高炉鼓风机拨风系统

高炉鼓风机拨风系统 Prepared on 22 November 2020
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
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。

改造内容：
、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。

、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。

在休风检修设备时，关闭两端手动阀门，从而可以随意检修中间的气动阀门。

、硬件组成
2008年6月，按照分厂领导要求，电气、机械、工艺等各个工种开始施工。

我们厂共由风机10台，其中备用机2台，有8台鼓风机相邻两台之间做保护，现场设备有气动阀门4台，每个气动阀两侧又加装2台手动阀门，电气设备配电柜2面，现场安装压力变送器8台，敷设电缆1000米，自动化系统是由一套西门子 S7-300 PLC控制，配有CP343、模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出模块、中间继电器、信号隔离栅、24V电源、转换开关、按钮、指示灯等元件，来完成整个系统的信号检测和控制输出，现场设备是单向电磁阀控制气动阀门开关的，动力气源是氮气。

、技术原理和应用领域
应用领域：第二炼铁厂3#、4#风机房拨风装置改造于2008年4月18日批准立项后，节省资金起见，由二炼铁自行负责施工，2008年8月8日最后改造完毕，进入试运行阶段。

技术原理：当13#高炉风机突然停机风压变低或安全运行时，13#14#间气动阀动作，14#高炉将自动拨风到13#高炉，以防止13#高炉风口灌渣。

拨风风量可达到600立方/min以上，风压可达100kPa以上，
拨风举例
案例一：
二炼铁于2008年3月提出了拨风技改项目，并于2008年6月，经过紧张施工，提前实施完毕，拨风系统已经安装调试完毕，正式投入运行。

技改投用后，2008年10月1日15：13分，因外部线路影响13#高炉风机跳电，14#风机及时拨风，当时拨风系统根据风压自动打开气动阀门，14＃高炉风机一部分风量通过拨风阀成功拨入13＃高炉，当时13＃高炉风压达到100KPa,防止了高炉出现灌渣，避免了一场重大事故发生。

案例二：
2009年12月12日16：10分，在高炉检修过程中，因高压人员操作失误，致使高压断电，使9＃鼓风机主电接触器释放，引起停机，9＃鼓风机排气压力在5秒钟降到0 KPa,拨风系统在发现9＃风机停机后，压力达到设定值后，迅速打开拨风阀，把10#风机部分风量通过拨风阀拨到9＃机，阀门打开后9＃机压力维持在130 KPa左右，这是9＃机停机后，10＃风机拨风后9＃风机送风压力没有降到0KPa，而是保持了130 KPa左右。

虽然风压下降了，但是压力足够高炉使用，不会对高炉产生大的影响，不至于使故障的9＃高炉因断风造成灌渣的严重后果，这是9＃风机拨风时运行曲线。

其中蓝色的线是风机送风压力，它从开始正常运行，到突然下降，然后在拨风阀打开后，又持续上升到100KPa，经历了一个大的转折，在拨风阀门完全打开后就一直保持在130 KPa左右，这个压力虽小，但是足以给高炉送风了
10＃风机在把部分风量拨到9＃风机后，压力从296 KPa下降到180 KPa，这是10＃风机拨风后曲线：
10＃风机风压虽然下降了，但是对整个高炉影响不大，其压力仍然有100Kpa,对本身的炉子造成了较大的影响，但是相比灌渣造成的损失就小多了。

如果没有拨风系统，9＃风机就会因为突然断风导致高炉风口灌渣，这样就会造成更大的损失，这套拨风系统的投用，从根本上改变了这一弊端，虽然影响了另一正常运行的风机，但是相比起没有拨风系统造成的灌渣更换风口和小套的损失，这些影响算不了什么，我们通过实际拨风动作的时间和时机上看，这套系统拨风还是比较及时的，能够真正彻底的避免高炉突然断风这一难题。

这是9＃高炉本体突然失电断风，到拨风后高炉本体的历史记录曲线：
虽然10＃高炉风压骤然下降，影响了高炉，但是却避免了9＃高炉可能引起的灌渣休风事故，对炼铁厂来说，节省了休风检修费用，保证了生产的持续性。

系统问题及防范措施
本套系统也存在一些问题，阀门生锈，气源压力不足，电磁阀烧坏，配电柜失电等。

针对这些问题我们采取了一系列措施：
1、我们为配电柜配备了 3KVA的UPS，这个UPS质量可靠，在平时我们加大
维护力度，全力保障此UPS正常运行，关键时刻保障拨风系统正常供
电，防止了配电柜失电造成的阀门不能开关故障。

再以后的实践中，我
们发现光加UPS是不够的，又在原来的基础上，我们对拨风控制柜的电
源改成双路供电系统，通过两个接触器来在1、2段供电之间相互切换，
当有一炉电源失电时，另一路自动切换，保证拨风柜电源正常工作。

2、为防止UPS故障导致配电柜失电，我们把风机配电柜中用于拨风的中继
改成常得电状态，正常拨风或配电柜失电后，中继本身失电，在风机配
电柜没电源的情况下仍然能把所需信号送出，开启阀门拨风，为高炉提
供保障。

以往中继状态平时失电，当信号输出时才得电，现在这种情况
得以彻底解决，可以做到无电也可以使停机和安全运行信号都输出，保
证把风机的状态能够正常送给拨风柜，控制拨风正常运行。

3、针对阀门生锈的问题，设备科又专门采购了同型号的不锈钢阀门，利用
平时休风机会，把以前质量差的阀门替换掉，保证了阀门的动作及时和
准确性，从而解决了阀门生锈引起的设备故障问题。

总结
高炉鼓风机拨风系统是一项投资小收益大的项目，这套系统避免了一台风机突然失电造成高炉断风灌渣的事故，稳定了高炉炉况，保证了高炉生产的顺利进行，通过我们炼铁厂2起案例来看，收效很大，得到了高炉操控人员的一致好评，是一套成功的系统。

这套系统设计安装从2008年5月份开始设计实施，到8月份实施完毕，已经成功拨风数次，拨风原因众多，主要时高压断电，外网高压电波动，造成风机跳电，还有风机安全运行时，拨风系统也成功投用，到2011年，这套拨风系统已经为我厂晚会数十万经济损失，是一项投资小见效快的成功技改。

另外这套系统维护量小，因为其外部就只有几个阀门，只要阀门质量上乘，再加上电气维护到位，加强点巡检，发现故障隐患能及时处理，就会避免拨风系统故障的发生。

在没有投用拨风系统以前，我们日照钢铁第二炼铁厂的鼓风机因故障停机导致停产几次，每次停机几乎都造成高炉灌渣等重大设备事故，在故障发生后，更换风口，影响产量，对整个炼铁成本造成了很大的影响。

自从拨风系统投用后，每次故障
停机，拨风系统都能挽救高炉，为我厂挽回了很大的紧急损失，效益客观，为此公司专门给设计和施工的所有员工进行了奖励，对这项技术改造成果进行了肯定。

参考文献：
《炼铁交流》《电机与电气控制技术》《自动检测技术》。