EBM拨风控制技术系统说明

1、1 目录目录 一、系一、系统说统说明明.3 1.ebm拨风拨风控制技控制技术术概述概述.3 2.ebm拨风拨风技技术术特点特点.4 3.ebm拨风拨风控制技控制技术术的使用的使用场场合合.5 4.ebm拨风拨风控制技控制技术术的的优优点点.5 二、二、风风控制系控制系统统的的设计设计介介绍绍： ：.7 1技技术术方案方案说说明明.7 2. 拨风拨风控制系控制系统设计统设计工工艺艺介介绍绍.10 3.检测检测和控制系和控制系统统原理原理.14 3.1 检测检测系系统设计统设计原理原理.14 3.2 控制系控制系统设计统设计流程流程.15 4.检测仪检测仪表和表和计计算机系算机系统统配置配置.18

2、 4.1 控制系控制系统统配置配置.18 4.2 设计设计内容内容.19 4.3 主要主要设备组设备组成及参数成及参数.20 4.4 阀门选阀门选型型设计设计.23 4.5 阀门阀门技技术术要求要求.23 5.5 拨风拨风系系统统点数配置点数配置.23 5.6系系统统效果效果.27 三、三、拨风设计拨风设计方案方案.27 1、 、配置方案配置方案a： ：.27 1.1 在无在无备备机的系机的系统统：.27 2、 、配置方案配置方案b： ：.32 2.1 有有备备机的系机的系统统(二二备备一一).32 2.2 有有备备机的系机的系统统(五五备备二二).35 2.3 有有备备机的系机的系统统但但风

3、风机机风压风压各不相同的情况各不相同的情况.38 四、四、 结语结语.42 2 ebm 拨风控制技术系统说明拨风控制技术系统说明 众所周知，风机起着至关重要的作用，它是向高炉供应冶炼所 需冷风（氧气）的气体压缩设备，其运转情况是否正常将直接影响到 冶炼产品的质量与数量：如果风机工作稳定可靠，满足高炉顶压需 求，则高炉利用系数将会增加，从而保证高炉的稳产、高产；如果风 机由于突发故障或误操作，发生突然中断，将造成风口灌渣的严重 事故，会使高炉本身遭受重创，给企业造成巨大经济损失。更有甚 者，如引起高炉煤气倒流发生爆炸，将会直接威胁人身和周围设备 的安全！因此，保证风机运行稳定是高炉正常工作的第一

4、要素。 使用 ebm（embedding blast furnace multibranch network）拨 风控制技术（三台及三台以上风机）就能很好的解决这一问题！它 有别于传统的拨风控制，是将管网的压力、流量、信号干扰和风机 的运行状态同时考虑的新思路的拨风控制方式，从而弥补了工业生 产中对供风系统不够安全、不能连续的缺陷。而且解决了多台风机 3 形成的供风管网后，由于拨风情况过于复杂。形成的是控制方案过 分复杂的情况。控制新方案结合了工程学的控制理论。避免了不可 靠的状态，使不可靠的系统经过控制判断进入可靠的状态。不仅可 靠，而且快速，能在第一时间发现问题，进行迅速判断和动作的拨 风

5、系统。从而保证了整个供风管网的安全和可靠。以下是此系统的 详细说明： 一、系一、系统说统说明明 1.ebm 拨风拨风控制技控制技术术概述概述 在高炉冶炼生产过程中，冷风通过风口进入高炉，为冶炼提供 燃烧空气并支撑炉料。如果冷风突然消失，高炉内部的压力将致使 铁 、炉料倒灌甚至堵塞风口，这时就必须停产更换新的风口。这样 不但会造成设备损失，而且因风口更换会严重影响生产效率！同时， 这种突发事件严重影响炉况，缩短高炉使用寿命。 传统高炉鼓风机配置多是 2 备 1 或 5 备 2 等，对于这种方式， 缺点在于如果一旦发生停机，备用风机不能立即投入，同样会耽误 生产及造成高炉损伤，只不过会使这一过程有

6、所缩短而已。且如出 现多台风机对应多座高炉形成拨风系统管网的时候，由于高炉对应 风机的可能性多，风机对应高炉的情况复杂，联动的关系也就复杂， 传统的拨风程序往往不能达到预期的效果。 而使用 ebm 拨风控制技术来控制高炉和风机管网的风系统， ebm 提出在多座高炉送风管网上的新控制主张，即使拨风系统投 入运行后，在 1 台高炉鼓风机遇突发事故而停机的状况下，第一时 间先进行的是风机状态的判断，如果是风机状态的问题。才去判断 4 管网的情况。然后才动作最大风量机组的冷风能够迅速进行补充。 由于，在风机出现问题的第一时间就开始进行管网的状态判断，处 理时间及时判断可靠。从而避免高炉因断风而造成风口

7、灌渣甚至停 产的恶性事故。 2.ebm 拨风拨风技技术术特点特点 考虑到了风机可能存在的各种状态：传统的拨风系统，仅能 判断供风管道的送风压力和流量；而 ebm 拨风控制系统把风 机运行、高炉工况的状况也都考虑在内。并且首先判断风机 的停机状态包括防喘阀、高炉工况及风机运行状态，不考虑 风机和管道之间的对应情况，最后才是管网的情况。减少了 对管网信号的过度依赖，不会出现传统拨风系统的管网的干 扰信号导致的动作。 安全运行判断：在风机安全运行的情况下，ebm 拨风控制系 统会对是否拨风做相应的判断。 停机判断：在风机停机的情况下，ebm 拨风控制系统会做出 相应的判断。 故障判断：ebm 拨风控

