高炉鼓风机自动控制系统技术标准及要求

1、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

2、，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

3、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。超速保护由三套转速测量装置的信号直接进PLC连锁。 升功率系统 当TRT的转速与风机的转速同步后，TRT工作在低负荷控制状态。人工确认后，T

4、RT系统进入升功率阶段，此时人工确认手动打开入口电动蝶阀，入口电动蝶阀全开后，系统自动关闭启动调速阀，功率调节系统和炉顶压力调节系统（其设定值比高炉侧设定值小25kPa）的调节器输出经低选器后用于控制可调静叶的开度。功率调节器的设定值以一定的上升速率增大。随着可调静叶的开度不断增大，TRT向压缩机输出的功率不断增加，调压阀组的开度不断减小直至全部关闭。 高炉顶压复合调节系统 TRT投入前炉顶压力由原减压阀组控制，TRT投入后由TRT一级静叶和旁通阀快开组一同控制。本系统不改动原调压阀控制回路，只在原系统上并联一组旁通阀，和TRT系统中的可调静叶共同实现对炉顶压力自动控制，在不改变高炉操作的情况

5、下，实现由TRT控制炉顶压力。 氮封差压调节系统 气源氮气经自力式减压阀调节为0.150.2MPa，再经电动调压阀使密封处的氮气压力高于排气端煤气压力的0.020.04MPa，这样既保证煤气无外泄，又可减少氮气耗量。差压信号进入自控系统做启机和连锁监视。 机组启动联锁控制系统 启动条件： (1)高炉同意TRT启动 (2)风机系统正常 (3)电气系统正常 (4)润滑油最远点压力大于设定值 (5)液压系统压力大于设定值 (6)氮气总管压力大于设定值 (7)工业净环水总管压力大于设定值 (8)入口切断阀前后压差小于设定值 (9)各阀门的手动/自动开关处在自动控制状态 (10)各设定值处在启动初始设定

6、值 三、 大型阀门控制系统 大型阀门启动步骤按照一定工艺顺序进行。 开可调静叶至某一初始开度，该开度能满足启动调速阀全开时额定转速可以达到与压缩机同步，缓慢打开启动调速阀，透平开始升速。 在各阀门的开关过程中,要确认上一过程的阀门动作是否到位,否则给出报警信号并等待处理。 四、 低压电气联锁控制系统 根据机组运行工艺需要设计了一套电气连锁系统。 五、 重大故障紧急停机联锁控制系统 当下列的停机条件发生时，控制系统发出指令使系统停机： (1）透平轴振动大于设定值 (2）透平主轴轴向位移大于设定值 (3) 透平转速大于设定值 (4) 润滑油最远点压力小于设定值 (5) 液压系统压力小于设定值 (6

7、) 透平和离合器轴承温度大于设定值 (7) 电气系统重故障 (8) 离合器发生重故障（9）压缩机停机停车当TRT运行中出现以上停机联锁条件时，TRT必须停机，发出信号快速关闭紧急切断阀，同时与压缩机脱开（靠超越离合器实现）。高炉侧的调压阀组按照设定开度迅速打开使炉顶压力稳定。 停机后按照一定的顺序关闭各相关大型阀门。 正常停机时，顶压波动在±5KPa。过程监视 自控系统对机组运行所需监视的全部参数进行数据采集，并通过各种显示画面进行直观的显示、操作。主要画面有流程图、控制分组画面、历史趋势画面（主要参数历史趋势图）、综合报警、配电系统一次图、阀位开关动作记录等。实现对下列控制内容的检

8、测： 炉顶压力监控 大型阀门控制 各点振动及温度 透平机轴位移 透平机转速 透平机负荷 联锁保护和报警氮气密封的监控 六、 其他辅助设备（冷却水系统、润滑油站、液压油站）监视控制TRT机组与高炉中控室往来信号（发出侧采取隔离措施，点对点联络）1）、高炉控制室送往机组控制室信号顶压设定值（4-20mA） 1AI高炉状态信号 5DI顶压测量值（4-20mA） 2AI减压阀组开度（4-20mA） 4AI 允许透平膨胀机启动 1DI2）、机组控制室送往高炉控制室透平膨胀机申请启动、投运 2DO透平膨胀机静叶开度（4-20mA） 1AO旁通阀组开度（4-20mA） 2AO透平膨胀机重故障 1DO风机机组

