[发明专利]一种立式连退退火炉快冷风机负荷平衡装置与平衡方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别是一种立式连退退火炉快冷风机负荷平衡装置与平衡方法。

背景技术

立式连续退火炉快冷段的作用是通过向带钢两侧喷吹保护气氛以带走带钢的热量，使带钢被快速冷却，固定带钢内部晶体结构。氮氢保护气氛由两台大功率变频快冷风机从快冷炉膛内抽出后，分别经由两台水冷换热器冷却后，再经由两套快冷风箱重新吹入快冷炉膛内，从带钢两侧同时冷却带钢。

现有的立式连退炉快冷风机控制装置一般通过两个相互独立的压力控制器分别控制两台变频快冷风机的转速，即用传动侧压力变送器的压力检测值PV_MS为反馈变量控制传动侧快冷风机的转速，操作侧压力变送器的压力检测值PV_OS为反馈变量控制操作侧快冷风机的转速。为使吹向带钢两侧的保护气氛流量基本一致，传动侧快冷风机压力控制回路的压力设定值SP_MS和操作侧快冷风机压力控制回路的压力设定值SP_OS均使用相同的压力设定值SP_Nom。

但即使两个快冷风机压力控制器使用相同的压力设定值，但由于受工艺管道布置的制约，两台快冷风机分支管道的长度、分支管道的阻力(比如由于分支管道转弯的次数、转弯的角度不同造成的管道阻力差异)不同，两台快冷风机的保护气氛吹出量即快冷风机的负荷也会不平衡，即两台快冷风机吹向带钢两侧保护气氛的风量不一致，使带钢在快冷段中走行冷却时发生来回抖动的“震颤”现象，更严重时会有一台快冷风机处于超负荷状态，而另一快冷风机处于欠负荷状态，而快冷风机超负荷工作将严重影响快冷风机的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立式连退炉快冷风机负荷平衡装置及平衡方法，能在保证快冷段保护气氛抽出和鼓入平衡的同时，使两台快冷风机吹向带钢两侧保护气氛风量即负荷保持基本平衡一致。

本发明解决上述问题的技术方案为：

一种立式连续退火炉快冷风机负荷平衡装置，包括：传动侧水冷换热器、操作侧水冷换热器、传动侧快冷风箱、操作侧快冷风箱、加热炉PLC控制系统以及与PLC控制系统相连接的传动侧变频快冷风机、操作侧变频快冷风机、传动侧压力变送器和操作侧压力变送器；

所述传动侧水冷换热器分别与快冷炉膛和传动侧变频快冷风机连接；所述传动侧压力变送器分别与快冷炉膛和传动侧快冷风箱连接；所述操作侧水冷换热器分别与快冷炉膛和操作侧变频快冷风机连接；所述操作侧压力变送器分别与快冷炉膛和操作侧快冷风箱连接。按上述方案，所述加热炉PLC控制系统包括模拟量输入模块，所述模拟量输入模块与传动侧压力变送器和操作侧压力变送器连接。按上述方案，所述传动侧变频快冷风机和操作侧变频快冷风机由交流变频器控制，所述交流变频器通过硬接线连接方式或现场总线通讯方式与PLC控制系统连接。

一种立式连续退火炉快冷风机负荷平衡方法，包括以下步骤：

1)传动侧压力变送器采集快冷炉膛和传动侧快冷风箱的压差，操作侧压力变送器采集快冷炉膛和操作侧快冷风箱的压差；并将两个压差检测信号通过模拟量输入模块(AI模块)接入加热炉PLC控制系统；

2)压力控制器对压力设定值和压力检测信号的偏差执行常规的PID比例积分微分运算，对计算出的压力控制器输出进行限幅后用于控制快冷风机的转速；

3)PLC系统检测各快冷风机实际转速，并判断各快冷风机实际转速是否超过其转速上限值；

4)根据各快冷风机实际转速是否超过其转速上限值的情况，选择使用正常压力设定值或正常压力设定值和超速风机侧压力检测值中的较小者作为压力调节控制回路的设定值；

按上述方案，所述压力调节控制回路的设定值选择方法具体如下：

(4.1)传动侧快冷风机实际转速n_MS未超过其转速上限值n_max_MS，操作侧快冷风机实际转速n_OS未超过其转速上限值n_max_OS，此时传动侧快冷风机压力控制回路压力设定值SP_MS和操作侧快冷风机压力控制回路压力设定值SP_OS均采用正常压力设定值SP_Nom

SP_MS＝SP_Nom

SP_OS＝SP_Nom