[实用新型]高炉风机防喘振控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风机喘振控制技术，更具体地说，涉及一种高炉风机防喘振控制系统。

背景技术

喘振是一种在风机工作中经常出现的不稳定工况。其产生原因是，当流过风机的入口流量减小到一个最小流量时，风机与管路中气体流量、排出压力将周期性地产生低频率、大振幅的上下波动，被压缩的气体温度迅速升高，使得流经整个风机的连续稳定气流被完全破坏，并伴随以强烈的机械振动。

由于向炼铁高炉供风的高炉鼓风机运行工况变化极为复杂，不稳定工况的出现是不可避免的。因此，一旦发生喘振，若未采用有效措施，会在极短时间内使鼓风机受到严重的损坏，造成巨大的经济损失。以往在一些进口的高炉鼓风机上配有防喘振装置，该装置为一整套极为复杂的机械和电子系统，故障几率大，维修十分困难。近年来国内外出现了一些相对简单、方便的风机防喘振保护技术，主要有以下几种：

(1)申请号为87206966的鼓风机防喘振逆流保护装置；

(2)申请号为200610144461.1的压缩机喘振的预判方法；

(3)申请号为03151218.6的透平压缩机防喘振预报警方法；

(4)申请号为00240944.5防喘振可逆式轴流风机；

其中，前两者均为单一地对风机入口压差或出口压力值的实时采集判断，通过气体压力流量公式换算成对风机入口流量的控制，保证风机的入口流量大于允许的入口最小流量。但考虑到高炉生产的工艺要求常常会出现非喘振下的压力值瞬间波动，对于单变量控制的系统来说，会造成系统误动作打开放风阀，使风机排出压力快速下降，影响高炉的生产。

第三种仅仅是靠在喘振控制系统的防喘振控制线的平行右下方建立了一条预报警线，提醒操作人员提前干预，避免喘振的发生，但对于气体温度的变化没有监控，另外，靠单一系统实现控制，若变送器故障或干扰因素造成系统的误动作也会给高炉生产带来影响。

最后一种是采用增加机械零部件，通过物理的方式来减少风机喘振发生的几率，但是该装置的灵敏度和可靠性存在很大不足，对于大型的高炉风机这种重要设备，仅采用物理方式控制喘振显然是不可靠的。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种高炉风机防喘振控制系统，该控制系统能够有利于保护风机提前避开喘振区域，避免高炉断风事故的发生。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

该高炉风机防喘振控制系统，用以控制风机的防喘振阀和防阻塞阀，包括：

数据采集单元，实时采集风机出入口的温压信号；

阀位控制单元，输入端连接至数据采集单元的输出端，接收温压信号并进行计算比较，产生防喘振阀调节信号；

阀位执行单元，输入端连接至阀位控制单元的输出端，接收调节信号并对防喘振阀的开度进行调节。

该控制系统还包括：

喘振预警单元，输入端连接至数据采集单元的输出端，接收温压信号并与预警设定值进行比较，产生预警信号供画面预报警。

该控制系统还包括：

喘振检测单元，输入端连接至数据采集单元的输出端，接收温压信号并与喘振设定值进行比较，产生快开控制信号及供画面报警的喘振报警信号；

阀门快开执行单元，输入端分别与喘振预警单元及喘振检测单元的输出端相连，接收快开控制信号并对防阻塞阀及防阻塞阀进行快开控制。

所述的数据采集单元包括分别设于风机出入口的温度传感器、压差变送器和压力传感器，分别实时采集风机出入口的温度、压差及压力信号。

所述的阀位控制单元包括：

控制偏差运算器，接收温压信号进行模拟运算，并与控制设定值进行比较，产生多个变量控制偏差值，并选出最大控制偏差值；

PID调节器，接收最大控制偏差值作为PID调节器的设定值，经PID调节运算，输出防喘振阀调节信号至阀位执行单元。

在上述技术方案中，本实用新型的高炉风机防喘振控制系统包括：数据采集单元、阀位控制单元和阀位执行单元，数据采集单元实时采集风机出入口的温压信号，阀位控制单元对温压信号进行计算比较，阀位执行单元根据调节信号对防喘振阀的开度进行调节。另外，通过喘振预警单元能够进行喘振预报警，并通过喘振检测单元及阀门快开执行单元能够控制防喘振阀及防阻塞阀进行快开，进一步提高风机防喘振能力，从而有利于保护风机提前避开喘振区域，避免高炉断风事故的发生。

附图说明

图1是本实用新型的高炉风机防喘振控制系统的结构方框图；

图2是本实用新型的控制系统的原理图。

具体实施方式