温度信号故障致高炉风机喘振的处理

　　本文分析了马钢2500 m3高炉风机造成喘振的原因，并根据机组运行数据，通过增加控制程序、修改画面的方法，解决了温度信号故障造成风机喘振问题。大家在相关论文写作时，可以参考这篇题目为“温度信号故障致高炉风机喘振的处理”的冶金工程论文。
　　
　　原标题：送风温度信号导致风机喘振的分析及处理
　　
　　摘要：分析了马钢2500 m3高炉风机造成喘振的原因，并根据机组运行数据，通过增加控制程序、修改画面的方法，解决了温度信号故障造成风机喘振问题。
　　
　　关键词：喘振；安全运行；静叶角；风量波动
　　
　　1前言
　　
　　风机送风温度信号比差压、压力信号变化缓慢，且从现场到PLC的信号稳定，因此很少受到重视。况且压缩机有1套完善的防喘振控制程序，保证机组发生喘振时保护机组安全。送风温度信号在轴流压缩机[1]的自动控制系统中，只有两个作用，一是对风机的送风流量计算进行补正，高炉在定风量操作时，补正后的流量作为风量调节器的实际值参与自动调节；另一个就是在温度变送器故障时，流量调节器自动转为手动调节。编程时并不对温度信号做特殊处理。在实际的生产过程中，当温度信号大幅度振荡时，这种控制方式就存在很大的缺陷。
　　
　　马钢2500m3高炉3#风机于2004年投产，运行11年后，由于送风温度变送器损坏，造成风机喘振，机组进入安全运行，使两个防喘振阀全开，逆止阀关闭，静叶角[2]关到最小，拨风阀打开，迫使2#风机向两座高炉送风。马钢25000 m3高炉有3台风机，2用1备。查阅机组运行记录，发现1994年投产的1#风机2006年5月曾出现过送风温度变送器故障，同样导致机组喘振进入安全运行。由于当时控制系统没有上位机，没有记录下温度信号变化情况，只有机械式喘振计数器记录机组发生了1次喘振。
　　
　　2从正常运行到喘振的过程及原因分析
　　
　　2.1从正常运行到喘振的过程
　　
　　在3#风机向2#高炉送风时，操作人员反映送风风量波动，到操作室查看机组“运行画面（此画面没有送风温度信号）”,此时画面显示的风量信号并没有波动。然后查找与风量相关的参数：风机送风压力、差压、温度信号的历史曲线。因南方天气潮湿，空气中水分较大，压力、差压变送器排污管道有积水易造成信号波动，风量出现波动基本由差压、压力信号波动引起，虽然定期排污，风量波动情况有很大改善，但其也是风量波动的主要原因之一。在调取查看历史记录曲线的过程中，机组喘振进入安全运行。历史趋势记录曲线如图1.
　　 　　
　　机组进入安全运行之前，送风风量是4680 m3/min,送风压力为370 k Pa,静叶角为50°，送风温度为220 ℃，此时为定风量[3]自动调节。从历史记录曲线可以看出，机组未进入安全运行之前，送风压力基本稳定。在送风温度信号波动时风量出现大幅度波动，温度值在曲线点①是220 ℃→曲线点②是292 ℃→曲线点③是225 ℃→曲线点④是85→曲线点⑤是170 ℃→曲线点⑥是300 ℃，整个过程持续了5min,均没有发生喘振。但当温度从曲线点⑦300 ℃→曲线点⑧0 ℃大约10 s的过程中，机组发生了喘振进入安全运行。检查发现现场到仪表柜的电阻值正常，而温度变送器到PLC模件的信号为0 m A,确认是温度变送器坏。
　　
　　2.2原因分析
　　
　　2.2.1风量调节
　　
　　过程风机的送风温度一次元件是Pt100热电阻，温度变送器将电阻信号转换为4~20 m A电流信号；差压采用文丘里管节流装置测量，经差压变送器转换为4~20 m A电流信号；压力信号经压力变送器转换为4~20 m A电流信号。温度、差压、压力4~20 m A信号送到PLC的模拟量输入（AI）模件，在控制程序里进行流量计算，计算公式如下：
　　 　　
　　经过计算的风量作为风量调节器的实际值（PV），实际风量与画面输入的给定值（SV）进行比较，程序根据偏差大小进行PI运算，运算的结果送到模拟量输出（AO）模件，其输出的4~20 m A信号作为VOITH阀的输入信号，此信号在VOITH阀内与从位置变送器反馈来的4~20 m A信号进行比较，控制静叶伺服机构，调整静叶角的大小。风量调节流程图如图2.