8、制系统的信号部分会显示故障原因， 操作人员可通过画面进行简单选择，做出相应的调整，从而 有效规避风险。 管道破裂：在送风管道出现破裂的情况下，ebm 拨风控制系 统将会自动实施保护控制，不会误动作，不会将压力正常的 管道的风拨至破裂管道。 5 流量最大判断：ebm 拨风控制系统在管网内部，以压力做为 条件，以流量为选择进行拨风。控制只有出力最大的风机进 行拨风动作，保证风机运行的高使用效率。 变送器判断：ebm 拨风控制系统在变送器出现干扰脉冲、短 路和断路的情况下，有抗干扰脉冲、短路和断路保护功能，使 其误动作的可能性大大降低。 3.ebm 拨风拨风控制技控制技术术的使用的使用场场合合 适用

9、于三台及三台以上的风机联网向高炉拨风的情况，即适 用于送风管道管网的情况下。 适用于不必考虑风机（含三台及三台以上）对高炉的拨风排序 状态，如出现问题，由控制系统按照故障状态来进行判断。即 不必考虑风机向高炉送风的顺序问题，减低对配风管道信号 要求的情况。 适用于没有备用风机的，保证高炉送风管网可靠性的情况。 4.ebm 拨风拨风控制技控制技术术的的优优点点 安全性高：判断故障速度快、准确，可靠性高。 处理速度快：根据现场信号情况第一时间判断状态后，立即 分析拨风管道状态做出判断并实施控制。不会出现传统的延 时判断压力的情况。 考虑到的故障状态多：不仅考虑管道状态，而且把风机的各 种运行情况同

10、时考虑。 6 大大降低误动作的可能性：由于是对风机和管道的综合判断， 对变送器的依赖程度降低，从而最大限度的减少因为干扰而 产生误动作的可能性。 降低成本节约设备投资。不用投入备用风机，从而节约了设 备投资及维护的各项费用。 对操作人员要求不高，不会出现传统的拨风方式，由于操作 工得操作不当。导致风机对应的高炉顺序错误，使拨风系统 错误判断的情况。ebm 拨风控制做到误操作不会引起误动作。 操作人员只判断有几个风机和几个高炉在参与工作即可。至 于那台风机送向哪台高炉不必判断。减少由于配风阀信号不 良，导致拨风系统无法正常工作的情况。 总而言之，ebm 拨风控制系统能够有效降低因冷风突然断供 而

11、造成的事故发生频率，延长高炉使用寿命，很好地满足生产工艺 要求。该技术系统管路非常简单，通常为一根拨风管道上串联设置 阀门，但其风机的停机信号和防喘阀控制系统也进入拨风系统结合 判断，全面考虑各种事故的发生情况，对其做出正确判断，有效保 证风机和高炉冷风拨风系统的正常运行。 5.ebm 拨风拨风控制方案的控制方案的实实施和安装条件：施和安装条件： ebm 拨风控制方案的实施注意： 调试的时候注意：第一次操作拨风一般选择休风的情况下， 进行系统拨风实验。保证实验可靠后实际测试。 旧系统转到新系统时需要注意：风机、高炉和拨风管网信号。 7 连接的时候，选择系统维护的情况下改线接线，切不可带点 运行

12、改造，以免造成停机或短路的事故造成烧坏设备。 从原拨风系统转到 ebm 拨风控制方案的控制系统，控制的 情况下，需要分批改造。不能同时进行。以免影响原系统的 生产。 ebm 拨风控制方案的安装条件： 需要最基本信号条件：风机的运行、安全运行、防喘阀阀 位、拨风管道压力和流量信号和高炉休风信号以及拨风的隔离 和拨风阀的信号。才能进行此拨风控制的安装。 二、二、风风控制系控制系统统的的设计设计介介绍绍： ： 以下结合钢铁公司的实际情况，阐述 ebm 拨风控制系统的工 作情况： 1技技术术方案方案说说明明 如图 1 炼铁采用母管送风方式，风机任选指定风机给多个高炉 母管送风。拨风系统工作分拨风条件判

13、断和拨风阀选择判断两个阶 段。首先进行拨风条件判断，如果风机是否停机与小防喘阀是否全 开两个条件具备其一，就满足拨风系统工作的触发条件。其次拨风 阀选择阶段，上位机设定拨风阀动作母管最低压力和拨风母管允许 拨风最低压力，参数设定要有相应权限。程序根据上位机设定的相 关工艺参数进行拨风母管选择，根据判断结果打开相应拨风阀门。 8 例如：钢铁公司有多座高炉，所用高炉鼓风机为 ebm 拨风控 制技术控制。如 5#风机风量 3500；风压 0.29mpa 主要作为备用；1 #4#风机风量 5500；风压 0.37mpa；1 #4#风机为主供高炉，供风方 式为母管式。实际生产运行中，曾多次发生鼓风机气动

14、放风阀气源 失压造成意外放风。根据实际情况，由于供高炉的鼓风机有 6 台之 多,供风方式多种多样，故不宜采用停机信号作为拨风控制信号,采 用供风主管的风压作为主控制信号结合风机信号;自从使用高炉鼓 ebm 拨风控制技术（含三台及三台以上）风机拨风系统工艺控制,安 全系数大大提高。如图 1 vd34 vk43 vk34 vd24 vk42 vk24 vd13 vk31 vk13 vd23 vk32 vk23 vd12 vk21 vk12 v54 v31 v32 v33 v34 v21 v22 v23 v24 v11 v12 v13 v14 1高炉高炉 3高炉高炉 2高炉高炉 4高炉高炉 1风机风

