焦化二回收冷鼓风机仪控系统优化

焦化二回收冷鼓风机仪控系统优化

巩秀武

东营市齐鲁物贸有限公司 山东东营 257000

摘要：通过对焦化二回收冷鼓风机仪控系统存在的系统性缺陷进行剖析，将影响冷鼓风机正常运行隐患进行整改，彻底消除风险隐患，从而降低冷鼓风机仪控系统的故障率，保证焦化二回收冷鼓风机稳定正常运行，有效杜绝出现焦炉“冒黄烟”的恶劣环境事件发生。

关键词：焦化冷鼓风机;仪控系统优化;PLC分离改造;鼓风机控制;优化改造

引言

鼓风机组在冶金行业中是一个关键设备，高炉冶炼所用的冷风由它提供，鼓风机组的正常运行关系到高炉的稳定生产，要求维护人员必须在掌握机组测控过程、连锁保护过程、熟悉PLC相关模板的性能的基础上，进行最小误动作风险的操作。长期以来，因为联锁保护多，关联复杂，发生鼓风机组误跳车的几率就大，根据9#鼓风机仪表维护的经验，在可靠、安全、科学的实际操作手段，分析判断设备故障状态、分布，确立排除设备故障的有效方案，降低鼓风机因操作失误造成误跳车的风险。

1问题原因分析

焦化厂煤气鼓风机机组采用PT100热电阻测量温度，温度变送器隔离检测方式。PT100是铂热电阻，其原理为当PT100在0℃时它的阻值为100Ω，它的阻值会随着温度上升而增长，输出信号与温度变量之间有一给定的连续函数关系。煤气鼓风机机组现场温度测量信号送温度变送器，将电阻温度信号转换为4～20mA电流信号，送至仪控系统4～20mA模拟量输入模块，经过仪控系统处理可得到当前测量点的温度值。但由于煤气鼓风机机组运行环境恶劣，现场存在机械振动、逸散煤气中(氨、硫化氢等)腐蚀性气体等不利影响因素，热电阻信号线路及连接端子部位易出现断路、脱开现象，即热电阻开路，电阻无穷大。依据热电阻温度检测特性，热电阻温度变送器会输出电流为量程最大值。同样，温度变送器及仪控系统硬件故障，也可能会在仪控系统中产生温度测点最大值“假值”。最大值远超机组温度保护定值，则触发温度联锁保护程序，是造成温度联锁保护误动作停机的一方面原因。另一方面，信号干扰。由于受信号电缆屏蔽层接地不良，接地电阻增大等因素影响，在风机运转10kV高压电机强电场的作用下，机组各类检测信号，包括热电阻信号均会受到干扰。

2整改措施

2.1联锁保护程序完善

对温度联锁信号预处理方法，通过编程封装为功能块。功能块输入端:当前温度，温度变送器工程单位上、下限，温度变化限值(偏差变化定值)及替代值，输出端:当前温度，信号质量。信号质量作为联锁保护动作条件之一，对于联锁保护信号，触发“使能”联锁跳机信号前，通过加2～5s的延时滤波，进一步消减联锁信号干扰误动作的可能性。如图1所示。

图1逻辑功能图

同时，在计算机操作站上，对显示各测点加入警告与报警两级背景闪动、声音报警与历史记录功能，通过声光两级报警提醒生产操作人员，发现隐患及早采取措施，防止机组联锁保护误动作的发生。

2.2安全运行闭环控制

在机组运行过程中，当进风温度高或由于出现逆流信号或手动转入安全运行指令时，机组就自动进入安全运行，此时，防喘阀应全开，如果此时防喘阀出现故障，打不开，则会使机组进入喘振工况，并最终导致机组损坏，为了保护机组的安全，我们在此处采用了闭环控制，控制方法：当进入安全运行状态后3秒，若防喘阀接近开关位置反馈信号和常规位置反馈信号都没有检测到全开，则报警仪上出现声光报警“防喘阀故障”，并立即停机。

