一种高炉鼓风机防喘振控制系统及方法与流程

本发明涉及鼓风机控制，尤其涉及一种高炉鼓风机防喘振控制系统及方法。

背景技术：

1、高炉鼓风机是高炉的“心脏”，是高炉冶炼最重要的动力设备。它不仅直接为高炉冶炼提供所需要的氧气，而且还为炉内煤气流的运动克服料柱阻力提供必需的动力。喘振是鼓风机的固有特性，是风机运行过程中一种非常危险的工况，严重时甚至可将风机的叶片全部烧毁。

2、为防止和避免喘振现象的发生，高炉鼓风机组都会配备防喘振自动控制装置。主要有两种方式，一种是采用单独的可调节防喘控制器控制，另外一种是由鼓风机plc或者dcs控制系统(distributed controlsyste，分散控制系统)实现防喘振控制，当采用可调节防喘振控制器或者鼓风机plc控制系统其中一种方式进行防喘振控制时，一旦出现可调节防喘振控制器或者plc系统功能失效类故障，会造成鼓风机防喘振调节阀误动作或者拒动作，严重影响高炉生产。

技术实现思路

1、本技术实施例通过提供了一种高炉鼓风机防喘振控制系统及方法，通过对控制器进行冗余设计，主从控制器切换使用能够保障高炉鼓风机防喘振系统的稳定性，有效地避免因系统故障引起的放风阀误动作或者拒动作，提高系统可靠性。

2、第一方面，本发明通过本发明的一实施例提供如下技术方案：

3、一种高炉鼓风机防喘振控制系统，包括：

4、主控制器、从控制器、放风阀组以及多组采集转换装置；所述采集转换装置用于获取高炉鼓风机的喉口差压信号、吸风温度信号以及风机出口压力信号，所述多组采集转换装置中的至少一组与所述主控制器连接，用于向所述主控制器发送第一喉口差压信号、第一吸风温度信号以及第一风机出口压力信号，所述多组采集转换装置中的至少一组与所述从控制器连接，用于向所述从控制器发送第二喉口差压信号、第二吸风温度信号以及第二风机出口压力信号；所述放风阀组分别与所述主控制器以及所述从控制器连接，所述主控制器用于基于所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号以及所述第一风机出口压力信号，得到主控制信号，基于所述主控制信号对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制，以实现防喘振控制，以及所述从控制器用于基于所述第二喉口差压信号、所述第二吸风温度信号以及所述第二风机出口压力信号，得到对所述放风阀组中的放风阀的备用控制信号；所述主控制器与所述从控制器通信连接，所述主控制器还用于在所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号、所述第一风机出口压力信号以及所述主控制器的控制模块异常时，向所述从控制器发送异常信号，所述从控制器在接收到所述异常信号时，基于所述备用控制信号对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制。

5、优选地，所述主控制器为鼓风机控制器，所述从控制器为可调节防喘振控制器，所述鼓风机控制器与所述可调节防喘振控制器之间还设置有切换开关。

6、优选地，所述系统还包括：信号隔离器，所述放风阀组包括：三个液压放风阀以及一个电动放风阀；所述三个液压放风阀均经过所述信号隔离器与所述主控制器连接，以及所述三个液压防风阀均经过所述信号隔离器与所述从控制器连接，所述电动放风阀与所述主控制器连接；每个所述液压放风阀均用于在所述主控制器或所述从控制器的控制下进行调节，以及每个所述液压放风阀还用于向所述主控制器或所述从控制器反馈液压放风阀状态信号。

7、优选地，所述系统还包括：中控器，所述鼓风机控制器、所述可调节防喘振控制器、所述电动放风阀以及所述切换开关均与所述中控器连接；所述中控器用于接收所述鼓风机控制器反馈的状态信号，并基于所述状态信号控制所述切换开关的开闭，其中，所述状态信号包括异常状态以及正常运行状态；所述中控器还用于接收所述鼓风机控制器或所述可调节防喘振控制器反馈的液压放风阀状态信号，并基于所述液压放风阀状态信号，控制所述电动放风阀的开闭。

8、优选地，所述多组采集转换装置为四组采集转换装置，所述四组采集转换装置包括四个喉口差压变送器、四个风温热电偶以及四个风机出口压力变送器；所述四个喉口差压变送器中的其中两个与所述主控制器，另外两个与所述从控制器连接；所述四个风温热电偶中的其中两个与所述主控制器连接，另外两个与所述从控制器连接；所述四个风机出口压力变送器中的其中两个与所述主控制器连接，另外两个与所述从控制器连接。

9、第二方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：

10、一种高炉鼓风机防喘振控制方法，应用于前述第一方面中任一项所述的高炉鼓风机防喘振控制系统的主控制器中，所述方法包括：

11、获取第一喉口差压信号、第一吸风温度信号以及第一风机出口压力信号；判断所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号、所述第一风机出口压力信号以及所述主控制器的控制模块是否异常；若均无异常，则基于所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号以及所述第一风机出口压力信号，对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制，以实现防喘振控制；若至少一个异常，则向从控制器发送异常信号，使得所述从控制器基于预先得到的备用控制信号，对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制。