15、机2风机风机 3风机风机 备用的原先两台汽拖管网进入系统备用的原先两台汽拖管网进入系统 图 1 拨风系统结构原理图 v22 4风机风机 v41 v42 v43 v44 9 根据风机及与风机拨风相关设备的运行情况来看，防喘阀位反 馈出现问题的情况比较多，故此次拨风设计时考虑到此种情况。当 防喘阀阀位反馈出现问题，能够在操作画面上对受到影响的相关拨 风阀采用以压力为主的拨风方式。 拨风系统和高炉要有联锁关系。当拨风阀动作时，相关高炉操 作画面有相应显示。 10 2. 拨风拨风控制系控制系统设计统设计工工艺艺介介绍绍 传统风机拨风控制系统多采用自动、半自动和手动相结合的 方式。出于安全考虑，设计此系

16、统时以半自动为主，即由计算机根 据主管风压和高炉工况判断是否符合拨风条件，若符合则给定拨风 阀的阀位，同时给出提示及报警，然后由操作员根据计算机提示来 综合判断是否按计算机给定的拨风阀位进行拨风；若运行的风机司 机发现风机故障，按下拨风按钮，则由计算机再根据所测参数判断 11 是否拨风。这样就同时具备自动控制功能和手动控制功能，对高炉 生产起到保障作用。 12 上图为管路系统图，在供 3 #、4#高炉的冷风主管上设拨风系 统，管径 dn800 。2 #蝶阀为电动快开蝶阀，利用限位器等手段将 其开度设定为一值；1 #、3 #蝶阀为普通电动蝶阀，系统检修时启、 闭用。其拨风流程如下(以 4 #母管

17、拨给 3#为例) ：系统检测到 3 #母 管风压低于值 ( 如 0.20mpa )后，再探测 4 #母管风压是否高于值 ( 如 0.28 mpa )，如为“是”，则说明 4 #风机运行正常，具备拨风条 件，再探 3 #高炉是否为高炉放风状态，如为“否”，则系统开启 2 # 电动蝶阀至设定开度，拨风系统开始工作，如开启状态为“ 是”，说 明此为高炉放风，则系统不动作；如检测到 4 #母管风压低于值( 如 0.25mp a )，则说明 4 #风机此时不具备拨风条件，系统不动作；若拨 风条件具备，则给出报警信号，同时检测拨风按钮是否按下，如为“ 否”，则不拨风，如为“是”则系统拨风。 13 14 图

18、 2：拨风控制流程图 注；拨风隔离阀在人机画面上实现手动开关控制 某高炉鼓风机故障停机 （通过电机跳闸信号、 防喘阀和对应风机运行 判断对应的风机） 投入 打开对应某管上的拨风 阀（需风拨风阀） (需风拨风阀) 拨风阀投入 打开满足条件风机对应高 炉工艺母管上的拨风阀 （供风拨风阀） 判断其余风机是哪台在向高炉 送风（通过风机运行及母管压 力信号判断） 判断出其余风机中出口风量 和压力最满足拨风条件的一台 风机 出口压力0,2mpa 出口流量4200m3/min 人工判断拨风结束，手动关 闭对应的供风和需风拨风阀 3.检测检测和控制系和控制系统统原理原理 3.1 检测检测系系统设计统设计原理原

19、理 ebm 拨风控制系统需检测并显示送风主管的风压和流量。检测显示拨 风管拨风阀两侧的风压和流量以及各个电动阀门的状态，根据显示的各参 数状态和高炉放风的状态信号，由操作员( 此时为手动状态) 或计算机判断 ( 此时为自动、半自动状态) 是否启动拨风 阀并确定拨风阀阀位。计算机 控制的连锁条件主要由两根主管的风压状态和高炉放风状态决定。系统在 各个风机操作处均设控制按钮，由风机司机操作，计算机控制的连锁条件流 程如图 2。 如在正常工作过程中，风机突然停机后，由于管系的容积效应，高炉进 风口压力自正常生产压力降至判断供风系统故障断风压力为 pi1/mpa 的时 间为 ti1/ s，再进一步降至

20、维持极限生产的供风压力为 pi2/mpa 的时间为 ti2/ s。则拨风控制系统自检测出风机停机至调整拨风阀门开度并建立 pi2mpa 压力的时间应ti（ti2ti1）/s，或拨风量应维持极限生产所需 的供风量 qi。据此可选择拨风阀门的开启速度及开启程度（及阀门直径）。 由图 1 可见，在风机正常供风过程中，经优选后准备提供拨风的快速开 启阀 vdij 处于关闭状态，而其两端的常开阀 vkij、vkji 则始终处于全开状 态。当高炉供风突然中断后，快速阀 vdij 将迅速开启至预定开度完成 拨风操作。这样一来，拨风时间仅取决于快速阀的开启时间。因此，可以通 过阀门选型来保证拨风时间ti/ s

21、。 为解决正常生产过程中快速阀工作可靠性的检测问题，可以采用拨风 阀组的结构。由图 1 可见，在风机正常供风过程中，将 vdij 阀两端的 16 vkij、vkji 阀关闭后，便可在不影响高炉生产的情况下，对 vdij 阀工作的 正常与否进行实际开启检测。 3.2 控制系控制系统设计统设计流程流程 虽然，每座高炉均可以由另外两座高炉获得拨风，但为缩小拨风操作的 影响面，仅由一座高炉向外拨风，系统可以随时根据相关高炉的工况及供风 情况来预定由哪座高炉来拨风。其基本要求为：该高炉处于正常工作状态， 且为其提供冷风的风机送风量或供风压力处于较大量值状态。 拨风系统输入信号有模拟量：各高炉进风压力信号

