速拨风系统电气线路连接的可靠性外,还需要保障阀门密封性良好,另外建议定期对快速拨风阀进行开关测试,防止阀门犯卡。由于自动拨风对仪表的计量和设备运行的可靠性提出了更高的要求,所以必须保障各关键仪表如罗茨鼓风机出口压力变送器、出口流量变送器、风机喉部差压开关等计量的准确性。考虑到快速拨风系统的重要性,能环部拟决定新增1套快速拨风系统,该系统位于1#风机和2#风机之间的送风母管之间,新增系统将包括操作面板手动操作、上位机手动操作、自动控制方式,原快速拨风系统改为操作面板手动操作,这样可以使系统控制功能进一步优化。
2 结语
自动拨风系统的正常投运, 必将对高炉的稳定运行提供可靠的保证。目前1#、2#、3#风机增设定风量、定风压控制系统,在拨风阀开启后, 定风量、定风压控制切换为手动,保持送风压力,使被拨风罗茨风机在给其他高炉拨风后自身不受干扰。需要特别提出的是,即使高炉罗茨风机配有完好的备用机组,但拨风工艺还是必需的,因为它解决的是突发性供风中断问题,这一点备用机组是无法做到的。
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