可编程调节器在风机防喘振控制中的应用

　　高炉鼓风机是高炉炼铁稳产、高产的关键设备,为了保证鼓风机的安全运行,在其过程控制系统中一般都要设计防喘振自动控制。莱钢750m³高炉鼓风机是日本三菱全段可变静叶PICH水平分隔型轴流压缩机,额定转速7850r/min,吸入风量2207m³/h,出口压力260kPa。该鼓风机的过程控制系统,尤其是防喘振控制具有控制全面、方式转换参数设定方便等特点。本文介绍冶金高炉鼓风机的防喘振控制及SLPC可编程调节器在这方面的应用。

　　1 防喘振控制方案的实现

　　1.1 防喘振控制流程图

　　1.2 防喘振控制的目的

　　如图1所示,鼓风机防喘振线是一条由三段直线组成的折线,折线上方是喘振区,阻塞报警线是一条直线,直线下方为堵塞区。鼓风机防喘振线和阻塞线所围成的区域即为鼓风机的安全工作区,防喘振的目的是使鼓风机工作在安全工作区内。若鼓风机工况进入喘振区,调节器将自动打开放风阀,阻止喘振发生。

　　1.3 防喘振控制的工作原理

　　如图1所示,鼓风机防喘振控制实际上是仅采用一台YS80系列的SLPC可编程调节器实现的,它是一个出口压力给定的随动控制系统。根据鼓风机的固有特性,确定喘振控制线,和阻塞报警线等数据。这些数据由鼓风机出口压力和鼓风机吸入风量构成,在SLPC可编程调节器中以折线函数表的形式储存。当鼓风机的实际工作点接近喘振控制线时,调节器发出接近喘振报警信号,提醒操作人员注意:当工作点接近阻塞报警线以下时,调节器发出阻塞报警信号;当鼓风机的工作点越过喘振控制线上方进入危险区域时,调节器发出喘振危险信号,同时立即进行相关的预定控制。

　　控制逻辑如图2所示。所谓预定控制就是自动控制值加上预定值控制放风阀的开度。此时,放风阀的开度的控制对高炉生产的影响非常关键。如果控制得当,不仅可以阻止喘振的发生,而且可以将对高炉生产的影响或损失减小至最小程度;这也是冶金企业对风机的实际生产的需要。预定控制有两种情况:预定控制1为控制放风阀的开度仅为15%,即以尽可能少的放风阀开度阻止喘振的发生,同时又能最大限度的维持原高炉生产的工况,保持高炉生产的稳定;尽量保持一定的供风量,避免因瞬间供风中止而导致高炉风口灌渣等事情的发生。预定控制2,就是紧急喘振发生时,迅速打开放风阀,并保持100%全开,解除风机喘振。

　　1.4 SLPC可编程调节器及系统实现

　　SLPC是YS-80系列仪表中的可编程数字调节器,它是日本横河公司推出的在仪控领域很成功、很有代表性的数字式可编程调节器。它有很强的可编程特性,在一个调制器中,有2个CNT算法功能块可供用户选择,即可选一个CNT算法作简单的单回路调节,也可选2个CNT算法。而每一个CNT算法又有3个标准的子算法可供用户编程选择,分别是: 0标准PID, 1采样PID, 2批量PID。同时还有各种标准的功能处理供调用,如:上下限报警、偏差报警、变化率报警及输入输出补偿、输出限幅等。结合内置的数字量输入与灵活的编程手段,可方便的实现各种简单及复杂的控制要求。