鋼鐵企業(yè)高爐互撥風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)踐

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摘要：高爐生產(chǎn)工藝流程中，鼓風(fēng)機(jī)作為高爐的動(dòng)力來(lái)源，為高爐提供充足風(fēng)量以保證高爐的正常生產(chǎn)。一旦鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停機(jī)，高爐會(huì)突然失壓，極易引起高爐風(fēng)口灌渣等重大安全生產(chǎn)事故。分析現(xiàn)有安鋼高爐撥風(fēng)系統(tǒng)，提出優(yōu)化方案，并成功應(yīng)用于實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：高爐；撥風(fēng)；優(yōu)化

引言

隨著冶金行業(yè)煉鐵技術(shù)的高速發(fā)展，高爐設(shè)備不斷大型化，高爐頂壓不斷提高，冶煉強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，對(duì)保障高爐的連續(xù)、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行也提出了越來(lái)越高的要求。高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)作為煉鐵生產(chǎn)中非常重要的環(huán)節(jié)之一，故對(duì)其提出了更高的要求。撥風(fēng)系統(tǒng)是針對(duì)高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的補(bǔ)充和完善，是保障高爐在鼓風(fēng)機(jī)突然事故停機(jī)時(shí)不斷風(fēng)的重要保護(hù)手段，可以起到在高爐供風(fēng)系統(tǒng)緊急故障時(shí)，保障高爐風(fēng)口安全的作用。高爐撥風(fēng)系統(tǒng)的主要作用是當(dāng)高爐的鼓風(fēng)機(jī)組單機(jī)突然事故停機(jī)后，可由其他在線(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)組提供部分風(fēng)量，以避免高爐送風(fēng)管道突然失壓造成高爐坐料、風(fēng)口灌渣等惡性事故的發(fā)生，從而減小高爐鼓風(fēng)機(jī)緊急故障停機(jī)事故所造成的損失。

1現(xiàn)狀

安鋼目前有1#、2#和3#高爐，并配套建設(shè)2座風(fēng)機(jī)房。1#高爐和2#高爐合用1座1#風(fēng)機(jī)房，1#風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有AV90風(fēng)機(jī)1臺(tái)和AV80風(fēng)機(jī)2臺(tái)，生產(chǎn)中實(shí)行二開(kāi)一備的工作制度，在1#高爐和2#高爐的送風(fēng)主管之間建有1套高爐撥風(fēng)裝置。3#高爐在建設(shè)時(shí)配套建設(shè)1座2#風(fēng)機(jī)房，其內(nèi)設(shè)AV100風(fēng)機(jī)1臺(tái)?；贏V100風(fēng)機(jī)在檢修期間3#高爐存在低負(fù)荷生產(chǎn)的可能性，3#高爐建設(shè)工程中鐵前系統(tǒng)配套項(xiàng)目里增加了1根由AV90風(fēng)機(jī)至3#高爐的備用送風(fēng)管道（DN600），將AV90風(fēng)機(jī)作為3#高爐的備用鼓風(fēng)機(jī)組，同時(shí)在接點(diǎn)處建設(shè)1套高爐撥風(fēng)裝置（新增1#撥風(fēng)系統(tǒng)）。即3#高爐投產(chǎn)后，1#高爐、2#高爐和3#高爐共配套4臺(tái)風(fēng)機(jī)，送風(fēng)、撥風(fēng)系統(tǒng)流程如圖1所示。經(jīng)過(guò)分析可知，現(xiàn)有撥風(fēng)裝置可滿(mǎn)足絕大多數(shù)情況下的生產(chǎn)需求，但存在以下2種情況，無(wú)法滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的需求：①當(dāng)AV100機(jī)組檢修期間，AV90風(fēng)機(jī)向3#高爐供風(fēng)，原設(shè)計(jì)的1#新增撥風(fēng)裝置從圖1中可以看出被短路不起作用，即1#高爐和2#高爐不能為3#高爐撥風(fēng)，3#高爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行不能得到保障；②當(dāng)2#高爐休風(fēng)停機(jī)時(shí)，1#高爐和3#高爐也無(wú)法實(shí)現(xiàn)互相撥風(fēng)，即1#高爐和3#高爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行也不能得到保障。

