吳學(xué)明  賀興科

（北港新材料有限公司）

摘  要  高爐正常生產(chǎn)過程中由于一些不確定因素導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)跳機(jī)停風(fēng)，致使高爐風(fēng)口灌渣發(fā)生。一次成功的撥風(fēng)不僅可以預(yù)防灌風(fēng)口的惡性生產(chǎn)事故，縮短處理爐況的時間，還可以減少組織恢復(fù)生產(chǎn)時間的影響，對提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和安全生產(chǎn)十分必要。因此撥風(fēng)裝置對保障高爐持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)舉足輕重。

關(guān)鍵詞  自動  撥風(fēng)  效益

1  前言

北港新材料有限公司初煉廠有3座450m3高爐，使用三臺陜鼓生產(chǎn)的AV45-12軸流風(fēng)機(jī)和一臺備用D2050離心風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)年均鼓風(fēng)風(fēng)量1660m3/min，排氣壓力0.39MPa。鼓風(fēng)機(jī)是高爐生產(chǎn)的心臟設(shè)備，必須確保安全運行。但由于一些不確定因素造成高爐鼓風(fēng)機(jī)突然停電，風(fēng)口發(fā)生倒灌。2012年至2016年先后曾發(fā)生七次突然斷電情況，造成高爐風(fēng)口不同程度倒灌現(xiàn)象。倒灌后，不僅處理時間長，工人勞動強(qiáng)度大，而且爐況恢復(fù)困難。因此盡快設(shè)計安裝一套撥風(fēng)裝置被提上了日程。

為此，我廠在考察柳鋼撥風(fēng)裝置的基礎(chǔ)上自行設(shè)計、施工安裝了一套撥風(fēng)裝置來避免因突然停電給生產(chǎn)所造成的危害。

撥風(fēng)裝置的作用是當(dāng)正常生產(chǎn)過程中，風(fēng)機(jī)突然斷電或機(jī)組發(fā)生故障緊急停機(jī)時，正常運行的另一臺風(fēng)機(jī)通過連接管道撥風(fēng)到故障風(fēng)機(jī)管道內(nèi)，以防止風(fēng)口灌渣的一種裝置。

2  撥風(fēng)裝置工作原理布置圖（圖1）

閥門布置簡述:

北海誠德鎳業(yè)有限公司三臺高爐，四臺鼓風(fēng)機(jī)，需要三套撥風(fēng)裝置方能滿足撥風(fēng)要求。撥風(fēng)裝置的兩側(cè)分別連接到1號和2號、1號和3號、2號和3號高爐風(fēng)管上，撥風(fēng)管道根據(jù)現(xiàn)場場地空間布置，閥門處設(shè)有閥門檢修平臺。撥風(fēng)管道管徑按單臺風(fēng)機(jī)正常風(fēng)量的30%設(shè)計計算。一套撥風(fēng)裝置有一套管道，2個電動蝶閥（FV101和FV103）和1個氣動蝶閥(FV102)組成。氣動閥安裝在兩個電動蝶閥之間。氣動蝶閥用于撥風(fēng)，電動蝶閥用于模擬撥風(fēng)試驗及撥風(fēng)蝶閥檢修。詳見原理布置圖（圖1）。

閥門參數(shù)：

氣動快開蝶閥型號KD641H-10C，PN=1.0MPa，快開時間3s，電動蝶閥型號為D941H-10C，PN1.0MPa，接管直徑DN300。

撥風(fēng)系統(tǒng)控制要求:

風(fēng)機(jī)正常運行時，電動蝶閥處于開狀態(tài)，氣動蝶閥處于關(guān)狀態(tài)。如果去1號高爐的風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時，由2號、3號高爐的風(fēng)機(jī)壓力較高的一臺通過FV102氣動閥快速向1號高爐撥風(fēng)。如果去2號高爐的風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時，由1號、3號高爐的風(fēng)機(jī)壓力較高的一臺通過FV102氣動閥快速向2號高爐撥風(fēng)。如果去3號高爐的風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時，由1號、2號高爐的風(fēng)機(jī)壓力較高的一臺通過FV102氣動閥快速向3號高爐撥風(fēng)。當(dāng)1號、2號高爐風(fēng)機(jī)同時突然停電風(fēng)機(jī)跳閘時，由3號高爐風(fēng)機(jī)同時向1、2號高爐撥風(fēng)。當(dāng)2號、3號高爐風(fēng)機(jī)同時突然停電風(fēng)機(jī)跳閘時，由1號高爐風(fēng)機(jī)同時向2、3號高爐撥風(fēng)。當(dāng)1號、3號高爐風(fēng)機(jī)同時突然停電風(fēng)機(jī)跳閘時，由2號高爐風(fēng)機(jī)同時向1、3號高爐撥風(fēng)。整個撥風(fēng)過程通過PLC程序自動完成。閥門的控制可實現(xiàn)就地、手動、自動控制。平時每周進(jìn)行一次模擬撥風(fēng)試驗，檢查閥門動作情況，即在手動關(guān)閉電動閥門的情況下，切斷電源，檢查PLC是否發(fā)出指令，使氣動閥門打開，處于撥風(fēng)位置。

