鼓风机防喘振调节技术与应用

摘 要：本文对鼓风机喘振原因进行了分析和总结，针对鼓风机安全运行合理配置测量系统和喘振调节参数的设定，保证了鼓风机的稳定运行。

关键词：喘振原因；调节；控制原理

鼓风机是高炉炼铁过程中的核心动力设备，它的安全稳定运行直接关系到高炉的安全产量效益。防喘振控制系统作为鼓风机与高炉之间设备安全与风压稳定运行的重要环节，其控制是否完善合理直接影响到鼓风机的充分发挥；能否为高炉提供一个安全、稳定、高效的风源，是保证高炉达到理想生产状态的重要一环。

一、产生喘振的原因极其危害

喘振调节是鼓风机特有的调节，它的形成是由于管网风阻力大，进气量过小时，在风机动叶凸面上形成气流分离现象，造成机组输出流量和气孔紊乱，发出哮喘病人喘气般的声响，机组产生强烈振动，甚至损坏机组。

鼓风机产生喘振的直接原因是流量的大幅度降低，而导致流量大幅度降低的原因是多种多样的：机组的启停、操作的失误、高炉风压骤起、逆流、工艺、设备的精确与使用年限等等。

（1）被压缩气体的流量，出口风压发生高速周期性变化，气体的温度升高，流量、压力、温度随时间的变化而升高。

（2）由于流量和压力的高速振荡，会伴随发生方向的轴向推力，使压缩机机体和部件产生强烈振动，甚至会打坏叶轮，烧毁轴瓦，破坏密封和轴承，造成主轴和压缩机的损坏。

喘振时，压缩机进出口管道上的逆止阀会忽开忽关，阀芯反复撞击阀体，发生异常声响；带来得流量和压力的高速振荡，会造成工艺操作的不稳定。若喘振损坏了压缩机的密封，会使油窜入流道而进入设备，影响换热器和凝汽器的效率。多次发生喘振轻者会缩短压缩机的使用寿命，重者会损坏压缩机以及连接压缩机的管道和设备，造成被迫停机。

二、鼓风机喘振控制系统组成

1、喉差采用差压变送器三台（三取中逻辑）；出口风压采用压力变送器三台（三取中逻辑）；吸入风温铂电阻温度元件二只；防喘阀两台；

2、喉差的实际值超出该范围时，发出故障报警，机组主控画面的喉差故障报警信号触发；为了确保系统的安全，取压方式采取正压侧两个取压口同时取压后，利用联通管联通，从联通管在引取三根导压管路至变送器，消除了因导压管堵塞引起的误动。

3、鼓风机出口风压取压方式采取三点分开互不影响，防止了因管路在运行期间无法吹扫或异常而导致参数的不可靠。

4、风机吸入风温采取两只相同的铂电阻温度元件，对同一吸风管道温度进行监测。由于喘振线受季节影响的，因此为保证测量准确，对温度做了断线保护和温度限幅，吸入风温利用函数限制（-40℃～40℃），即若测量温度在此区间，则按照正常测量信号计算。若测量信号超出限制范围，则温度信号保持在-40℃～40℃。并对喘振线引用温度加绝对温度进行温度补正，从而使喘振线与实际喘振线一致.

5、喘振线的形成：

为保证鼓风机安全运行，针对鼓风机的防喘振控制要求，利用性能实测实验方法，通过在一定转速，当实测风机出口风压与喉部压差值的压比一定时，计算喘振点（4-5点）并绘制成喘振线，并根据折线函数关系分别完成报警线和调节线的绘制，在喘振线和报警线之间设定了100KPa的安全区域。

当风压升高时，运行工况点靠近喘振报警线时，发出报警提醒运行人员注意，及时进行调整，保证运行工况点在安全区域稳定运行。若运行工况点靠近喘振调节线时，防喘阀迅速打开进行调节，根据控制输出，决定防喘阀开度；如运行工况点打到喘振线，则防喘阀快速全开放风。

6、防喘阀的控制

利用喉差温压补正值，通过动态函数关系，计算出实际工况点的风机出口风压，形成一条动态函数曲线（至少在4-5点），当温度补正后的喉差值与相对应的出口风压到达报警点时，运行人员就要及时调整风压大小，使其离开喘振区。如果调整不及时实际工况点继续向控制点移动，在调节

a为黄色报警线， b为蓝色调节线，c为红色喘振线

区后喘振偏差达到-10Kpa时，自动启动防喘阀自动调节，即打开1#防喘阀，阀位行程为0-100%，在控制线的70-100%，打开2#防喘阀，阀位行程为0-100%。如果此时调节后的喉差与出口风压走出喘振区，此时防喘阀依据离喘振线的实际情况先关闭2#防喘阀，再关闭1#防喘阀。如果1#，2#防喘阀调节后仍然没有走出防喘区，工况点继续运行到喘振线，进入喘振区，如果喘振时间超过3S，鼓风机进入逆流状态，逆流时间持续超过5S，则持续逆流发生，逆流保护动作，机组跳闸，防喘阀全开，逆止阀全关，静叶回到22度。

机组在正常运行时两个防喘阀处于全关状态，当机组发生喘振时， 1#，2#防喘阀自动打开进行调节。若调整失败则持续逆流，1#，2#防喘阀会快速打开，抑制喘振发生。同时防喘阀打开与关闭遵循快开慢关原则，开启速度一般在3S之内，及时有效的快速作出反应，保护机组安全，关闭防喘阀时，过程相对较慢，避免因关闭太快而产生气流振荡而发生喘振。

三、防喘阀的工作原理与维护

1、防喘阀的工作原理：系统在正常工作状态下，电磁阀始终是处于带电状态，对于双作用的控制系统阀门，当调节系统增加4-20mA的控制信号时，数字式定位器DVC6020的A输出口（与多路转换器377的A口相连），随之输出压力增大，经过377的B口，快排阀进入执行机构汽缸的上腔。执行机构上腔的压力增大，执行机构推动阀门向下（通常也就是关闭阀门的方向）运行；当4-20mA的控制信号减小，字式定位器DVC6020的B输出口与多路转换器377的D口相连，输出压力增加，经过377的E口，作用与气动放大器2625的控制口，气动放大器2625的输出压力增加，作用于执行机构下腔，执行机构在弹簧力的作用下，带动阀门向上（通常也就是开启阀门的方向）运动，由于气动放大器2625的增压放大作用，阀门开启的速度更快，

2、快开功能：当ASCO电磁阀断电，三通电磁阀切断多路转换器的气路，从而气路发生转换，377多路转换器的A-B，D-E，切断，B-C，E-F接通，储气罐的气源作用于2625气动放大器，此时2625气动放大器处于最大流通能力，储气罐的压缩气体直接进入执行机构汽缸的下腔，同时由于B-C接通，快排阀输入端失压，导致快速排气，排气阀和ASCO两通电磁阀同时排气，阀门快速打开。

四、总结

鼓风机防喘振调节经过多年的实践正在趋于完善，加之近年鼓风机拨风系统的参与，在确保高炉保风与机组保机之间做出了重要贡献。

参考文献：

[1]AV80鼓风机热控系统功能说明书

[2]FISHER防喘振阀使用维护说明书

[3]电厂汽轮鼓风机运行维护使用规程