22、，开关量：各风机正 常工作/正常停车信号、各拨风阀工作/检测状态信号、风机停机信号、操作 者输入的供风组合情况。拨风系统输出信号有模拟量：各拨风阀开度信号， 开关量：常开阀启/闭信号、报警信号。 具体工作过程：在正常工作过程中，拨风控制系统根据供风系统的工作 状态（操作者输入的供风组合情况、各风机是否处于正常供风状态、各拨风 阀是否处于工作状态、各高炉的进风压力等），实时决策各高炉出现断风时 的拨风方案（预先开启相应的拨风常开阀），以及拨风阀的开度（依据被拨风 高炉当前风压及接受拨风高炉维持极限生产所需风压及拨风阀流量系数计 算）。当某座高炉进风压力低于拨风动作门限值 pi1mpa（或为其供风

23、的风机 处于正常工作状态，但停机信号有效）时，拨风控制系统将立即发出相应的 快速阀开启至预定开度的指令完成拨风操作。如下流程图 17 18 19 4.检测仪检测仪表和表和计计算机系算机系统统配置配置 拨风管和主管上的风压由两台压力变送器测量在仪表控制台上安装声 光报警器和手操器及按钮，用于主要参数报警和拨风阀的手动操作。计算机 系统采用西门子 s7 系列 plc 和工控机 ，由 plc 完成信号的采集、转换、 报警以及拨风连锁条件的逻辑判断和拨风阀位给定；工控机对各种主要参 数进行显示、报警、趋势记录和报表打印。plc 部分由电源模板、cpu 模板、 模拟量输人与输出模板、数字量输人与输出模板

24、组成。控制室置于现有厂房 内，并在各风机操作室设拨风按钮，系统电力消耗小于 2kw 。 在计算机全自动控制模式下，控制系统中的所有功能可通过计算机 操作界面进行设置并由计算机自动执行。当系统处于人工手动控制模式时， 拨风操作由人工手动进行。计算机数据采集、显示、报警、存储等功能仍然 正常，操作人员仍可以利用计算机监视各风机和高炉的工作状态。 在手动控制模式下可以利用计算机上的软手操界面来开关拨风阀， 也可使用拨风阀（快速阀）自带的现场操作盘（就地远程选择按钮，开关 停操作按钮）操作。 4.1 控制系控制系统统配置配置 （1）系统配置控制系统采用西门子 s7 系统 （2）拨风调节阀 电动调节阀

25、自动控制，并可进行手动 0-100% （4-20ma）阀门开度控制； （3）智能阀门定位器 20 （4）检测点报警信号统一报警铃输出，同时大画面弹出报警； （5）测量高炉风量的压力变送器； 4.2 设计设计内容内容 操作画面控制设计； plc 控制柜设计； 自动化控制系统设计。 自动化控制系统软件开发、调试。 提供图纸及技术文件 设备图纸 电气原理图 元件明细表。 台、柜总布置图 内部布置图。 端子接线图 外部连线走向图 crt 监控画面 电气设备说明书 设备安装、调试大纲 设备操作及维护说明书 计算机设备的随机文件 21 4.3 主要主要设备组设备组成及参数成及参数 1）主要设备组成： 电气

26、及控制柜 一面 可编程逻辑控制器（plc）系统 一套 工业控制计算机系统 一套 电源系统 一套 低压控制元件 一套 仪表 一套 电气安装、包装材料及其它 2）设备主要技术数据 （1）电气台柜通用技术数据： 额定电压 380vac，三相四线制，50hz 交流控制电压 220v ac 50hz 直流控制电压 24vdc 电气柜结构型式 固定式 （2）可编程逻辑控制器 plc 配置： 机型 siemens simatic s7-300 系列 电源模块 ps307-1b 5a 1 块 cpu 模块 cpu314 1 块 数字量输入模块 32*24vdc 2 块 数字量输出模块 32*24vdc 2 块

27、 模拟量输入模块 8*420ma 3 块 22 通讯模块 cp343 1 块 现场总线连接器 带编程口 1 个 现场总线连接器 不带编程口 1 个 前连接器 20 针 3 个 40 针 4 个 存储器 1 个 电池 3.6v 850ma 1 个 机架 3 块 连接电缆 2 个 通讯电缆 profibus 1 根 编程软件 step 7 1 套 （3）工业控制计算机（ipc）配置： 机型 符合标准 pc 总线工业控制计算机 1 套 cpu intel 900 硬盘 380g 内存 8g profibus 通讯网卡 simatic cp1613 以太网卡 100mhz 键盘 鼠标 23 组态软件

28、simatic wincc 显示器 22 液晶 电脑操作台（不锈钢台面） （4）电源系统配置： 24v dc 电源 10a （5）低压控制元件及仪表包括： 进线空开 中间继电器 接触器 plc 输出继电器 omron 指示灯 转换开关 （6）电气安装、包装材料及其它： 电源线、信号线、屏蔽线、端子、线槽、标签等。 控制系统的标准配置为 300 系列 cpu 对特殊要求的，可以按照用 户要求配置： 24 拨风拨风 plc 系统配置清单系统配置清单 序序 号号名称名称型号规格型号规格 数数 量量 单单 位位生产商生产商 1 电源模块6es7 307-1ka01-0aa0 10a1块siemens

29、2 cpu 模块6es7 314-2ag10-0ab0 cpu3141块siemens 微存储卡6es7 953-8lj11-0aa0 512kb1块siemens 3 通讯处理器 cp3436es7 343-1cx00-0xe01块siemens 5 模拟量输入模块6es7 331-7kf02-0ab0 8 点 3 块siemens 6 开关量输出模块6es7 322-1bl00-0aa0 32 点 2 块siemens 7 开关量输入模块6es7 321-1bl00-0ab0 32 点 2 块siemens 13 总线模块6es7 195-7hb00-0xa0 3 块siemens 9 前

