高炉鼓风机站冷风拨风系统自动控制设计

宣钢A V80高炉鼓风机控制功能设计简要介绍了高炉鼓风机组设备特性及工艺流程。

根据高炉鼓风机的性能和控制要求，对计算机控制系统进行选型并确定设计原理和硬件结构方案。

标签：分布式控制系统；鼓风机组控制；高炉0 引言高炉鼓风机作为炼铁过程中的核心动力设备，其工作性能与稳定性在高炉冶炼的过程中就显得尤为重要。

在鼓风机的控制方面，我厂现有的高炉鼓风机在检测控制方面仍然使用单回路常规仪表控制，常规仪器仪表控制存在检测精度低、稳定性差等弊端。

因此，在高炉鼓风机的控制过程中，如何采用科学、先进的控制策略和控制措施，保障高炉鼓风机的正常运行，减少故障率和停机率，对高炉生产正常进行和产量的提高具有重要意义。

1 宣钢A V80高炉鼓风机1.1 A V80鼓风机组典型结构宣钢高炉鼓风机组选用的是陕西鼓风机厂生产的A V80-16轴流压缩机。

静叶是由一套液压伺服机构来进行调整，为之配套的是一套自动化控制仪表和一套12Mpa的高压动力油系统，液压伺服机构由装在压缩机气缸两侧的伺服马达及传动机构构成。

1.2 A V80鼓风机计算机控制系统结构A V80-16全静叶可调轴流式压缩机控制系统采用2个现场控制器AC800F来实现控制器1：l 冗余，包括冗余的控制器和I/O站。

操作员站的软件采用工控软件DIGIVIS来开发，其操作系统采用WINDOWS XP。

2 A V80高炉鼓风机控制功能设计宣钢动力厂A V80高炉鼓风机自控系统选用德国ABB公司生产的AC800F 控制系统，编程软件选用Control Build F，通过CBF软件的组态编程主要完成以下控制功能：数据采集功能、自动控制系统、报警功能、性能参数的屏幕显示、过程通讯。

机组启动控制设计。

鼓风机组使静止的高炉鼓风机组逐渐过渡到承担一定负荷的运转状态的过程，称为鼓风机组的启动[2]。

高炉鼓风机组的启动过程，可化分为几个操作阶段：暖管、辅机启动、冲动转子、低速暖机、升速、并列和接带负荷等。

内蒙古科技大学过程控制工程课程设计说明书题目：高炉热风炉冷风压力控制系统设计学生姓名：XXX学号：XXXXXXXXXXX专业：XXXX班级：2009-1指导教师：XXX目录前言 (1)1 工艺过程概述 (2)1.1高炉炼铁送风系统 (2)1.2高炉热风炉基本结构 (2)1.3高炉热风炉工艺过程 (2)1.4热风炉的送风操作 (3)1.4.1单炉送风 (3)1.4.2并联送风 (3)1.4.3半并联交叉送风 (3)1.5热风炉冷风阀 (4)2 高炉热风炉冷风压力控制系统设计 (5)2.1系统控制参数确定 (5)2.1.1被控参数选择 (5)2.1.2控制参数选择 (5)2.2控制方案选择 (5)2.3热风炉冷风压力PID控制 (5)2.3.1 PID控制原理 (5)2.3.2 PID控制特点 (6)2.4热风炉冷风压力单回路控制系统 (7)3 仪器仪表选择 (8)3.1传感器选择 (8)3.2变送器选择 (8)3.3调节器选择 (9)3.4执行器选择 (9)4结束语 (11)参考文献 (12)前言高炉炼铁的实质在于用焦炭做燃料和还原剂，在高温下，将铁矿石或含铁原料中的铁，从氧化物或矿物状态还原为液态生铁。

高炉冶炼过程是一个连续的、大规模的、高温生产过程。

炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。

从下部风口鼓入高温热风使焦炭燃烧。

燃烧生成的高温还原性煤气，在上升过程中与下降的炉料相遇，使其加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁，聚集于炉缸，周期的从高炉排出。

