鋼鐵企業(yè)高爐互撥風系統(tǒng)優(yōu)化實踐

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摘要：高爐生產工藝流程中，鼓風機作為高爐的動力來源，為高爐提供充足風量以保證高爐的正常生產。一旦鼓風機出現(xiàn)故障停機，高爐會突然失壓，極易引起高爐風口灌渣等重大安全生產事故。分析現(xiàn)有安鋼高爐撥風系統(tǒng)，提出優(yōu)化方案，并成功應用于實踐。

關鍵詞：高爐；撥風；優(yōu)化

引言

隨著冶金行業(yè)煉鐵技術的高速發(fā)展，高爐設備不斷大型化，高爐頂壓不斷提高，冶煉強度不斷增強，對保障高爐的連續(xù)、穩(wěn)定、可靠運行也提出了越來越高的要求。高爐鼓風系統(tǒng)作為煉鐵生產中非常重要的環(huán)節(jié)之一，故對其提出了更高的要求。撥風系統(tǒng)是針對高爐鼓風系統(tǒng)的補充和完善，是保障高爐在鼓風機突然事故停機時不斷風的重要保護手段，可以起到在高爐供風系統(tǒng)緊急故障時，保障高爐風口安全的作用。高爐撥風系統(tǒng)的主要作用是當高爐的鼓風機組單機突然事故停機后，可由其他在線鼓風機組提供部分風量，以避免高爐送風管道突然失壓造成高爐坐料、風口灌渣等惡性事故的發(fā)生，從而減小高爐鼓風機緊急故障停機事故所造成的損失。

1現(xiàn)狀

安鋼目前有1#、2#和3#高爐，并配套建設2座風機房。1#高爐和2#高爐合用1座1#風機房，1#風機房內設有AV90風機1臺和AV80風機2臺，生產中實行二開一備的工作制度，在1#高爐和2#高爐的送風主管之間建有1套高爐撥風裝置。3#高爐在建設時配套建設1座2#風機房，其內設AV100風機1臺?；贏V100風機在檢修期間3#高爐存在低負荷生產的可能性，3#高爐建設工程中鐵前系統(tǒng)配套項目里增加了1根由AV90風機至3#高爐的備用送風管道（DN600），將AV90風機作為3#高爐的備用鼓風機組，同時在接點處建設1套高爐撥風裝置（新增1#撥風系統(tǒng)）。即3#高爐投產后，1#高爐、2#高爐和3#高爐共配套4臺風機，送風、撥風系統(tǒng)流程如圖1所示。經過分析可知，現(xiàn)有撥風裝置可滿足絕大多數(shù)情況下的生產需求，但存在以下2種情況，無法滿足安全生產的需求：①當AV100機組檢修期間，AV90風機向3#高爐供風，原設計的1#新增撥風裝置從圖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，3#高爐的安全穩(wěn)定運行不能得到保障；②當2#高爐休風停機時，1#高爐和3#高爐也無法實現(xiàn)互相撥風，即1#高爐和3#高爐的安全穩(wěn)定運行也不能得到保障。

2高爐撥風系統(tǒng)設計優(yōu)化

經過對工藝合理性和邏輯控制可行性進行多次探討，確定對現(xiàn)有撥風系統(tǒng)進行改造，在2#高爐鼓風機房附近新增1套1#高爐供風主管與備用風管道之間的撥風裝置系統(tǒng)，新增撥風裝置以保證3座高爐在各種生產模式下，能夠實現(xiàn)相互撥風，既提高生產效益又強化了生產安全系數(shù)。

2.1機械設備改造

在1#、2#高爐鼓風站附近增加1套撥風裝置（2#新增撥風系統(tǒng)），從1#、2#高爐供風的DN1400和DN1600管道上分別引出1根DN600管道，經過DN600電動蝶閥后匯集成1根，然后經過2#新增加的撥風裝置后與DN1600備用冷風管道相連?，F(xiàn)場實際中因為備用冷風管線比較長，大約1.6km，考慮到將來管線的檢修方便，又在1#高爐和2#高爐鼓風站旁邊增加了1個AV90風機向3#高爐供風的頭道閥。改造后的供風、撥風系統(tǒng)如圖2所示。改造后，共設1#、2#、3#撥風裝置3套，原有撥風裝置的作用為1#高爐、2#高爐之間相互撥風之用，1#、2#新增撥風裝置的實現(xiàn)了1#、2#、3#高爐之間相互撥風。撥風裝置的自動撥風條件由風機停機信號和撥風閥撥風側風壓大于被撥風側風壓2個條件決定。