9、与高炉中控室往来信号（发出侧采取隔离措施，点对点联络）高炉侧送往风机侧风机侧送往高炉侧高炉状态信号10DI风机状态信号6DO送风流量设定1AI风机送风流量1AO送风压力设定1AI风机送风压力1AO风机静叶角度1AO具体信号在设计审查会上确定，交接信号以TRT控制柜端子排分界，柜外电缆及施工属业主方负责。七、 控制系统配置及说明 采用西门子公司生产的SIEMENS S7-400自控系统实现机组控制、调节、联锁保护功能。西门子自动化软件均采用最新版本。操作系统为WINDOWS XP。PLC系统采用电源、通讯、CPU为冗余配置。自控系统I/O点数预留15%的裕量，内存裕量大于20%，插槽裕量大于10

10、%。系统设置2面控制柜（暂定），一个工程师站两个操作员站，工程师站和操作员站配置为：工控机采用DELL商用机。 PLC系统配置：² 设置两台操作员站和一台打印机，用于报表打印和数据备份。² CPU主站采用热备冗余系统，电源模块、CPU、通讯模块冗余；² 两个相互冗余的CPU间为光缆连接、CPU与上位机间通过双绞线方式通讯；² 温度信号采用420mA模块，DI/DO信号采用继电器隔离、重要报警联锁点及关键信号均加有源隔离栅隔离；² 自动控制系统的AI、AO、DI、DO模块及端子分别预留15%余量设置2面TRT仪表盘柜。 仪表柜1： 内含现场仪表变

11、送器送来的信号隔离器及其配电、直流稳压电源。 仪表柜2： 内含机组轴振动、位移、转速检测二次仪表及其附件、伺服控制器。 操作站、工程师站与控制站间采用工业以太网的通讯方式。八、 操作站上显示以下画面总貌画面流程图画面压缩机流程TRT系统流程润滑油系统流程动力油系统流程轴系监测系统流程冷却水系统流程管道、阀门系统流程氮气密封系统机组运行操作参数监视机组运行报警画面机组运行参数趋势画面机组运行工况画面机组启动过程监视历史参数存储及显示压缩机静叶调整画面九、 主要仪表选型：自动化及仪表系统选型的原则是经济适用，在同行业有良好的运行业绩，国际优质产品，同时优先考虑国内知名品牌。1) PLC控制系统采用

12、德国SIEMENS的S7-4OOH系统，CPU 414H；2) 上位机监视软件HMI采用WINCC最新版；3) 工控机采用DELL商用台式机，i5 3.0以上/RAM 4G/500G硬盘/DVD刻录光驱/惠普A3打印机；4) 压力、差压变送器选用EJA或西门子智能型变送器，带液晶表头；5) 转速表选用Airpax转速处理器（要求带专用数据线），实现三取二保护；6) 测温元件选用 Pt100铂热电阻及双金属温度计7) 风机伺服阀选用PARKER产品，TRT伺服阀、伺服控制器选用国产优质产品；8) 防喘阀采用FISHER。9) 隔离器、配电器、温度变送器、安全栅选用上海辰竹产品（带液晶显示）；10

13、) 轴振动、轴位移监视仪表选用本特利3500系列产品；11) CO报警仪选用北京索福特；12) 煤气粉尘在线监测系统选用青岛科联产品；13) 24V直流电源箱选用西门子公司SITOP电源/菲尼克斯产品；14) 仪表盘上不设手操器和光报警，只设综合声报警，控制柜前后开门；15) 压力开关采用美国UE产品。16) 流量计采用进口威力巴（美国VERIS公司产品）。 17) 选用梅兰日兰或山特UPS电源，在线式，6KVA,不间断延时30分钟。18) 继电器选用施耐德24VDC,带指示灯。19) 防爆区一次仪表（温度、压力、流量等）采用本安防爆。 除空气、煤气外，工艺介质计量信号由甲方设计供货，并在设计

14、审查会中提出具体IO点数，乙方预留IO点进入PLC，作后台监控使用；所有开关量输入信号经中间继电器转换后进入PLC模块，模块量输入信号（压力、流量、温度）必须经隔离器、配电器、温度变送器或安全栅隔离后进入PLC模块，PLC输出的开关量信号必须经过中间继电器转后输出，模拟量输出信号必须经隔离器（安全栅）隔离后输出。十、资料：提供详细的竣工资料。带中文注释的源程序、详细的I/O清单、内部变量表等。自动化、仪表控制系统的操作说明。自动化、仪表控制系统的详细原理图。自动化、仪表控制系统的详细端子图。相关自动化、仪表控制设备接线图。相关自动控制、仪表设备说明书。相关自动化、仪表联锁控制实验报告。计量仪表设备具有CMA认证。十一、技术服务与培训 技术服务内容包括：自动化、仪表设备安装、系统调试 ；参与试运行；对技术人员及操作工人的培训(理论和实践)等服务；质保期的技术服务。技术服务内容不包含甲方现场收发货。乙方有