30、连接器6es7 392-1aj00-0aa0 20 针 3 块siemens 6es7 392-1am00-0aa0 40 针 4 块siemens 10 导轨6es7 390-1af30-0aa0 1 块siemens 12 moxa 交换机 1 台 15 以太网通讯电缆超五类屏蔽双绞线 交叉线5 米（1 根） 2 根 16 工控机 1 套 17 控制柜 1 面陕西金华 4.4 阀门选阀门选型型设计设计 根据相关参数及与需方协商确定，阀门口径选型如下： 阀 1、阀 3（电动调节蝶阀）：dn600 阀 2（气动快开蝶阀）：dn600 4.5 阀门阀门技技术术要求要求 1 气动快开蝶阀 1 台

31、dn600 pn1.6mpa 双向合金硬密封 2 电动调节蝶阀 2 台 dn600 pn1.0mpa 双向合金硬密封 5.5 拨风拨风系系统统点数配置点数配置 25 ft-091ft-091 ai2:0 vja1 12000nm3/h 420ma 24vdc ft-075ft-075 ai2:1 vja1 12000nm3/h 420ma 24vdc pt-091pt-091 ai2:2 02.5mpa 420ma 2wire pt-075pt-075 ai2:3 02.5mpa 420ma 2wire pt-092pt-092 ai2:4 02.5mpa 420ma 2wire pt-051

32、pt-051 ai2:5 拨风系统 /00.6mpa 420ma 2wire3#高炉配风压力 1 pt-052pt-052 ai2:6 拨风系统 /00.6mpa 420ma 2wire3#高炉配风压力 2 pt-053pt-053 ai2:7 拨风系统 /00.6mpa 420ma 2wire4#高炉配风压力 1 pt-054pt-054 ai3:0 拨风系统 /00.6mpa 420ma 2wire4#高炉配风压力 2 pt-055pt-055 ai3:1 拨风系统 /00.6mpa 420ma 2wire6#高炉配风压力 1 pt-056pt-056 ai3:2 拨风系统 /00.6mp

33、a 420ma 2wire6#高炉配风压力 2 v03-xzv03-xz di1:6 mcc 拨风系统 / di v03 拨风阀集中,机旁选择 v03-yxv03-yx di1:7 mcc 拨风系统 / di v03 拨风阀运行 v03-qkv03-qk di1:8 mcc 拨风系统 / di v03 拨风阀全开 v03-qgv03-qg di1:9 mcc 拨风系统 / di v03 拨风阀全关 v03-gnv03-gn di1:10 mcc 拨风系统 / di v03 拨风阀过扭 v03-gfhv03-gfh di1:11 mcc 拨风系统 / di v03 拨风阀过负荷 v04-xzv0

34、4-xz di1:12 mcc 拨风系统 / di v04 拨风阀集中,机旁选择 v04-yxv04-yx di1:13 mcc 拨风系统 / di v04 拨风阀运行 v04-qkv04-qk di1:14 mcc 拨风系统 / di v04 拨风阀全开 v04-qgv04-qg di1:15 mcc 拨风系统 / di v04 拨风阀全关 v04-gnv04-gn di2:0 mcc 拨风系统 / di v04 拨风阀过扭 v04-gfhv04-gfh di2:1 mcc 拨风系统 / di v04 拨风阀过负荷 v06-xzv06-xz di2:2 mcc 拨风系统 / di v06 拨

35、风阀集中,机旁选择 v06-yxv06-yx di2:3 mcc 拨风系统 / di v06 拨风阀运行 v06-qkv06-qk di2:4 mcc 拨风系统 / di v06 拨风阀全开 v06-qgv06-qg di2:5 mcc 拨风系统 / di v06 拨风阀全关 v06-gnv06-gn di2:6 mcc 拨风系统 / di v06 拨风阀过扭 v06-gfhv06-gfh di2:7 mcc 拨风系统 / di v06 拨风阀过负荷 v03a-xzv03a-xz di2:8 mcc 拨风系统 / di v03a 隔离阀集中,机旁选择 v03a-yxv03a-yx di2:9

36、mcc 拨风系统 / di v03a 隔离阀运行 v03a-qkv03a-qk di2:10 mcc 拨风系统 / di v03a 隔离阀全开 v03a-qgv03a-qg di2:11 mcc 拨风系统 / di v03a 隔离阀全关 v03a-gnv03a-gn di2:12 mcc 拨风系统 / di v03a 隔离阀过扭 v03a-gfhv03a-gfh di2:13 mcc 拨风系统 / di v03a 隔离阀过负荷 v03b-xzv03b-xz di3:0 mcc 拨风系统 / di v03b 隔离阀集中,机旁选择 v03b-yxv03b-yx di3:1 mcc 拨风系统 / d

37、i v03b 隔离阀运行 v03b-qkv03b-qk di3:2 mcc 拨风系统 / di v03b 隔离阀全开 v03b-qgv03b-qg di3:3 mcc 拨风系统 / di v03b 隔离阀全关 v03b-gnv03b-gn di3:4 mcc 拨风系统 / di v03b 隔离阀过扭 26 v03b-gfhv03b-gfh di3:5 mcc 拨风系统 / di v03b 隔离阀过负荷 v04a-xzv04a-xz di3:6 mcc 拨风系统 / di v04a 隔离阀集中,机旁选择 v04a-yxv04a-yx di3:7 mcc 拨风系统 / di v04a 隔离阀运行