上升的煤气流由于将能量传给炉料，温度不断降低，成分逐渐变化，最后变成高炉煤气从炉顶排出。

高炉实质是一个炉料下降、煤气上升两个逆向流运动的反应器。

高炉一经开炉就必须连续地进行生产。

高炉炼铁拥有五大系统：送风系统、渣铁处理系统、喷吹系统、煤气系统、上料系统。

本次设计是基于过程控制进行的关于送风系统中的热风炉冷风压力控制系统设计，由XXX老师进行指导。

中钢炼铁1#、4#、5#高炉鼓风机自动拨风系统摘要：为了解决高炉因鼓风机突然跳闸造成炉膛“坐料”、风口“灌渣”问题关键词：高炉；鼓风机；拨风中钢炼铁1#、4#、5#高炉自2008年投产以来，由于各种原因相继发生鼓风机事故跳闸，造成高炉事故断风，致使高炉风口灌渣事故发生.高炉风口灌渣事故不仅造成更换风口的直接经济损失，如风口设备费和人工费；间接经济损失更惨重，如停产及恢复炉况造成的经济损失。

本文详细介绍了中天钢铁1#、4#、5#高炉的自动拨风系统，论述了该系统的设计思想、系统组成、系统运行情况、plc 系统的硬件与软件构成。

1.鼓风机系统配置说明1#、4#550m3高炉配置鼓风机型号为av45-12，进口冷风流量2200 m3/min，出口冷风压力0.39mpa，常用冷风压力为0.28--0.29mpa。

5#850m3高炉配置鼓风机型号为av56-13，进口冷风流量3150m3/min，出口冷风压力0.45mpa，常用冷风压力为0.33--0.34mpa。

送风管道通径都为1200mm。

1#高炉鼓风机位于1#高炉鼓风机房，4#、5#高炉鼓风机同在4#高炉鼓风机房，两地相距约200米，中间有一根离心备用鼓风机送风管道相连。

（如下图1）2.拨风系统设计方案在1#、5#高炉之间增加自动拨风系统一套（因1#高炉与5#高炉工作压力相差较大，1#高炉向5#高炉拨风时，无法满足两个高炉的最低工作压力，因此只能5#高炉向1#高炉拨风），当1#高炉鼓风机故障跳机时，5#高炉鼓风机通过拨风管道自动往1#高炉冷风系统拨风，使1#高炉不至于风口灌渣，并在一段时间内维持较低的生产压力。

拨风管道可利用1#高炉离心备用风机冷风管道。

在4#、5#高炉之间增加自动拨风系统一套，当4#或5#高炉其中一台鼓风机故障跳机时，4#、5#高炉鼓风机通过拨风管道自动往对方高炉冷风系统拨风，使故障高炉不至于风口灌渣，并在一段时间内维持较低的生产压力。

BPRT工段拨风系统操作说明自动拨风控制系统通过在线监测风机供风高炉的当前状态，对发生故障的风机所提出的拨风请求进行相应，从而判断能否自动拨出部分风量给予断风高炉，以免造成更大事故。

为了避免不正常的操作导致意外拨风出现，现编写操作说明如下：一、台风机事故停机拨风如何让操作1、拨风系统处于正常保护状态下，允许拨风显示为绿色，气动快开阀关闭状态，1#、2#气动调节阀在手动关闭状态，1#、2#风机运行正常，1#、2#高炉母管压力显示正常，压力设定值为160kpa。

