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摘要:高爐生產(chǎn)工藝流程中,鼓風(fēng)機(jī)作為高爐的動力來源,為高爐提供充足風(fēng)量以保證高爐的正常生產(chǎn)。一旦鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停機(jī),高爐會突然失壓,極易引起高爐風(fēng)口灌渣等重大安全生產(chǎn)事故。分析現(xiàn)有安鋼高爐撥風(fēng)系統(tǒng),提出優(yōu)化方案,并成功應(yīng)用于實(shí)踐。
關(guān)鍵詞:高爐;撥風(fēng);優(yōu)化
引言
隨著冶金行業(yè)煉鐵技術(shù)的高速發(fā)展,高爐設(shè)備不斷大型化,高爐頂壓不斷提高,冶煉強(qiáng)度不斷增強(qiáng),對保障高爐的連續(xù)、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行也提出了越來越高的要求。高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)作為煉鐵生產(chǎn)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(fēng)系統(tǒng)是針對高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的補(bǔ)充和完善,是保障高爐在鼓風(fēng)機(jī)突然事故停機(jī)時(shí)不斷風(fēng)的重要保護(hù)手段,可以起到在高爐供風(fēng)系統(tǒng)緊急故障時(shí),保障高爐風(fēng)口安全的作用。高爐撥風(fēng)系統(tǒng)的主要作用是當(dāng)高爐的鼓風(fēng)機(jī)組單機(jī)突然事故停機(jī)后,可由其他在線鼓風(fēng)機(jī)組提供部分風(fēng)量,以避免高爐送風(fēng)管道突然失壓造成高爐坐料、風(fēng)口灌渣等惡性事故的發(fā)生,從而減小高爐鼓風(fēng)機(jī)緊急故障停機(jī)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(shè)2座風(fēng)機(jī)房。1#高爐和2#高爐合用1座1#風(fēng)機(jī)房,1#風(fēng)機(jī)房內(nèi)設(shè)有AV90風(fēng)機(jī)1臺和AV80風(fēng)機(jī)2臺,生產(chǎn)中實(shí)行二開一備的工作制度,在1#高爐和2#高爐的送風(fēng)主管之間建有1套高爐撥風(fēng)裝置。3#高爐在建設(shè)時(shí)配套建設(shè)1座2#風(fēng)機(jī)房,其內(nèi)設(shè)AV100風(fēng)機(jī)1臺?;贏V100風(fēng)機(jī)在檢修期間3#高爐存在低負(fù)荷生產(chǎn)的可能性,3#高爐建設(shè)工程中鐵前系統(tǒng)配套項(xiàng)目里增加了1根由AV90風(fēng)機(jī)至3#高爐的備用送風(fēng)管道(DN600),將AV90風(fēng)機(jī)作為3#高爐的備用鼓風(fēng)機(jī)組,同時(shí)在接點(diǎn)處建設(shè)1套高爐撥風(fēng)裝置(新增1#撥風(fēng)系統(tǒng))。即3#高爐投產(chǎn)后,1#高爐、2#高爐和3#高爐共配套4臺風(fēng)機(jī),送風(fēng)、撥風(fēng)系統(tǒng)流程如圖1所示。經(jīng)過分析可知,現(xiàn)有撥風(fēng)裝置可滿足絕大多數(shù)情況下的生產(chǎn)需求,但存在以下2種情況,無法滿足安全生產(chǎn)的需求:①當(dāng)AV100機(jī)組檢修期間,AV90風(fēng)機(jī)向3#高爐供風(fēng),原設(shè)計(jì)的1#新增撥風(fēng)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(fēng),3#高爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行不能得到保障;②當(dāng)2#高爐休風(fēng)停機(jī)時(shí),1#高爐和3#高爐也無法實(shí)現(xiàn)互相撥風(fēng),即1#高爐和3#高爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行也不能得到保障。
2高爐撥風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化
經(jīng)過對工藝合理性和邏輯控制可行性進(jìn)行多次探討,確定對現(xiàn)有撥風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造,在2#高爐鼓風(fēng)機(jī)房附近新增1套1#高爐供風(fēng)主管與備用風(fēng)管道之間的撥風(fēng)裝置系統(tǒng),新增撥風(fēng)裝置以保證3座高爐在各種生產(chǎn)模式下,能夠?qū)崿F(xiàn)相互撥風(fēng),既提高生產(chǎn)效益又強(qiáng)化了生產(chǎn)安全系數(shù)。
2.1機(jī)械設(shè)備改造
在1#、2#高爐鼓風(fēng)站附近增加1套撥風(fēng)裝置(2#新增撥風(fēng)系統(tǒng)),從1#、2#高爐供風(fēng)的DN1400和DN1600管道上分別引出1根DN600管道,經(jīng)過DN600電動蝶閥后匯集成1根,然后經(jīng)過2#新增加的撥風(fēng)裝置后與DN1600備用冷風(fēng)管道相連?,F(xiàn)場實(shí)際中因?yàn)閭溆美滹L(fēng)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(fēng)站旁邊增加了1個AV90風(fēng)機(jī)向3#高爐供風(fēng)的頭道閥。改造后的供風(fēng)、撥風(fēng)系統(tǒng)如圖2所示。改造后,共設(shè)1#、2#、3#撥風(fēng)裝置3套,原有撥風(fēng)裝置的作用為1#高爐、2#高爐之間相互撥風(fēng)之用,1#、2#新增撥風(fēng)裝置的實(shí)現(xiàn)了1#、2#、3#高爐之間相互撥風(fēng)。撥風(fēng)裝置的自動撥風(fēng)條件由風(fēng)機(jī)停機(jī)信號和撥風(fēng)閥撥風(fēng)側(cè)風(fēng)壓大于被撥風(fēng)側(cè)風(fēng)壓2個條件決定。
