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温度信号故障致高炉风机喘振的处理(2)

来源:学术堂 作者:原来是喵
发布于:2016-10-25 共3212字
  2.2.2机组安全运行原因分析
  
  在历史记录曲线中,送风温度信号出现大幅度波动。当输入到PLC的温度信号增大时,经流量公式计算后,计算风量比实际送风流量小,所以参与PI调节的风量PV小于SV,PI输出信号增大,也就是VOITH阀的给定信号增大,此信号与位置反馈信号比较,控制静叶角增大,风机的工作点(见图3:防喘振曲线) 向右移动。使得风机静叶角偏离正常值较大,但在曲线第①点→第②点→第③点以及第④点→第⑤点→第⑥点的过程中,机组的工作点没有进入喘振区域,而是静叶在较大的角度进入新稳态,使流量计算值稳定在设定值4680 m3/min.当输入到PLC的温度信号减小时,历史趋势图第③点255 ℃降到第④点85 ℃,风量瞬间从4680 m3/min升高5560 m3/min,参与调节的风量实际值PV比设定值SV大880 m3/min,PI输出信号减小,PLC输出到VOITH阀的信号减小,静叶开度减小,静叶角度降到37°,风机仍然没有进入喘振区域。温度从300 ℃降到0 ℃的过程中,风量计算值升高到最大量程6000 m3/min,导致机组静叶角降到26°,风机的工作点迅速向左移动,风机送出的风量迅速减少,机组进入喘振区域导致安全运行。
  
  防喘振曲线
  
  虽然程序中有温度变送器故障时调节器自动转为手动运行方式,但只有在温度变送器输出到PLC信号大于等于22 m A或小于等于2 m A才判断为变送器故障,而在温度信号向4 m A变化的过程中,由于流量调节器的设定值与实际值偏差过大,导致静叶角瞬间关到很小,送风量也随之减小很多,管道内的风回流,造成机组喘振。所以需对程序和画面进行修改。
  
  3解决方案
  
  3.1临时措施
  
  由于1#风机运行了20多年,系统元器件老化严重,故障率较高,不久即将进行改造,因此临时决定由3#风机继续供风,主要基于以下两个方面考虑:
  
  (1)机组仍然在运行,不便于更换温度变送器;
  
  (2)送风温度在负荷变化不大的情况下,温度变化不大。
  
  所以将出口风温强制在220 ℃,即正常供风时的送风温度,以保证热风炉每50 min充风(风量增加15%)一次时,实现控制系统自动操作,减轻操作人员的劳动强度。
  
  3.2温度变送器更换及程序和画面的修改
  
  3.2.1温度变送器更换
  
  由于3#风机共有29个温度测点,所有温度变送器均是2004年随PLC柜一同成套,温度变送器也运行了11年。且1#风机温度变送器在运行12年时,也曾发生过温度变送器故障导致机组喘振进入安全运行,鉴于此种情况,在3#机停机检修期间建议更换所有温度变送器。
  
  3.2.2程序画面修改
  
  分析机组多年运行数据,机组正常送风温度在170 ℃~250℃之间,根据流量计算公式计算,温度在170℃-250℃之间时,风量差值约在400 m3/min.如果温度信号波动较大,将温度值设定在一定范围内,可有效的避免机组进入喘振状态。
  
  程序画面修改程序内容如下:
  
  (1)送风温度设定上(TH)、下(TL)限,此限值只有在机组正常运行并且送风压力大于一定值PLIM后投入。温度上下限值和送风压力限值并不固化在程序中,可通过画面随时修改,满足工艺要求。
  
  当TL<送风温度<TH时,送风风量按实测温度进行温度补正;
  
  当送风温度≥TH时,送风风量按TH进行温度补正;当送风温度≤TL时,送风风量按TL进行温度补正。
  
  (2)机组正常运行时,当送风压力<PLIM,即在低压力、小风量送风时,送风风量温度补正按实测温度进行补正;当送风压力≥PLIM,并且送风温度≥TH或送风温度≤TL有声音报警,画面显示“送风温度异常”,提示操作人员送风信号异常,可先将调节器转手动操作,保证送风稳定。
  
  4结束语
  
  修改程序和画面后,不仅可以避免由于温度变送器故障造成喘振机组进入安全运行,也可以避免一次测温元件-热电阻信号出现波动,使机组进入喘振状态而安全运行。为避免其它机组出现类似情况,利用各机组检修机会,先后对其它机组的程序和画面进行了同样修改。经过优化后的程序,对于1台风机向1座高炉供风的情况(马钢1000 m3高炉风机)尤为重要,修改后既防止了温度信号波动造成高炉断风,使高炉塌料,将风口堵死,又防止了风机喘振事故的发生。
  
  参考文献:
  [1]成心德。轴流风机设计[M].北京:化学工业出版,2007.
  [2]樊宝胜。静叶定位调节在高炉鼓风机系统中的应用[J].电子制作。2013(18):41-41
  [3]徐永强。高炉风机定风量定风压控制系统的研究与分析[J].电子制作。2013(18):17-17
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