2、当一台风机事故停机时，例：1#风机事故停机，母管压力低于160kpa，拨风系统气动快开阀自动开启。

3、BPRT工段操作人员立刻手动点动开启1#气动调节阀(开度10%），随后手动点动开启2#气动调节阀（开度10%），这时，拨风成功。

4、同时，联系1#、2#高炉主控室，根据实际情况，听从指挥，在不影响2#高炉正常生产的前提下，调整1#、2#气动调节阀。

5、联系厂部调度、电气人员及车间领导，组织启动备用风机，备用风机启动完毕正常送风后，点动停止拨风按钮。

二、拨风控制电脑死机无法操作时1、当拨风远程控制电脑死机时，远程无法控制气动快开阀和1#、2#阀门的开启。

2、当一台风机事故停机时，远程操作电脑死机，拨风系统不能正常拨风的情况下，BPRT 工段员工应立即赶往阀门处，进行手动开启阀门。

3、阀门开启步骤，先将气动快开阀打开，阀门上有一转动把手，指针指向自动位置，把转动把手转到手动位置，关闭气源管道进气开关，打开气源过滤杯下放气孔，把阀门内氮气压力卸掉，然后进行阀门的开启。

4、1#，2#气动调节阀也是将转动把手转向手动位置，关闭气源管道进气开关，打开气源过滤杯下放气孔，把阀门内氮气压力卸掉，然后缓慢手动调节阀门开度在10%左右，根据实际情况，听从指挥，在不影响正常高炉正常生产的前提下，手动调整1#、2#气动调节阀。

三、氮气停气拨风系统如何操作1、气动快开阀和1#、2#气动调节阀都是用氮气为原动力控制的阀门，一旦氮气停止，阀门远程控制将失效，则必须到现场进行手动开启阀门。

高炉鼓风机拨风系统(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除高炉鼓风机拨风系统改造杜贞晓引言在高炉工艺流程中，高炉鼓风机是高炉动力的来源，鼓风机必须给高炉提供充足、富余的风量才能保证高炉正常生产。

然而，在高炉炼铁生产过程中，各种不可预测的故障时有发生，小故障可以及时处理，但是重要的连锁信号或高压供电一旦出现问题就导致鼓风机断风或直接停机，致使高炉突然无风压，引起高炉灌渣等重大生产事故。

为避免这种重大事故的发生，我们第二炼铁厂根据实际情况，提出在鼓风机之间加拨风系统。

关键词拨风保障高炉送风避免灌渣1.1概述拨风系统是两座高炉鼓风机其中一台故障，不能正常送风，另一台风机通过管道把一部分风压临时拨给故障风机，防止有故障的高炉断风的系统。

风机故障一般分为停机和安全运行两种情况，我们这套系统针对这两种情况设计了拨风的要求和和条件。

这套系统投资小，现场设备较少，设计思路简洁明了，作用大，为避免高炉灌渣，提供了可靠有利的保障。

1.2改造内容：1.2.1、主要方法、技术路线当某座高炉风机出现故障时，风压力降低较大，为防止风压突然消失后，经过判断，确认后，利用相邻两座高炉互为拨风，有效避免高炉吹管出现灌渣现象，避免损失的扩大。

判断条件是当高炉相邻两台风机中有一台风机突然停机或安全运行时，拨风系统通过信号自动判断拨风条件，当有停机信号或安全运行时，并且停机风机风压低于设定值200KPa时，拨风控制系统控制拨风阀自动打开，使停机的风机仍然有100多KPa的压力，使高炉能保持一定的风压，避免灌渣。

1.2.2、系统原理图此套拨风系统采用了DN600不锈钢蝶阀，每两台相临风机间加两个手动阀，两个手动阀之间加一个气动蝶阀，气源采用氮气，氮气相比空气，更稳定，压力平稳，气源没有水等其他杂志，而且冬天可以防止结冰。

在设备正常运行时，三个阀门全部开启。

高炉鼓风机自动控制系统技术协议及标准一、自动控制系统对压缩机监测系统主要包括1．压缩机定风量/定风压—静叶串级调节系统根据高炉工艺系统对风量的要求，风机在稳定工作区域内，静叶实时进行自动定位调节适应管网阻力的变化，满足高炉的变工况要求。