38、v04a-qkv04a-qk di3:8 mcc 拨风系统 / di v04a 隔离阀全开 v04a-qgv04a-qg di3:9 mcc 拨风系统 / di v04a 隔离阀全关 v04a-gnv04a-gn di3:10 mcc 拨风系统 / di v04a 隔离阀过扭 v04a-gfhv04a-gfh di3:11 mcc 拨风系统 / di v04a 隔离阀过负荷 v04b-xzv04b-xz di3:12 mcc 拨风系统 / di v04b 隔离阀集中,机旁选择 v04b-yxv04b-yx di3:13 mcc 拨风系统 / di v04b 隔离阀运行 v04b-qkv04b-

39、qk di3:14 mcc 拨风系统 / di v04b 隔离阀全开 v04b-qgv04b-qg di3:15 mcc 拨风系统 / di v04b 隔离阀全关 v04b-gnv04b-gn di4:0 mcc 拨风系统 / di v04b 隔离阀过扭 v04b-gfhv04b-gfh di4:1 mcc 拨风系统 / di v04b 隔离阀过负荷 v06a-xzv06a-xz di4:2 mcc 拨风系统 / di v06a 隔离阀集中,机旁选择 v06a-yxv06a-yx di4:3 mcc 拨风系统 / di v06a 隔离阀运行 v06a-qkv06a-qk di4:4 mcc 拨

40、风系统 / di v06a 隔离阀全开 v06a-qgv06a-qg di4:5 mcc 拨风系统 / di v06a 隔离阀全关 v06a-gnv06a-gn di4:6 mcc 拨风系统 / di v06a 隔离阀过扭 v06a-gfhv06a-gfh di4:7 mcc 拨风系统 / di v06a 隔离阀过负荷 v06b-xzv06b-xz di4:8 mcc 拨风系统 / di v06b 隔离阀集中,机旁选择 v06b-yxv06b-yx di4:9 mcc 拨风系统 / di v06b 隔离阀运行 v06b-qkv06b-qk di4:10 mcc 拨风系统 / di v06b 隔

41、离阀全开 v06b-qgv06b-qg di4:11 mcc 拨风系统 / di v06b 隔离阀全关 v06b-gnv06b-gn di4:12 mcc 拨风系统 / di v06b 隔离阀过扭 v06b-gfhv06b-gfh di4:13 mcc 拨风系统 / di v06b 隔离阀过负荷 v03-zzqv03-zzq do1:0 mcc 拨风系统 / do v03 拨风阀正转启动(常开点) v03-zztv03-zzt do1:1 mcc 拨风系统 / do v03 拨风阀正转停止(常闭点) v03-fzqv03-fzq do1:2 mcc 拨风系统 / do v03 拨风阀反转启动(

42、常开点) v03-fztv03-fzt do1:3 mcc 拨风系统 / do v03 拨风阀反转停止(常闭点) v04-zzqv04-zzq do1:4 mcc 拨风系统 / do v04 拨风阀正转启动(常开点) v04-zztv04-zzt do1:5 mcc 拨风系统 / do v04 拨风阀正转停止(常闭点) v04-fzqv04-fzq do1:6 mcc 拨风系统 / do v04 拨风阀反转启动(常开点) v04-fztv04-fzt do1:7 mcc 拨风系统 / do v04 拨风阀反转停止(常闭点) v06-zzqv06-zzq do1:8 mcc 拨风系统 / do

43、v06 拨风阀正转启动(常开点) v06-zztv06-zzt do1:9 mcc 拨风系统 / do v06 拨风阀正转停止(常闭点) v06-fzqv06-fzq do1:10 mcc 拨风系统 / do v06 拨风阀反转启动(常开点) v06-fztv06-fzt do1:11 mcc 拨风系统 / do v06 拨风阀反转停止(常闭点) v03a-zzqv03a-zzq do1:12 mcc 拨风系统 / do v03a 隔离阀正转启动(常开点) v03a-zztv03a-zzt do1:13 mcc 拨风系统 / do v03a 隔离阀正转停止(常闭点) v03a-fzqv03a-

44、fzq do1:14 mcc 拨风系统 / do v03a 隔离阀反转启动(常开点) v03a-fztv03a-fzt do1:15 mcc 拨风系统 / do v03a 隔离阀反转停止(常闭点) v03b-zzqv03b-zzq do2:0 mcc 拨风系统 / do v03b 隔离阀正转启动(常开点) 27 v03b-zztv03b-zzt do2:1 mcc 拨风系统 / do v03b 隔离阀正转停止(常闭点) v03b-fzqv03b-fzq do2:2 mcc 拨风系统 / do v03b 隔离阀反转启动(常开点) v03b-fztv03b-fzt do2:3 mcc 拨风系统 /

45、 do v03b 隔离阀反转停止(常闭点) v04a-zzqv04a-zzq do2:4 mcc 拨风系统 / do v04a 隔离阀正转启动(常开点) v04a-zztv04a-zzt do2:5 mcc 拨风系统 / do v04a 隔离阀正转停止(常闭点) v04a-fzqv04a-fzq do2:6 mcc 拨风系统 / do v04a 隔离阀反转启动(常开点) v04a-fztv04a-fzt do2:7 mcc 拨风系统 / do v04a 隔离阀反转停止(常闭点) v04b-zzqv04b-zzq do2:8 mcc 拨风系统 / do v04b 隔离阀正转启动(常开点) v04

46、b-zztv04b-zzt do2:9 mcc 拨风系统 / do v04b 隔离阀正转停止(常闭点) v04b-fzqv04b-fzq do2:10 mcc 拨风系统 / do v04b 隔离阀反转启动(常开点) v04b-fztv04b-fzt do2:11 mcc 拨风系统 / do v04b 隔离阀反转停止(常闭点) v06a-zzqv06a-zzq do2:12 mcc 拨风系统 / do v06a 隔离阀正转启动(常开点) v06a-zztv06a-zzt do2:13 mcc 拨风系统 / do v06a 隔离阀正转停止(常闭点) v06a-fzqv06a-fzq do2:14

47、mcc 拨风系统 / do v06a 隔离阀反转启动(常开点) v06a-fztv06a-fzt do2:15 mcc 拨风系统 / do v06a 隔离阀反转停止(常闭点) v06b-zzqv06b-zzq do3:0 mcc 拨风系统 / do v06b 隔离阀正转启动(常开点) v06b-zztv06b-zzt do3:1 mcc 拨风系统 / do v06b 隔离阀正转停止(常闭点) v06b-fzqv06b-fzq do3:2 mcc 拨风系统 / do v06b 隔离阀反转启动(常开点) v06b-fztv06b-fzt do3:3 mcc 拨风系统 / do v06b 隔离阀反转

48、停止(常闭点) device 指示信号位置 mcc信号来/去 mcc 3500信号来自 3500 监视仪 40b信号来/去 40b 手操 vja1信号来自 vja1 隔离分配器 sfc信号来/去西门子控制盘 mm mm1 mm2信号来/去西门子控制盘 ip信号来/去中控盘 plc 接口其他多台风机信号以太网从其他拨风 plc 通信 28 5.6 系系统统效果效果 使用高炉 ebm 拨风控制技术（三台及三台以上）风机拨风系统工艺控制 系统是以冷风系统的风压、流量和风机控制系统参数为主，并结合了高炉的 生产运行状态，较为全面地考虑了事故发生的各种情况，能够较好地保证高 炉冷风系统的供应。实际投人运

49、行后， ebm 拨风控制技术实际应用效果良 好， 有效的管理供风系统，并且节约备机设备、能耗投资和维护成本产生 经济效益每年达 3000 万元以上。 三、三、拨风设计拨风设计方案方案 目前针对用户需求，采用的拨风系统套餐方式的设计方案： 1、配置方案配置方案 a： ： 1.1 在无在无备备机的系机的系统统： 三台风机且无备机的系统的配置方案如下： 29 30 在三套鼓风机排气管道上通过三套阀门连接，其中一台气动快开蝶 阀（阀 2），满足机组紧急拨风要求；两台电动调节蝶阀（阀 1 和阀 3），满足调 节及气动蝶阀检修作用。 1.2 拨风拨风自控系自控系统设计统设计 控制系统采用西门子 s7-30

50、0 系统，系统可以根据相关高炉的工况及 供风情况来预定由哪座高炉来拨风。其基本原则：该高炉处于正常工作状态， 且为其提供冷风的风机送风量或供风压力处于较大量值状态。 拨风系统输入信号有模拟量：各高炉进风压力信号；开关量：各风机 正常工作/正常停车信号，各拨风阀工作/检测状态信号，风机防喘阀信号；操 作者输入的供风组合情况。拨风系统输出信号有模拟量：各拨风阀开度信号； 开关量：常开阀启/闭信号，报警信号。 具体工作过程：在正常工作过程中，拨风控制系统根据供风系统的 工作状态（操作者输入的供风组合情况、各风机是否处于正常供风状态、各 拨风阀是否处于工作状态、各高炉的进风压力等），实时决策各高炉出现

51、断 风时的拨风方案（预先开启相应的拨风常开阀），以及拨风阀的开度（依据被 拨风高炉当前风压及接受拨风高炉维持极限生产所需风压及拨风阀流量系 数计算）。先判断风机的工作状态，当风机出现需要判断拨风状态的情况下， 再进行母管操作状态的判断。判断高炉进风压力低于拨风动作门限值 pi1mpa（或为其供风的风机处于正常工作状态，但停机信号有效）时，拨风 控制系统将立即发出相应的快速阀开启至预定开度的指令完成拨风操作。 此套方案设计的拨风系统用于多台高炉鼓风机向三座高炉供风的供风 31 系统结构。原高炉供风系统的结构是，当鼓风机工作时，打开 vij 阀门即可 实现鼓风机向高炉供风。在正常工作时，1#、2#

52、、3#鼓风机可以任意向 1#、2#、3#高炉中的某个高炉供风。 供风过程中，当某台风机由于突发故障停机后，仅有正在向 1#、2#、3#高炉供风的大鼓风机才可以向故障停机后的高炉拨出一些风量， 以维持该高炉的极限生产而不致造成风口灌渣的严重事故。 因此，拨风系统需在原供风管路及配风阀 vij 形成的供风管网的基 础上，在各高炉送风母管上增设拨风控制阀组 vkij（常开阀）及 vdij（快速 阀），流程如下图： 某高炉鼓风机故障停机 （通过电机跳闸信号和对 应配风阀、防喘动作开状 态判断对应的风机） 投入 拨 风 阀 投 入 打开相应母管上的拨风阀 （需风拨风阀） 判断其余风机是哪台在向 高炉送风

53、（通过电机运行， 主气门打开及配风阀开信 号判断 判断出风机中出口风量和 压力满足拨风条件的一台 风机 出口压力设计 mpa 出口风量设计 m3/min 打开满足条件风机对应高炉 工艺母管上的拨风阀（供风 拨风阀） 人工判断拨风结束，手动关 闭对应的供风和需风拨风 阀 33 2、配置方案配置方案 b： ： 2.1 有有备备机的系机的系统统(二二备备一一) 两台两台风风机机备备用一台的配置方案二用一台的配置方案二备备一的系一的系统统。 逻辑关系如图： 34 包括高炉鼓风机供风管道，在所述两条高炉供风管道之间以 一条拨风管道相连接，该拨风管道上设置有电动快开阀，在电动 快开阀的两侧设置有电动切换阀