2.2電氣儀表改造

3#高爐現(xiàn)有撥風裝置新增旁通閥電源取自鼓風機站鼓風系統(tǒng)輔助MCC3.3配電柜，新增撥風裝置及其他用電設備電源均取自1#高爐鼓風機站原有配電柜。交流380V/220V動力線路采用額定電壓為1kV的銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜。電纜敷設一般采用沿風管道支架穿管方式，過路時穿鋼管保護。撥風閥采用雙向密封氣動調節(jié)切斷蝶閥，在撥風閥兩側各安裝1臺壓力變送器，采集信號引至設在1#高爐鼓風機站中控室的新增PLC柜。

2.3控制系統(tǒng)改造

為確保煉鐵生產中各個環(huán)節(jié)的穩(wěn)定，自動化方面采用計算機集中控制系統(tǒng)（3#高爐原有控制系統(tǒng)），并對各個流程中的工藝參數(shù)進行集中監(jiān)視，主要生產過程操作采取自動控制，并對有關重要的參數(shù)出現(xiàn)問題時進行報警。在1#高爐鼓風機站主控室新增一面PLC柜作為原有系統(tǒng)I/O子站，對新增撥風系統(tǒng)設備及1#高爐原有撥風裝置新增旁通閥參數(shù)進行信號采集，新增I/O子站與3#高爐控制系統(tǒng)間用光纖通訊；3#高爐原有撥風裝置新增旁通閥參數(shù)信號采集至3#高爐鼓風機站原有PLC系統(tǒng)。所有儀表閥門均采用計算機遠方控制和就地操作2種運行方式。

2.4鼓風機運行操作模式優(yōu)化

經過撥風系統(tǒng)設計優(yōu)化，填補了原送風、撥風系統(tǒng)的缺陷，真正實現(xiàn)了3座高爐不同生產模式下相互撥風，提高了高爐生產安全系數(shù)。（1）AV100風機、AV90風機和1臺AV80風機運行時：①1#高爐、2#高爐和3#高爐正常運行，將2#DN1600電動碟閥常開，1#DN1600、1#DN600、2#DN600電動閥關閉，在AV100風機出現(xiàn)緊急故障時，1#新增撥風閥DN600動作，AV90機組加負荷向3#高爐撥風；②2#高爐休風（AV90風機停機），打開1#DN1600和1#DN600電動閥，將2#DN1600、2#DN600電動閥關閉，在AV100風機或AV80風機出現(xiàn)緊急故障時，打開2#新增撥風閥DN600實現(xiàn)1#高爐和3#高爐的相互撥風。（2）AV100風機、2臺AV80風機運行時：①1#高爐、2#高爐和3#高爐正常運行，1#DN1600電動閥、2#DN600電動閥運行時常開，2#DN1600、1#DN600電動閥關閉，在AV100風機出現(xiàn)緊急故障時，打開2#新增撥風閥DN600，AV80風機增加負荷向3#高爐撥風；②2#高爐休風停機（AV90風機停機）時，2#DN600電動閥關閉，打開1#DN600電動閥，當AV100風機或AV80風機出現(xiàn)緊急故障時，打開2#新增撥風閥DN600實現(xiàn)1#和3#高爐相互撥風。（3）AV90風機（送3#高爐）、2臺AV80風機運行時：①1#高爐、2#高爐和3#高爐正常運行，2#DN1600、1#DN1600、2#DN600電動閥常開，1#DN600電動閥關閉，在AV90風機出現(xiàn)緊急故障時，打開2#新增撥風閥DN600，AV80機組增加負荷向3#高爐撥風；②2#高爐休風停機（AV90風機停機）時，關閉2#DN600電動閥，打開1#DN600電動閥，其余閥門狀態(tài)不變，當AV90或AV80風機出現(xiàn)故障，通過打開2#新增撥風閥實現(xiàn)1#、3#高爐相互撥風。

3實踐效果

該項目2013年3月建成投入使用，數(shù)年來設備運行狀況良好，撥風動作正常，已成功撥風5次，為公司減少損失3000多萬元，為保公司高爐安全生產起到了堅實的保障作用。

作者：陳先利 張運勝 馬理軍 張志軍 翟興忠 宋亮 單位：安陽鋼鐵股份有限公司