2. 压缩机防喘振控制系统喘振是轴流压缩机的固有特性，其对压缩机的危害性也是不言而喻的。

为了防止压缩机进入喘振工况运行，从而设置了此防喘振保护调节系统。

3．压缩机防逆流、安全运行控制系统逆流保护是压缩机喘振的第二道保护措施，当轴流压缩机喉部差压低于设定值时，即视为喘振脉冲信号，如果此信号在规定时间内消失并在某一段时间内不再重复出现时，则只需依靠防喘振系统调节以达到稳定，相反若上述两条件不满足时，即视为逆流发生，机组将投入自保—安全运行程序。

如果逆流持续存在则进行紧急停车。

4. 压缩机组流量、压力、温度常规参数监测系统5. 压缩机组轴振动、轴位移监测保护系统6. 机组轴承温度监测保护系统7. 机组润滑、动力油保护调节系统8. 机组故障报警系统9. 逻辑控制系统10. 机组启动条件联锁11. 机组系统的自动操作12. 机组防逆流及安全运行13. 润滑油泵联锁控制14. 动力油泵联锁控制15. 润滑油站和动力油站电加热器自动控制16. 机组紧急停机联锁保护二、自动控制系统对TRT监测系统主要包括系统设计原则：在确保高炉顶压稳定，高炉正常生产的前提下，最大程度地回收高炉煤气压力潜在能量。

在满足以上原则的基础上，TRT控制系统能实现机组的启动、升速、输出功率、升功率、炉顶压力控制和停机的自动化。

并在TRT 机组启动、升速、升功率、正常停机、紧急停机过程中，与高炉控制系统密切合作，保证高炉炉顶压力的波动在一定范围内。

在TRT机组调节炉顶压力时，在正常炉况时保证顶压波动范围在±3kPa以内。

主要控制功能描述转速控制系统TRT安装三套转速测量系统，高位选择器通过三取二表决选出高信号，作为实际的转速测量值。

鼓风机的控制系统设计摘要:目前，国内钢厂的空气悬浮鼓风机大多为空气悬浮式或轴流式风机。

随着科学的发展，可编程逻辑控制器（PLC）作为一种先进的电气控制系统，可以有效地替代传统的继电器控制电路，它们的连接简单、技术先进，可以有效地减少系统的故障，并且可以有效地抵御严酷的环境，如潮湿、高温、灰尘或者其他任何影响因子，从而提升系统的可靠性。

这款产品具有出色的逻辑控制和多重优势，既具有良好的抗干扰素力，又具有较低的温度、振动和噪声，而且尺寸紧凑，即使处于极端的工况也能够持久地工作，而且操作简易，维修也十分容易。

这款PLC控制系统具有强大的通信性、高效的数据传输、灵活的操作界面，为不同的应用场景提供了更加有效地控制。

在这篇文章中，我们将深入探讨如何利用plc控制系统来实现对空气悬浮鼓风机的有效控制。

这个系统能够帮助我们更好地操作空气悬浮式吹风器。

关键词：鼓风机；状态；控制系统1控制系统总体方案设计1.1PLC控制系统设计原则（1）可靠性如果因为错误的操作而导致的故障，在重置后，该系统仍然具有良好的稳定性，并且在极端情况下仍然保持着良好的运转状态。