54、。本方案优点是：设备简单，安 装和操作等均较为方便，成本较低，设备运行安全可靠。 在两条供风管道（）、 （）之间以一条拨风管道（）相连接，在 所述拨风管道（）上设置有电动快开阀（），在电动快开阀（） 两侧设置有电动切换阀（）、 （） 二备一的方案，如图所示：系统两座高炉拨风系统中的成功 应用，采用德国 siemens（西门子）公司的 s7 系列 plc 以及全 数字化智能仪表构成 plc 控制系统，现场采用气动蝶阀（动作时 间3 秒）作为该系统拨风阀。电动阀作为止回阀组成拨风执行系 35 统。从而实现当一台高炉鼓风机因故障停机或转入安全运行模式 时，由另一台风机提供部分风量确保高炉正常休风，避

55、免高炉灌 风口等恶性事故的发生。 此套高炉拨风系统方案，用于风机二备一高炉的情况，在两 座高炉的风机出口管道上做一连通管道，此管道上设立拨风阀， 拨风阀两侧设立 2 个电动阀；2 座高炉正常生产时，打开 2 个电 动阀，拨风阀投入自动，当检测到任一风机不能为本高炉提供正 常风量时，拨风阀打开，有正常的风机为 2 座高炉提供冷风，确 保风口，给高炉休风提供充足的时间。 二备一高炉拨风系统实现功能 实时监视两台高炉鼓风机运行状况，检测风机正常运行输风 量平稳状况。 可自动、手动、半自动控制电动阀、拨风阀的动作、开闭角度。 当 1 台鼓风机故障停机或转为安全模式时，自动为高炉平稳 拨风。 实时显示拨

56、风系统的状态、系统是否具备拨风条件。 （通过 siemens 实现事件记录功能） 如遇突发事件可进行人为紧急拨风操作。 高炉拨风系统构成 plc 控制系统： siemens（西门子）s7 系列 plc、高智能型数字仪表、高质量阀门 控制器等 36 拨风阀： spd641h-10c dn600，配套带有阿尔法气动头 电动阀： dn600，配套带有电动头 2.2 有有备备机的系机的系统统(五五备备二二) 五台五台风风机机备备用二台的配置方案五用二台的配置方案五备备二的系二的系统统。 五台风机备用二台的配置方案由于风机多管网情况复杂，风 机状态多所以为了解决此问题，经过综合实践开发出了本高炉拨 风五

57、备二系统控制系统方案。由于首先判断风机的停机状态包括 防喘阀、高炉工况及风机运行状态，不考虑风机和管道之间的对 应情况，最后才是管网的情况。减少了对管网信号的过度依赖， 能有效降低事故发生频率，延长高炉使用寿命，并能够很好地满 足生产工艺要求，拥有极高的性价比。为生产企业新建及改造高 炉拨风自动控制系统提供了完善的系统解决方案。 拨风控制五备二的系统，拨风事故而专门设计的，该系统 能够有效降低因冷风突然断供而造成的事故发生 频率，延长高 炉使用寿命 ，很好地满足生产工艺要求。系统简单，通常为一根 拨风管道上串联设 置三道阀门，但其控制系统较为复杂 ，须全 面考虑各 种事故的发生情况 ，对其做出

58、正确判断，才能保证高 炉冷风拨风系统的正常运行。下面阐述拨风控制系统的设计方案。 1 概述 冷风供风方式采取母管的管网制。正常运行时，1 台风机对 37 应 1 座高炉，其他风机备用。每台风机都设有电动送风阀，两条 冷风母管上都有联络阀。在两条母管之间增设了冷风拨风系统, 见图 1。 图 1 工艺流程 1 1#风机 2 2#风机 3 3#风机 4 4#风机 5 5#风机 5 风机放风阀 6 冷风母管 1 7 冷风母管 2 8、9 母管间联络阀 10 冷风拨风系统手操阀 1 11 冷风拨风系统 手操阀 2 12 冷风拨风系统旁通阀 13 电动联锁自动调节阀14 节流孔 板 15 高炉冷风放风阀

59、16 高炉冷风流量孔板 2.2 工作原理 正常情况下，先由操作工选择需要使用供风的三台风机，选 择好后。风机任选指定风机给三个高炉母管送风。拨风系统工作 分拨风条件判断和拨风阀选择判断两个阶段。首先进行拨风条件 38 判断，如果风机是否停机与小防喘阀是否全开两个条件具备其一， 就满足拨风系统工作的触发条件。其次拨风阀选择阶段，上位机 设定拨风阀动作母管最低压力和拨风母管允许拨风最低压力，参 数设定要有相应权限。程序根据上位机设定的相关工艺参数进行 拨风母管选择，根据判断结果打开相应拨风阀门。系统冷风拨风 系统手操阀 1、阀 2 处于开启状态，旁通阀和电动连锁自动调节 阀处于关闭状态。当 1 台

60、风机故障突然停风或风量风压低于某一 规定值时，电动连锁自动调节阀迅速自动打开，向停风高炉拨风， 以避免高炉因突然停风风口灌渣事故的发生，并有效避免因停风 而使炉内煤气倒流到风机发生事故的可能性。 2.3 工艺特点 2.3.1 结构简单：对传统的拨风方式对风机的配风阀信号要求严 格，但此套拨风方案由于操作工仅选择风机的使用和备用的两个 状态，具体哪个阀门对应关系没有要求，减少了拨风系统对高炉 的复杂对应关系。 2.3.2 施工方便，由于减少很多配风阀门信号，便于维修冷风系 统的施工是借助高炉计划休风检修的机会施工安装的，减少影响 高炉正常生产。日常维修可借助高炉检修，也可在高炉正常生产 时关闭两