2.2電氣儀表改造
3#高爐現(xiàn)有撥風(fēng)裝置新增旁通閥電源取自鼓風(fēng)機(jī)站鼓風(fēng)系統(tǒng)輔助MCC3.3配電柜,新增撥風(fēng)裝置及其他用電設(shè)備電源均取自1#高爐鼓風(fēng)機(jī)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(shè)一般采用沿風(fēng)管道支架穿管方式,過路時(shí)穿鋼管保護(hù)。撥風(fēng)閥采用雙向密封氣動調(diào)節(jié)切斷蝶閥,在撥風(fēng)閥兩側(cè)各安裝1臺壓力變送器,采集信號引至設(shè)在1#高爐鼓風(fēng)機(jī)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(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的穩(wěn)定,自動化方面采用計(jì)算機(jī)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(jìn)行集中監(jiān)視,主要生產(chǎn)過程操作采取自動控制,并對有關(guān)重要的參數(shù)出現(xiàn)問題時(shí)進(jìn)行報(bào)警。在1#高爐鼓風(fēng)機(jī)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(fēng)系統(tǒng)設(shè)備及1#高爐原有撥風(fēng)裝置新增旁通閥參數(shù)進(jìn)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(fēng)裝置新增旁通閥參數(shù)信號采集至3#高爐鼓風(fēng)機(jī)站原有PLC系統(tǒng)。所有儀表閥門均采用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)方控制和就地操作2種運(yùn)行方式。
2.4鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行操作模式優(yōu)化
經(jīng)過撥風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化,填補(bǔ)了原送風(fēng)、撥風(fēng)系統(tǒng)的缺陷,真正實(shí)現(xiàn)了3座高爐不同生產(chǎn)模式下相互撥風(fēng),提高了高爐生產(chǎn)安全系數(shù)。(1)AV100風(fēng)機(jī)、AV90風(fēng)機(jī)和1臺AV80風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí):①1#高爐、2#高爐和3#高爐正常運(yùn)行,將2#DN1600電動碟閥常開,1#DN1600、1#DN600、2#DN600電動閥關(guān)閉,在AV100風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急故障時(shí),1#新增撥風(fēng)閥DN600動作,AV90機(jī)組加負(fù)荷向3#高爐撥風(fēng);②2#高爐休風(fēng)(AV90風(fēng)機(jī)停機(jī)),打開1#DN1600和1#DN600電動閥,將2#DN1600、2#DN600電動閥關(guān)閉,在AV100風(fēng)機(jī)或AV80風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急故障時(shí),打開2#新增撥風(fēng)閥DN600實(shí)現(xiàn)1#高爐和3#高爐的相互撥風(fēng)。(2)AV100風(fēng)機(jī)、2臺AV80風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí):①1#高爐、2#高爐和3#高爐正常運(yùn)行,1#DN1600電動閥、2#DN600電動閥運(yùn)行時(shí)常開,2#DN1600、1#DN600電動閥關(guān)閉,在AV100風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急故障時(shí),打開2#新增撥風(fēng)閥DN600,AV80風(fēng)機(jī)增加負(fù)荷向3#高爐撥風(fēng);②2#高爐休風(fēng)停機(jī)(AV90風(fēng)機(jī)停機(jī))時(shí),2#DN600電動閥關(guān)閉,打開1#DN600電動閥,當(dāng)AV100風(fēng)機(jī)或AV80風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急故障時(shí),打開2#新增撥風(fēng)閥DN600實(shí)現(xiàn)1#和3#高爐相互撥風(fēng)。(3)AV90風(fēng)機(jī)(送3#高爐)、2臺AV80風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí):①1#高爐、2#高爐和3#高爐正常運(yùn)行,2#DN1600、1#DN1600、2#DN600電動閥常開,1#DN600電動閥關(guān)閉,在AV90風(fēng)機(jī)出現(xiàn)緊急故障時(shí),打開2#新增撥風(fēng)閥DN600,AV80機(jī)組增加負(fù)荷向3#高爐撥風(fēng);②2#高爐休風(fēng)停機(jī)(AV90風(fēng)機(jī)停機(jī))時(shí),關(guān)閉2#DN600電動閥,打開1#DN600電動閥,其余閥門狀態(tài)不變,當(dāng)AV90或AV80風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障,通過打開2#新增撥風(fēng)閥實(shí)現(xiàn)1#、3#高爐相互撥風(fēng)。
3實(shí)踐效果
該項(xiàng)目2013年3月建成投入使用,數(shù)年來設(shè)備運(yùn)行狀況良好,撥風(fēng)動作正常,已成功撥風(fēng)5次,為公司減少損失3000多萬元,為保公司高爐安全生產(chǎn)起到了堅(jiān)實(shí)的保障作用。
作者:陳先利 張運(yùn)勝 馬理軍 張志軍 翟興忠 宋亮 單位:安陽鋼鐵股份有限公司