撥風(fēng)系統(tǒng)自動投入后，撥風(fēng)管路對應(yīng)高爐緊急出鐵。如，1#風(fēng)機(jī)因故障突然停機(jī)，由2#風(fēng)機(jī)撥風(fēng)，1號、2號高爐緊急出鐵，1#風(fēng)機(jī)查找停機(jī)原因，停機(jī)原因找到并排除故障啟動風(fēng)機(jī)（或啟動備用離心風(fēng)機(jī)對事故風(fēng)機(jī)對應(yīng)的高爐供風(fēng)），1#風(fēng)機(jī)送風(fēng)壓力達(dá)到2號高爐送風(fēng)壓力后，快開閥關(guān)閉，撥風(fēng)過程結(jié)束，系統(tǒng)恢復(fù)常態(tài)。撥風(fēng)系統(tǒng)自動撥風(fēng)的投入，可以成功避免一次惡性的生產(chǎn)事故，為企業(yè)挽回經(jīng)濟(jì)損失。

撥風(fēng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，由我廠技術(shù)人員自行設(shè)計自動化控制系統(tǒng)，PLC選用西門子產(chǎn)品。閥門的控制可實現(xiàn)就地、手動、自動控制。

電氣、自動化控制原理圖（見圖2）。

3  撥風(fēng)系統(tǒng)的安裝

冷風(fēng)送風(fēng)管道為DN1000mm，撥風(fēng)裝置安裝在中間串聯(lián)的DN300管道上，撥風(fēng)蝶閥兩端安裝電動蝶閥，閥門規(guī)格DN300。自動撥風(fēng)設(shè)定，兩電動蝶閥常開，只有在手動控制下關(guān)閉，撥風(fēng)氣動蝶閥常關(guān)、需要撥風(fēng)時自動打開。當(dāng)某臺高爐風(fēng)機(jī)突然斷電跳閘時，風(fēng)機(jī)故障停機(jī)，在自動撥風(fēng)狀態(tài)下，氣動快開閥失電，滿足拔風(fēng)條件，氣動快開閥瞬間打開，完成撥風(fēng)操作。

經(jīng)過現(xiàn)場閥門的調(diào)試并對具體操作提出了要求：自動撥風(fēng)狀態(tài)下，F(xiàn)V101、FV103電動蝶閥開到位，氣動快開閥FV102關(guān)到位，撥風(fēng)操作柜上的手動-自動轉(zhuǎn)換開關(guān)打到自動位置，進(jìn)入自動撥風(fēng)使用。當(dāng)正常休風(fēng)時解除自動撥風(fēng)，此時為了安全起見，F(xiàn)V101、FV103電動蝶閥應(yīng)手動關(guān)閉到位并現(xiàn)場確認(rèn)?；謴?fù)生產(chǎn)爐況正常后再投入，此時FV101、FV103電動蝶閥開到位，氣動快開閥FV102關(guān)到位。

工藝配置圖：

電氣自動化方面采用性價比高，電磁兼容性高，抗沖擊性強(qiáng)，具有非常好的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力的模塊化、通用型西門子S7-300系列CPU、DI、DO、AI模塊組成。1號、2號、3號高爐風(fēng)機(jī)均有獨立的手動-自動切換功能，三座高爐的撥風(fēng)系統(tǒng)處于自動狀態(tài)時，系統(tǒng)采集3個高爐的鼓風(fēng)機(jī)運行信號和鼓風(fēng)輸出風(fēng)壓信號。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到1號、2號、3號中某一臺風(fēng)機(jī)的跳閘信號。系統(tǒng)對另外兩臺正常運行的風(fēng)機(jī)進(jìn)行甄別，由風(fēng)壓高的風(fēng)機(jī)向事故機(jī)組送風(fēng)管道撥風(fēng)。某一座高爐需要休風(fēng)檢修時，只需把相對應(yīng)的手動-自動切換開關(guān)打到手動狀態(tài)即可。為防止兩臺風(fēng)機(jī)同時向事故風(fēng)機(jī)對應(yīng)的高爐同時撥風(fēng)，增加聯(lián)鎖點，當(dāng)其中一套機(jī)組在執(zhí)行撥風(fēng)命令時，另一套機(jī)組不管風(fēng)壓高、低都不再對事故機(jī)組進(jìn)行撥風(fēng)操作。

為保證系統(tǒng)的正常運行，考慮到因突然斷電跳閘、斷風(fēng)情況，系統(tǒng)供電采用不間斷UPS電源，并每周做一次試驗，確保閥門動作可靠。

4  結(jié)語

高爐撥風(fēng)系統(tǒng)的成功設(shè)計安裝，不但能有效地避免高爐灌渣事故的發(fā)生，降低操作人員的勞動強(qiáng)度，提高高爐撥風(fēng)的準(zhǔn)確性、及時性和安全性，同時能夠盡量減少對撥風(fēng)高爐生產(chǎn)的影響，其經(jīng)濟(jì)效益顯著，意義重大。可以為同行業(yè)提供借鑒作用。