12、优选地，所述主控制器为鼓风机控制器，所述从控制为可调节防喘振控制器，所述使得所述可调节防喘振控制器基于预先得到的备用控制信号，对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制之后，还包括：若监测到所述鼓风机控制器的控制模块恢复到正常运行状态，且所述第一喉口差压信号、第一吸风温度信号以及第一风机出口压力信号均无异常，则控制所述可调节防喘振控制器停止发送所述备用控制信号；基于所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号以及所述第一风机出口压力信号，对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制，以实现防喘振控制。

13、优选地，所述基于所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号以及所述第一风机出口压力信号，对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制，包括：基于所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号、所述第一风机出口压力信号以及预设的鼓风机性能曲线，判断出所述鼓风机控制器的运行工况点是否波动在所述鼓风机性能曲线中的防喘振控制线；若是，则基于风机出口压力实测值与风机出口压力计算值，得到偏差值，其中，所述风机出口压力计算值通过所述第一喉口差压信号以及所述第一吸风温度信号得到；判断所述偏差值是否小于或等于预设偏差值，若是，则基于所述偏差值对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制。

14、优选地，所述鼓风机性能曲线还包括快开线以及鼓风机喘振线，所述基于所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号以及所述第一风机出口压力信号，对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制，还包括：基于所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号以及所述第一风机出口压力信号以及预设的鼓风机性能曲线，判断出所述鼓风机控制器的运行工况点是否运行到所述快开线或所述鼓风机喘振线；若运行到所述快开线，则对所述放风阀组中的放风阀开度进行全开控制；若运行到所述鼓风机喘振线，则对控制鼓风机停机。

15、第三方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：

16、一种高炉鼓风机防喘振控制方法，应用于前述第一方面中任一项所述的高炉鼓风机防喘振控制系统的从控制器中，所述方法包括：

17、获取第二喉口差压信号、所述第二吸风温度信号以及所述第二风机出口压力信号；基于所述第二喉口差压信号、所述第二吸风温度信号以及所述第二风机出口压力信号，得到对所述放风阀组中的放风阀的备用控制信号；若接收到所述主控制器的发送异常信号，则基于所述备用控制信号对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制。

18、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

19、本发明实施例提供的高炉鼓风机防喘振控制系统，包括主控制器、从控制器、放风阀组以及多组采集转换装置，通过将主控制器与从控制器通信连接，实现数据交互，多组采集转换装置采集多组喉口差压信号、吸风温度信号以及风机出口压力信号，并将信号发送到主控制器与从控制器，主控制器用于基于前述信号得到主控制信号，与此同时，从控制器用于基于前述信号得到备用控制信号，在主控制器或主控制器接收到的信号无异常时，基于主控制器的主控制信号对放风阀组中的放风阀开度进行控制，当主控制器或主控制器接收到的信号出现异常时，主控制器将异常信号发送给从控制器，使得基于从控制器的备用控制信号对放风阀组中的放风阀开度进行控制。通过对控制器进行冗余设计，主从控制器切换使用能够保障高炉鼓风机防喘振系统的稳定性，有效地避免因系统故障引起的放风阀误动作或者拒动作，提高系统可靠性。

技术特征：

1.一种高炉鼓风机防喘振控制系统，其特征在于，包括：主控制器、从控制器、放风阀组以及多组采集转换装置；

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制器为鼓风机控制器，所述从控制器为可调节防喘振控制器，所述鼓风机控制器与所述可调节防喘振控制器之间还设置有切换开关。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：信号隔离器，所述放风阀组包括：三个液压放风阀以及一个电动放风阀；

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：中控器，所述鼓风机控制器、所述可调节防喘振控制器、所述电动放风阀以及所述切换开关均与所述中控器连接；

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多组采集转换装置为四组采集转换装置，所述四组采集转换装置包括四个喉口差压变送器、四个风温热电偶以及四个风机出口压力变送器；

6.一种高炉鼓风机防喘振控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任一项所述的高炉鼓风机防喘振控制系统的主控制器中，所述方法包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述主控制器为鼓风机控制器，所述从控制为可调节防喘振控制器，所述使得所述可调节防喘振控制器基于预先得到的备用控制信号，对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制之后，还包括：

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号以及所述第一风机出口压力信号，对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制，包括：

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述鼓风机性能曲线还包括快开线以及鼓风机喘振线，所述基于所述第一喉口差压信号、所述第一吸风温度信号以及所述第一风机出口压力信号，对所述放风阀组中的放风阀开度进行控制，还包括：

10.一种高炉鼓风机防喘振控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任一项所述的高炉鼓风机防喘振控制系统的从控制器中，所述方法包括：

技术总结
本发明公开了一种高炉鼓风机防喘振控制系统及方法，系统包括：主控制器、从控制器、放风阀组以及多组采集转换装置；放风阀组分别与主控制器以及从控制器连接，主控制器用于基于第一喉口差压信号、第一吸风温度信号以及第一风机出口压力信号，对放风阀组中的放风阀开度进行控制，以及从控制器用于基于第二喉口差压信号、第二吸风温度信号以及第二风机出口压力信号，得到对放风阀组中的放风阀的备用控制信号；主控制器与从控制器通信连接，主控制器还用于在信号以及主控制器的控制模块异常时，向从控制器发送异常信号，以基于备用控制信号对放风阀组中的放风阀开度进行控制。该系统能够有效地保障高炉鼓风机防喘振系统的稳定性，提高系统可靠性。

技术研发人员：陈春,刘刚,高巍,詹劲松,田鑫,张慧平,邬磊,简丽霞,谭轩,马鑫
受保护的技术使用者：武汉钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23