高爐鼓風(fēng)機(jī)在現(xiàn)代化的鋼鐵廠是主要的能耗大戶,其能耗占鋼鐵企業(yè)動(dòng)力系統(tǒng)總能耗的60%左右。但由于傳統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)防喘振控制算法過于簡單,防喘振放空閥普遍存在放空現(xiàn)象,造成大量的能量浪費(fèi)。
通過實(shí)施先進(jìn)的防喘振控制優(yōu)化改造,可以最大程度的優(yōu)化工藝運(yùn)行與操作、擴(kuò)大鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行空間,在保證機(jī)組安全的前提下,在自動(dòng)模式中關(guān)閉防喘振放空閥門,通過避免不必要的放空流量來降低機(jī)組的功率消耗,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
高爐鼓風(fēng)機(jī)在現(xiàn)代化的鋼鐵廠是主要的能耗大戶,其能耗占鋼鐵企業(yè)動(dòng)力系統(tǒng)總能耗的60%左右。但由于傳統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)防喘振控制算法過于簡單,防喘振放空閥普遍存在放空現(xiàn)象,造成大量的能量浪費(fèi)。
通過實(shí)施先進(jìn)的防喘振控制優(yōu)化改造,可以最大程度的優(yōu)化工藝運(yùn)行與操作、擴(kuò)大鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行空間,在保證機(jī)組安全的前提下,在自動(dòng)模式中關(guān)閉防喘振放空閥門,通過避免不必要的放空流量來降低機(jī)組的功率消耗,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
原高爐鼓風(fēng)機(jī)防喘振控制與保護(hù)主要方式:
l 簡單PID + 安全運(yùn)行與逆流保護(hù)邏輯(兩位式控制)。
l 固定工況算法:喘振極限線、喘振控制線一經(jīng)標(biāo)定,固定不變,不隨季節(jié)和每一天的溫度和壓力的變化而變化。
l 有些現(xiàn)場,會(huì)根據(jù)風(fēng)機(jī)在不同氣溫下實(shí)際性能的變化,對(duì)喘振曲線進(jìn)行溫度等補(bǔ)償模型計(jì)算,可以在當(dāng)前的基礎(chǔ)上節(jié)約部分放風(fēng)能耗。
以上控制方法主要存在的問題:
l 傳統(tǒng)的簡單PID功能過于簡單,防喘振調(diào)節(jié)速度非常緩慢。
l 不能用于克服喘振發(fā)生時(shí)的快速擾動(dòng)。
l 喘振發(fā)生非常快速,控制不及時(shí)將會(huì)造成振蕩。
l 一旦發(fā)生逆流(深度喘振)、觸發(fā)并執(zhí)行安全運(yùn)行動(dòng)作時(shí),電磁閥失電、防喘振放空閥瞬間全開、靜葉退回最小工作角度,對(duì)高爐生產(chǎn)造成巨大干擾甚至事故:風(fēng)口灌渣與坐料等。
采用基于鼓風(fēng)機(jī)氣動(dòng)無因次設(shè)計(jì)計(jì)算特性曲線喘振控制方法,用于防喘振控制時(shí),不受入口空氣密度量、溫度等變化帶來的影響,通過準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)與喘振區(qū)的距離,從而達(dá)到避免機(jī)組進(jìn)入喘振區(qū)的危險(xiǎn),盡量減少放空帶來的能量損失。
同時(shí)還結(jié)合了傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式和開環(huán)保護(hù)動(dòng)作,使得鼓風(fēng)機(jī)組的防喘振控制與保護(hù)及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠,同時(shí)兼具安全運(yùn)行、變送器故障退守策略,兼顧了機(jī)組的安全保護(hù)與工藝的平穩(wěn)操作。
改造主要技術(shù)目標(biāo):
l 擴(kuò)大風(fēng)機(jī)在靠近喘振線區(qū)域的可用工況范圍,提高供風(fēng)壓力2%~6%。
l 階梯響應(yīng)放風(fēng)方式,能夠及時(shí)防止機(jī)組快速進(jìn)入喘振,保證高爐工藝運(yùn)行平穩(wěn)。
l 提高控制響應(yīng)的敏捷性,更好地保護(hù)機(jī)組安全。
l 精確控制排氣壓力,避免防喘振調(diào)節(jié)振蕩現(xiàn)象及由此造成的高爐滑料及灌渣事故發(fā)生。
l 盡可能地減少額外的放風(fēng)量,以降低能耗。
l 提高風(fēng)量及高爐爐頂壓力,提高高爐產(chǎn)量。
l 風(fēng)機(jī)可以在任意工藝管網(wǎng)阻力下(包括送風(fēng)閥全關(guān))穩(wěn)定運(yùn)行。
l 簡化操作,提高自動(dòng)化程度。
改造的主要流程:
性能試驗(yàn)結(jié)果: