一种鼓风机风量控制方法_2

文档序号:9682377阅读:来源:国知局
手动控制,避免了自动回路的大幅波动,确保鼓风机工况平稳。
[0010] 该技术方案首先提出鼓风机进口风量的理念,根据鼓风轴流压缩机的工作原理, 采用喉部差压、进口风温、进口风压经过流量计算公式得到风机进口风量预测值,根据鼓风 机组工艺确定影响计算偏差的其它主要因素,并收集数据进行处理,然后,利用相关回归分 析方法确立进口风量的最终计算公式,将计算结果作为静叶控制回路的测量值,进行风机 定进口风量的自动控制,同时保留原有定出口风量的功能并实现两种控制方法之间的在线 无扰切换。设计控制策略,限定鼓风机定风量自动的投入条件,并通过计算推导,及时判断 风量异常情况,将自动回路切回手动。
[0011] 作为本发明的一种改进,所述步骤七中,在DCS中组态控制策略,限定鼓风机定风 量自动的投入条件,根据鼓风机组运行规程以及机组自身出厂性能,其限制条件为: (1)风机未进入安全运行状态; (2 )风机已进入自动操作状态; (3) 风机未在停机状态; (4) 拨风系统未动作; (5) 防喘阀未处于调节状态; (6) 静叶在23度到65度之间; (7) 流量在 2000m3/min 到 7000m3/min 之间; (8) 流量每秒变化值小于100m3 其条件全部满足可投入"定进口风量"自动或"定出口风量"自动,投入自动后自动回 路根据设定值与测量值之间的偏差进行自动调节。
[0012] 作为本发明的一种改进,组态控制策略,当DCS系统检测到以下状态时: (1) 风机进入安全运行状态; (2) 风机紧急停机; (3) 拨风系统动作; (4) 防喘阀处于调节状态; (5) 静叶超出23度到65度范围; (6) 风压、风温、喉部差压等任意一个DCS坏点; (7) 设定风量与实际风量之间偏差超过300m3/min ; (8) 流量值超过2000m3/min到7000m3/min的高低限制; (9) 流量每秒瞬时动态变化值超过100m3 ; (10) 操作人员切手动; 自动回路切回手动控制,静叶角度交给操作人员手动控制,同时自动回路的输出跟踪 手动回路,自动回路的设定值跟踪实际风量。该逻辑所包括的动态监测风量变化值能及时 判断风量异常状态并切回手动控制,避免了自动回路的大幅波动,确保鼓风机工况平稳。
[0013] 相对于现有技术,本发明的有益效果如下:1)本发明所提出的一种鼓风机风量控 制方式,第一次引入了"定进口风量"的概念,将受自然环境影响较大的出口风量用测量环 境良好的风机进口信号取代,并用数学回归方法确保了计算数据的准确性,从而提高了向 高炉稳定供风的关键参数一供风风量的信号稳定性,进而提高了风量自动控制回路的稳 定性以及自动投入率;2)采用本发明的方法能够在"定进口风量"和"定出口风量"之间无 扰切换,从而可以不停机甚至不退自动来检修控制回路的测量元件;3)本发明能够监测鼓 风机工况的动态变化率并自动做出判断是否退出自动控制回路,能够及时避免自动回路的 大幅波动,确保鼓风机工况平稳;4)由于采用了上述技术方案,本发明的方法能够解决向高 炉供风的鼓风机出口风量测量信号不稳定的技术难题,用测量环境良好的风机进口测量信 号取代,提高了风量自动控制回路的稳定性以及自动投入率,确保了高炉供风品质;能够不 停机甚至不退自动来检修控制回路的测量元件,及时监测并判断鼓风机异常工况,避免了 自动回路的大幅波动,确保鼓风机组向高炉稳定供风。所有方法均可在现有DCS控制系统 内实现,无需增设硬件,投资量小,改造方便。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明实施例1的鼓风机风量控制原理图; 图2是本发明实施例1的鼓风机组实际生产数据采集; 图3是本发明实施例1的鼓风机风量控制流程图; 图中:1-鼓风机,2-防喘阀,3-出口流量差压,4-出口风压,5-出口风温,6-出口风压 (室内点),7-静叶角度,8-喉部差压1,9-喉部差压2,10-喉部差压3,11-进口风压,12-进 口风温,13-动力油压(控制油压),14-主蒸汽流量,15-汽轮机,16-定进口风量自动回 路,17-定出口风量回路,18-DCS控制系统,19-设定值20-静叶装置。