2高爐撥風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化

經(jīng)過(guò)對(duì)工藝合理性和邏輯控制可行性進(jìn)行多次探討，確定對(duì)現(xiàn)有撥風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，在2#高爐鼓風(fēng)機(jī)房附近新增1套1#高爐供風(fēng)主管與備用風(fēng)管道之間的撥風(fēng)裝置系統(tǒng)，新增撥風(fēng)裝置以保證3座高爐在各種生產(chǎn)模式下，能夠?qū)崿F(xiàn)相互撥風(fēng)，既提高生產(chǎn)效益又強(qiáng)化了生產(chǎn)安全系數(shù)。

2.1機(jī)械設(shè)備改造

在1#、2#高爐鼓風(fēng)站附近增加1套撥風(fēng)裝置（2#新增撥風(fēng)系統(tǒng)），從1#、2#高爐供風(fēng)的DN1400和DN1600管道上分別引出1根DN600管道，經(jīng)過(guò)DN600電動(dòng)蝶閥后匯集成1根，然后經(jīng)過(guò)2#新增加的撥風(fēng)裝置后與DN1600備用冷風(fēng)管道相連?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中因?yàn)閭溆美滹L(fēng)管線(xiàn)比較長(zhǎng)，大約1.6km，考慮到將來(lái)管線(xiàn)的檢修方便，又在1#高爐和2#高爐鼓風(fēng)站旁邊增加了1個(gè)AV90風(fēng)機(jī)向3#高爐供風(fēng)的頭道閥。改造后的供風(fēng)、撥風(fēng)系統(tǒng)如圖2所示。改造后，共設(shè)1#、2#、3#撥風(fēng)裝置3套，原有撥風(fēng)裝置的作用為1#高爐、2#高爐之間相互撥風(fēng)之用，1#、2#新增撥風(fēng)裝置的實(shí)現(xiàn)了1#、2#、3#高爐之間相互撥風(fēng)。撥風(fēng)裝置的自動(dòng)撥風(fēng)條件由風(fēng)機(jī)停機(jī)信號(hào)和撥風(fēng)閥撥風(fēng)側(cè)風(fēng)壓大于被撥風(fēng)側(cè)風(fēng)壓2個(gè)條件決定。

2.2電氣儀表改造

3#高爐現(xiàn)有撥風(fēng)裝置新增旁通閥電源取自鼓風(fēng)機(jī)站鼓風(fēng)系統(tǒng)輔助MCC3.3配電柜，新增撥風(fēng)裝置及其他用電設(shè)備電源均取自1#高爐鼓風(fēng)機(jī)站原有配電柜。交流380V/220V動(dòng)力線(xiàn)路采用額定電壓為1kV的銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜。電纜敷設(shè)一般采用沿風(fēng)管道支架穿管方式，過(guò)路時(shí)穿鋼管保護(hù)。撥風(fēng)閥采用雙向密封氣動(dòng)調(diào)節(jié)切斷蝶閥，在撥風(fēng)閥兩側(cè)各安裝1臺(tái)壓力變送器，采集信號(hào)引至設(shè)在1#高爐鼓風(fēng)機(jī)站中控室的新增PLC柜。

2.3控制系統(tǒng)改造

為確保煉鐵生產(chǎn)中各個(gè)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定，自動(dòng)化方面采用計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)（3#高爐原有控制系統(tǒng)），并對(duì)各個(gè)流程中的工藝參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)視，主要生產(chǎn)過(guò)程操作采取自動(dòng)控制，并對(duì)有關(guān)重要的參數(shù)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)進(jìn)行報(bào)警。在1#高爐鼓風(fēng)機(jī)站主控室新增一面PLC柜作為原有系統(tǒng)I/O子站，對(duì)新增撥風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備及1#高爐原有撥風(fēng)裝置新增旁通閥參數(shù)進(jìn)行信號(hào)采集，新增I/O子站與3#高爐控制系統(tǒng)間用光纖通訊；3#高爐原有撥風(fēng)裝置新增旁通閥參數(shù)信號(hào)采集至3#高爐鼓風(fēng)機(jī)站原有PLC系統(tǒng)。所有儀表閥門(mén)均采用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)方控制和就地操作2種運(yùn)行方式。