（2）实时性污水处理是一个复杂的系统，必须实时监控设备的运行状态和参数，一旦发现异常，就应立即发出警报，以确保污水处理的有效性。

（3）可扩展性为了满足后期改造的需求，系统的运行时间应该尽可能地延长，可用率应该达到99.99%以上。

4）经济高效性科技的发展不仅带来了更高的功能和性能，而且还大大降低了生产成本，这样才能让自动化技术渗透到生产的每一个环节，从而提升整体的自动化水平。

（5）可操作性通过使用友好的控制计算机监控界面，可以轻松地对主要工艺参数和各种设备的运行状况进行实时监测，并且可以轻松地调整和更新，从而有效地推动流程的变革。

1.2系统功能需求分析（1）在进行数据收集和分析时，我们会收集各种气体的压力信息，例如进气、排气和润滑油的压力。

此外，我们还会收集气体的温度信息，例如进气、排气、油、冷却水、轴瓦和电机的温度等。

高炉鼓风机自动控制系统[摘要]简要介绍了鼓风机自动控制的应用，经典控制方法与程序设计相结合，提高控制的可靠性。

[关键词]喘振自动控制调节高炉鼓风机在炼铁生产中是一重要的子系统，该系统控制的好坏直接影响到送风的质量，从而关系到高炉生铁的产量和能耗。

一、系统介绍及主要设计参数武钢7#高炉鼓风机设计使用的是MAN TURBO公司的A V90-15机组。

该机组由10KV ABB同步电机通过增速齿轮箱带动轴流鼓风机。

该机组还有如下的辅助系统：润滑油和控制油单元，动力油单元，顶轴单元，盘车单元，进气过滤器单元等。

主要设计参数如表1-1：二、自动控制系统构成TURBOLOG DSP BASIC/4为主控制器站，采集处理所有I/O信号。

TURBOLOG PROTECT中的COMPACT/M3为冗余喘振监测（逆流保护）系统，并带有VOTER CARD REL2002（紧急停机保护选择系统）和喘振计数器，使用TURWIN可进行编程和强制调试。

TURBOLOG DSP PROVISET为支持人机界面的计算机系统，提供实时监控、趋势记录、通讯功能。

风机监控系统使用BENTLY NEV ADA 3600 。

建有一个操作站和一个工程师站。

三、系统控制功能及原理整个机组的控制系统有以下几大部分：连续控制、逻辑控制及操作监视管理等。

连续控制功能有送风流量/压力调节系统、风机防喘振调节系统。

逻辑控制系统有机组启动步骤联锁系统、逆流保护系统、重故障紧急停机联锁系统、供辅设施控制系统、送风与拨风控制系统等。

整个机组的起停运行使用的是顺控程序，程序方框图如图3-1：（一）重故障紧急停机联锁控制为保障机组的安全运行，设有相应的停机联锁保护，如果满足其中一个条件，就要进行联锁保护停机。

这些条件为：（1）按下急停按钮，（2）风机轴位移过大（+/-0.6MM），（3）持续逆流，（4）润滑油压力过低（低于0.8bar），（5）主电机跳闸。

（二）防喘振控制1．控制原理轴流风机运行在不同的风压时，都有严格的吸入风量限制范围，低于该限则发生喘振。

河北联合大学轻工学院QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY毕业设计说明书设计（论文）题目：高炉防灌渣拨风控制系统学生姓名：学号：专业班级：学部：指导教师：2012年05月20日摘要随着国家工业的发展，在冶金企业中炼铁技术的提高，高炉容积的不断大型化，对高炉的稳定性的要求越来越高，而作为高炉炼铁系统中的鼓风系统是高炉炼铁当中重要的辅助工艺之一，鼓风系统中的拨风系统的自动化设置又是关系到整个鼓风系统稳定的关键因素，在高炉冶炼过程中如果一旦出现高炉鼓风机故障停机，供风中断等情况，就极易会造成高炉“坐料”、“风口灌渣”等恶性事故，严重影响高炉生产，不仅会造成设备的损失，也会对高炉的使用寿命、高炉的稳定性产生很大影响，阻碍整个企业的生产经营，直接和间接损失巨大,因此，自动拨风控制系统的开发对于整个高炉安全稳定生产和企业高效率的运转具有重大安全保障和经济效益。

本论文所设计高炉防灌渣自动控制系统的设置的目的是当一台风机出现故障断风，影响高炉生产时，自动控制系统及时动作，利用拨风系统判断出符合拨风要求的风机，通过控制拨风阀的开启，将满足条件的正在向其它高炉供风的风机的风量调拨一部分分给故障停风的高炉，以保证出现故障的风机所供应的高炉不至于灌渣从而维持高炉正常生产，同时不影响提供拨风的机组的正常工作。

