[发明专利]一种高炉鼓风机防喘振控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉鼓风机防喘振方法。更具体的说，是针对炼铁高炉中的高炉鼓风机进行防喘振控制。

背景技术

高炉鼓风机是炼铁过程中的核心动力设备，高炉鼓风机是高炉设备的心脏。鼓风机所输送的高压风流，经热风炉加热到1100～1200℃，由设在高炉下腹部的环形风管，通过安装在高炉四周的风口吹入高炉内，一方面托住由炉顶部装料钟处加入的炉料；另一方面通过化学还原反应在炉底形成铁水和渣。如果送风切断，高炉不能继续生产铁水，同时因炉内支撑炉料的力消失，势必炉料下榻，铁水、渣就会飞溅，造成高炉堵风口的重大事故。因此要求鼓风机组能够随着高炉的冶炼工况实现自动调节和控制，为高炉提供优质，适量的风源对于整个钢铁过程的重要性不言而喻，鼓风机的运行状态与企业的产量、效益、安全息息相关。

由于高炉憋风等原因常会引起风机喘振现象。所谓风机的“喘振”，就是在风机整个系统中发生周期性的低频振荡，风机流量和出口压力大幅度波动的现象。喘振造成的后果是非常严重的，它不仅会使鼓风机转子和静子经受交变应力而断裂，使级间压力失常而引起强烈振动，导致密封及推力轴承损坏，使运动元件和静止元件相碰，有的甚至破坏了密封造成了爆炸、火灾等事故。除严重事故之外，喘振也会使炼铁风耗增加，吨铁成本升高。

冶金等领域运行的鼓风机几乎都设有防喘振控制系统。控制措施主要是防喘放空。目前主要的控制方法是当出现运行点靠近防喘振曲线时，即立刻打开防喘振阀，防止运行点进入防喘振曲线左边，重新处于安全区域。

防喘振曲线的设置具有非常重要的意义。一般来讲，鼓风机制造厂商提供的防喘振曲线是在出厂时试验给定，但是由于温度、分子量变化对喘振极限的影响没有考虑进去，实际应用是往往有一定偏差，特别是旧机组的性能会发生变化时，导致防喘振控制系统设置的不尽合理，从而造成不必要的损失。同样防喘振阀的开度具有重要的作用。开度过大过快，不仅会产生较大的流量和压力波动，这种波动是高炉正常生产中无法接受的，而且也浪费能量。若开度过小过慢，又不能保证在工况点上升较快的情况下保证风机不进入喘振区。

防喘振控制作为高炉风机控制中最重要的一环，其控制效果完善与否，在很大程度上决定了能否充分发挥鼓风机的潜能，为高炉提供一个安全、稳定、高效的风源，保证高炉达到理想的利用系数。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种高炉鼓风机防喘振控制的方法。

本发明的解决方法是：

提供一种高炉鼓风机防喘振控制的方法，包括以下步骤：

(1)对鼓风机出厂试验时确定的防喘振曲线进行无量纲处理，获得不随鼓风机进口条件及鼓风机结构变化的无量纲防喘振曲线；

(2)由温度传感器、压力传感器和流量传感器获取鼓风机实时的运行参数，并在进行无量纲化处理后，与防喘振曲线中防喘振点的无量纲数值比较，确定目前运行点所处位置是否处于安全区域；

(3)确定目前运行点与防喘振曲线之间的距离和当前无量纲流量方向上的变化速度，并以其为输入值，通过BP神经网络算法确定PID控制的参数；

(4)向防喘振阀的控制器传送PID控制参数，实现对防喘振阀的控制。

本发明中，所述运行点与防喘振曲线之间的距离是根据下述公式获得的：

DS=qsq1/RT1]]>(公式1)

式中，DS为运行点与防喘振曲线之间的距离，q_s为防喘振点的无量纲流量，为运行点的无量纲流量。

本发明中，所述无量纲流量方向上的变化速度是根据下述公式获得的：