2.4鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行操作模式優(yōu)化

經(jīng)過(guò)撥風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，填補(bǔ)了原送風(fēng)、撥風(fēng)系統(tǒng)的缺陷，真正實(shí)現(xiàn)了3座高爐不同生產(chǎn)模式下相互撥風(fēng)，提高了高爐生產(chǎn)安全系數(shù)。（1）AV100風(fēng)機(jī)、AV90風(fēng)機(jī)和1臺(tái)AV80風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)：①1#高爐、2#高爐和3#高爐正常運(yùn)行，將2#DN1600電動(dòng)碟閥常開(kāi)，1#DN1600、1#DN600、2#DN600電動(dòng)閥關(guān)閉，在AV100風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急故障時(shí)，1#新增撥風(fēng)閥DN600動(dòng)作，AV90機(jī)組加負(fù)荷向3#高爐撥風(fēng)；②2#高爐休風(fēng)（AV90風(fēng)機(jī)停機(jī)），打開(kāi)1#DN1600和1#DN600電動(dòng)閥，將2#DN1600、2#DN600電動(dòng)閥關(guān)閉，在AV100風(fēng)機(jī)或AV80風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急故障時(shí)，打開(kāi)2#新增撥風(fēng)閥DN600實(shí)現(xiàn)1#高爐和3#高爐的相互撥風(fēng)。（2）AV100風(fēng)機(jī)、2臺(tái)AV80風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)：①1#高爐、2#高爐和3#高爐正常運(yùn)行，1#DN1600電動(dòng)閥、2#DN600電動(dòng)閥運(yùn)行時(shí)常開(kāi)，2#DN1600、1#DN600電動(dòng)閥關(guān)閉，在AV100風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急故障時(shí)，打開(kāi)2#新增撥風(fēng)閥DN600，AV80風(fēng)機(jī)增加負(fù)荷向3#高爐撥風(fēng)；②2#高爐休風(fēng)停機(jī)（AV90風(fēng)機(jī)停機(jī)）時(shí)，2#DN600電動(dòng)閥關(guān)閉，打開(kāi)1#DN600電動(dòng)閥，當(dāng)AV100風(fēng)機(jī)或AV80風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急故障時(shí)，打開(kāi)2#新增撥風(fēng)閥DN600實(shí)現(xiàn)1#和3#高爐相互撥風(fēng)。（3）AV90風(fēng)機(jī)（送3#高爐）、2臺(tái)AV80風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)：①1#高爐、2#高爐和3#高爐正常運(yùn)行，2#DN1600、1#DN1600、2#DN600電動(dòng)閥常開(kāi)，1#DN600電動(dòng)閥關(guān)閉，在AV90風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急故障時(shí)，打開(kāi)2#新增撥風(fēng)閥DN600，AV80機(jī)組增加負(fù)荷向3#高爐撥風(fēng)；②2#高爐休風(fēng)停機(jī)（AV90風(fēng)機(jī)停機(jī)）時(shí)，關(guān)閉2#DN600電動(dòng)閥，打開(kāi)1#DN600電動(dòng)閥，其余閥門(mén)狀態(tài)不變，當(dāng)AV90或AV80風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，通過(guò)打開(kāi)2#新增撥風(fēng)閥實(shí)現(xiàn)1#、3#高爐相互撥風(fēng)。

3實(shí)踐效果

該項(xiàng)目2013年3月建成投入使用，數(shù)年來(lái)設(shè)備運(yùn)行狀況良好，撥風(fēng)動(dòng)作正常，已成功撥風(fēng)5次，為公司減少損失3000多萬(wàn)元，為保公司高爐安全生產(chǎn)起到了堅(jiān)實(shí)的保障作用。

作者：陳先利 張運(yùn)勝 馬理軍 張志軍 翟興忠 宋亮 單位：安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司