本文首先介绍了组态软件的发展和组态软件的基本组成、特点及组态软件体系结构进行了较全面的阐述,通过分析,肯定了组态软件作为生产过程控制系统编程工具的意义.其次介绍本文西门子WinCC组态软件应用的系统–拨风控制系统的原理、系统设计、阀门的选择和拨风量的控制机算.此外,本文从拨风控制系统出发,应用西门子组态软件来设计并制作拨风控制画面.最后,将所设计的拨风控制系统及监控画面投入实际生产来检验其是否符合生产需求,并作出总结.关键词：高炉；组态；可编程控制器；拨风控制AbstractAlong with the development of national industries, in metallurgical enterprise in the improvement of the ironmaking technology, the stability of the blast furnace of demand is of airing system relates to the stability of the system, wind supply interruption, extremely easy will cause the blast furnace malignant accident, the serious influence blast furnace production, it will cause the blast furnace damaged, and the stability of the blast furnace, influence the whole the production and operation of enterprises. The automatic dial the air control system development for the safety and stability of blast furnace production and enterprise this paper is a timely action when a wind turbine failure off the wind, influence the blast furnace production, use of airing system to determine the requirements of the the fan. By control dial wind valve opening, to ensure that the fault blast furnace can maintain the normal production . The safety and stability of blast furnace production and enterprise system software, the fundamental constitution for configuration software and characteristics are analyzes, and the configuration software system construction is also introduced. This paper considers that building a process control system with configuration software is important. Secondly, the system using Wincc control software ,which principle ,design ,choice of valve and the control calculation of volume of the wind. furthermore, on the basis of air intake system, I employ the Wincc Control software to design and make the drawing of air intake system. Finally, put the system and drawing that designed into use in factory to test their performance. Then summarize the result.Keywords the blast furnace; onfiguration; Programmable Logic Controller; air intake control system目录摘要 (I)ABSTRACT....................................................................................................................... I I 引言. (IV)第一章绪论 (1)1.1高炉炼铁工艺概述 (1)1.2高炉供风系统概述 (2)1.3本论文选题的背景及意义 (4)1.4本论文完成的主要工作 (5)第二章拨风系统原理及设计 (6)2.1 拨风装置的原理设计 (6)2.2 拨风系统的设计 (8)2.3 拨风管道与阀门的设计选择 (10)2.4 拨风系统拨风量的控制机算 (12)第三章西门子PLC_S7-300配置 (18)3.1 应用PLC的优点 (18)3.2 S7-300硬件组成 (19)3.3工程设计选型 (20)第四章拨风装置组态及控制画面设计 (26)4.1组态软件的发展 (26)4.1.1 组态软件产生的背景 (26)4.1.2主要组态软件产品介绍 (27)4.2 组态软件的任务及功能特点发展方向 (29)4.2.1 组态软件的应用前景 (29)4.2.2 组态软件的功能特点 (32)4.2.3 组态软件的发展方向 (33)4.3 WINCC 组态软件 (34)4.4 拨风装置计算机控制逻辑条件的确定及检测点分布 (36)4.5 拨风装置计算机控制逻辑的设计 (38)4.5.1 工程图形界面的设定 (40)结束语 (43)谢辞 (44)参考文献 (45)引言经过四年时间的学习，随着对测控技术与仪器这门专业的深入认识、学习，我们已经具备了一定的独立的工业设计基础，在学业的最后部分：毕业设计当中，为了将我们四年所学的知识与真正的工业生产相联系起来，正确的应用到工业的生产生活当中去，我选择了高炉防灌渣自动控制系统的设计这个题目，结合实际应用来锻炼自己全面的分析问题、解决问题的能力，深入的了解当前工业控制当中所必须的基本的专业素质、专业技能，从而为自己步入社会提供良好地机遇。