【具体实施方式】
[0015] 为了加深对本发明的理解和认识,下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
[0016] 实施例1 :一种鼓风机风量控制方法,所述控制方法如下:以梅钢2#鼓风机为例, 步骤一、引入鼓风机1进口风量概念,根据鼓风机工作原理,利用喉部差压来初步反映 轴流压缩机的进口风量大小; 步骤二、如图1所示,利用测量地点全在室内的喉部差压8、喉部差压9、喉部差压10、进 口风压11、进口风温12进行流量计算,得到鼓风机组进口风量预测公式 其中Fa:预测进口风量; Λρ :喉部差压,通过喉部差压变送器送至DCS控制系统18, 3个差压值取中值得到最后 的喉部差压值; P :进口风压的绝对压力,通过进口风压11 (压力变送器送至DCS控制系统18)测量得 到,等于相对风压/1000+0. 1 ; T :进口风温的绝对温度,通过进口风温12的相对值(热电偶送至DCS控制系统18)计 算得到,等于相对风温+273 ; k :常数,其值为2#鼓风机风机出口风量计算公式中的数值,由流量测量装置厂商提供 的流量计算书中给出,其值为73730。
[0017] 步骤三、确定影响进口风量预测公式计算得到的进口风量与实际出口风量对比不 同工况有一定的偏差的主要因素,所述因素如下:静叶角度7、主蒸汽流量14、出风压力6 (室内测量点)、动力油压13 (控制静叶); 步骤四、在DCS控制系统中利用滤波模块对鼓风机出风流量、静叶角度7、主蒸汽流量 14、出口风压6 (室内测量点)、动力油压13、喉部差压三取中值、进口风压11、进口风温12 等测量数据进行数据滤波处理,滤波时间设置1秒,以此来减少干扰信号的影响;采集滤波 后的历史数据,时间为从2014-1-1到2014-1-31 1个月的时间,并进行预测进口风量Fa的 计算,最终计算出预测进口风量Fa与实际出风流量之间的偏差。对得出的历史数据进行正 态性检验,去除异常点,确保回归计算中的数据是正态分布的。其最终数据如图2所示; 步骤五、基于预处理后实际数据,通过回归得出结论:主蒸汽流量14、出风压力6是偏 差存在的显著因子,得出回归方程 其中AF :偏差流量值;F' :主蒸汽流量14 ;P' :出口风压6 ; 得到最终公式: 以下步骤参见图1和图3所示; 步骤六、在DCS组态中增加 PID控制器来组态"定进口风量"控制回路16,将经过补偿 计算%作为"定进口风量"控制回路16的风量实际值PV,设定风量的指令SP由鼓风运行 人员或高炉经过通信方式最后在DCS上位机画面中给出,当指令给出时,"定进口风量"控制 回路16根据风量设定指令SP和风量实际值PV之间的偏差来自动调整PID输出值OP,0P 值最终通过DCS的模拟量输出卡件输出4-20毫安信号来调节鼓风机的静叶装置20,达到 自动调节静叶角度向高炉稳定供风的效果;同时在DCS中增加"选择控制器模块"和"手自 动控制器模块"来组态手自动跟踪控制功能,当操作员选择"定进口风量"时,"选择控制器 模块"将"定进口风量" 16的选择结果送给"手自动控制器模块","手自动控制器模块"将 "定进口风量"控制回路16中的PID的设定值和输出值送给"定出口风量"控制回路17,作 为"定出口风量"控制回路17的PID的设定值和输出值。这样,若操作员重新选择"定出 口风量"时,切换瞬间"定出口风量"回路17的设定值与原"定进口风量"回路16 -致,确 保了偏差不变,因此此时输出值OP不会变动;"定出口风量"回路17的输出值与原"定进口 风量"回路16 -致,确保了输出不变,即控制鼓风机静叶的4-20毫安信号值不变,因而实现 了切换过程中的静叶装置20仍能保持不动,保证供风平稳,达到无扰切换。选择"定
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