2.3实施目的

通过焦化厂二回收鼓风机仪控系统进行升级优化，将二回收1、2#冷鼓风机的自动控制系统分离到两个独立的PLC控制柜内;对PLC柜内设备配电按照标准规范进行一机一开关改造;同时对劣化严重的设备进行整体更换并将仪表设备信号传输电缆进行优化路线敷设，以此达到降低风机仪控设备故障率，提高二回收鼓风机自动控制系统的稳定性。通过新增1#鼓风机控制系统，软硬件组态编程，对原有的控制系统相关测点进行修改完善，使1、2#鼓风机控制系统不仅从物理层面彻底分离，而且从下位软件层面上也做到彻底分离，从而真正达到降低设备运行风险与提高可靠性的目标。同时，通过此次鼓风机控制系统软、硬件组态编程，进一步锻炼ABB控制系统的编程队伍，提高维护人员的动手编程能力。

2.4逆流判断和保护

对逆流判断采用了三个喉差开关三选二的方式，控制测策略为若机组正常运行过程中，检测到三个喉部压差开关中有两个同时低于报警设定值，则说明发生了逆流，机组立即转入逆流保护,若只有一个喉差开关检测到低于设定值，则系统正常运行，操作人员可对出现问题的信号进行适当的检查，看是由于什么原因造成信号偏高，既保护了机组又防止了误停机的发生。

2.5 PLC输入、输出模块及现场仪表的信号连接

9#鼓风机是采用西门子AS417－1H的CPU和300系列的输入、输出模块组成的系统。

2.5.1模拟量输入信号与内部程序的相互关联

系统中，模拟量输入模块331－7KF02有10块，AI－1－2和AI－1－3通道输入的是风机喉部差压，与风机逆流判断有关，不当的操作可能造成停车。AI－1－6和AI－1－7通道输入的分别是风机送风压力和流量，与防喘振控制有关。AI－1－8和AI－2－1通道输入的分别是润滑油、动力油供油压力，与启停油泵的联锁有关。其它信号的输入均是用于显示。

2.5.2模拟量输出信号与内部程序的相互关联

系统中，模拟量输出模块332－5HF00有2块:AO－1－1、AO－1－2、AO－1－3分别输出4～20mA信号到静叶控制、1#防喘控制、2#防喘控制的手操器，手操器输入阻抗为250Ω;AO－1－6、AO－1－7、AO－1－8分别是风机送风流量、压力温度信号，输出4～20mA信号到公共部分，其输入阻抗为25Ω。

2.5.3热电阻温度信号输入与内部程序相关联

热电阻输入模块331－7PF01有4块。RI－1－2接入了风机轴系、变速箱轴系、电机定子的温度部件，与风机跳车有关。RI－4－1的风机进风温度用于补偿风量计算，与防喘控制有关。RI－4－3的风机送风温度用于补偿送风量计算，与拨风控制有关。RI－4－4的润滑油箱温度用于启车条件，与联锁加热有关。其它的温度接入用于显示。

表1包钢AV90机组报警停机部分值表

结语

通过对焦化厂二回收鼓风机仪控系统升级改造，降低风机仪控系统故障率，保证二回收1、2#鼓风机的稳定正常运行以及5、6#焦炉的正常生产，避免出现由于仪控系统故障导致的风机停机，造成焦炉“冒黄烟”的恶劣环境事件发生。

参考文献

［1］张维夏．煤气鼓风机环保风险防控技术实践与探讨［J］．山西化工，2020，40(05):211-213．

［2］马迎春，李志刚，余远航，等．煤气鼓风机安全控制系统的优化［J］．燃料与化工，2020，51(05):38-39．

［3］司红波.高炉鼓风机自动控制及保护功能的研究与分析，冶金动力[J].2008(5):55-57.

［4］滕新蔚.高炉鼓风机高位安全运行的控制策略，冶金动力[J].2007(6):48-51.

［5］朱佩璋.高炉鼓风机拨风系统工艺控制设计方案，机械工程与自动化[J].2007(6):149-151.