一种用于防止转炉煤气回收风机喘振的装置及方法与流程

本发明涉及一种防止风机喘振的装置，具体涉及一种用于防止转炉煤气回收风机喘振的装置，本发明还涉及一种用于防止转炉煤气回收风机喘振的方法。

背景技术：

转炉炼钢过程中，钢水在冶炼过程中吹氧脱碳所形成的高温烟气中有大量的co等可燃成份，高温烟气经转炉汽化冷却系统进行余热回收、除尘及脱水等工艺之后，具备回收条件时，则回收此部分高温烟气即转炉煤气，满足回收条件的要求是烟气成份中o2≤1％且co≥25％，不符合回收条件时高温烟气则经点火放散。现有的钢铁企业转炉煤气回收风机为变频风机，风机转速根据转炉冶炼周期内烟气量的不同而不同，转炉炼钢周期约为45分钟，吹氧周期约为15分钟，符合转炉煤气回收的时间周期约为13分钟，由于转炉烟气有一定的毒性，因此整个过程转炉风机都必须在运行，以满足炉膛负压条件，防止转炉烟气逸散。因此，根据实际运行状况，转炉排烟量会有变化，排烟由转炉煤气回收风机引出，当烟气量少时风机转速较小，当烟气量多时风机转速较大，但当转炉煤气回收风机转速处于低速运行区间时，转速低于喘振转速(喘振转速是指风机开始出现喘振时对应的转速)时就会出现喘振现象，导致风机故障率变高，给系统安全运行带来隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于防止转炉煤气回收风机喘振的装置，解决了现有转炉煤气回收风机在低速运行区间内出现喘振，存在安全隐患的问题。

本发明的另一个目的是提供一种用于防止转炉煤气回收风机喘振的方法。

本发明所采用的技术方案是，一种用于防止转炉煤气回收风机喘振的装置，包括煤气回收风机，煤气回收风机的进风口和出风口通过旁通管道连通，旁通管道上设置有电动调节阀，连接煤气回收风机进风口的管道上设置有孔板流量计，孔板流量计位置处于旁通管道之前，煤气回收风机上安装有转速测量装置，电动调节阀、孔板流量计和转速测量装置分别与分布式控制系统连接。

本发明的特点还在于，

电动调节阀、孔板流量计和转速测量装置分别通过有线与分布式控制系统连接。

本发明所采用的另一个技术方案是，一种用于防止转炉煤气回收风机喘振的方法，其具体基于用于防止转炉煤气回收风机喘振的装置，具体结构为：包括煤气回收风机，煤气回收风机的进风口和出风口通过旁通管道连通，旁通管道上设置有电动调节阀，连接煤气回收风机进风口的管道上设置有孔板流量计，孔板流量计位置处于旁通管道之前，煤气回收风机上安装有转速测量装置，电动调节阀、孔板流量计和转速测量装置分别通过有线与分布式控制系统连接；

具体方法为：

步骤1，通过风机转速测量装置测量并采集煤气回收风机的风机转速信号，通过孔板流量计测量并采集烟气流量信号，然后传至分布式控制系统；

步骤2，当在吹氧期内，分布式控制系统根据接收到的风机转速信号，判断当转速大于喘振转速时，能够避免喘振，电动调节阀关闭；当在吹氧期结束时，分布式控制系统判断风机转速小于等于喘振转速时，认为会发生喘振，分布式控制系统控制电动调节阀开启，从煤气回收风机出风口引入一部分烟气进入煤气回收风机进风口，用于维持煤气回收风机入口的烟气量，从而间接维持煤气回收风机转速，而且不影响转炉烟气系统工艺，电动调节阀的开度大小由分布式控制系统根据烟气流量信号决定，维持风机转速大于喘振转速至少50r/min，以有效的避免风机喘振。

本发明的有益效果是，本发明用于防止转炉煤气回收风机喘振的装置及方法，通过设置旁通管道以连接煤气回收风机的进风口及出风口，旁通管道上设置电动调节阀，煤气回收风机的进风口管道上设置孔板流量计，孔板流量计位置处于旁通管道之前，同时，给煤气回收风机安装转速测量装置；在转炉冶炼生产过程中，分布式控制系统根据反馈的风机转速信号，判断当转速小于喘振转速时，认为风机会发生喘振，分布式控制系统则控制旁通管上的电动调节阀开启，从风机出口引入一部分烟气再次进入风机入口，用于维持风机转速，同时不影响管路系统内的烟气成份及转炉炉膛内的气氛，电动调节阀的开度大小由分布式控制系统根据烟气流量信号决定，维持风机转速大于喘振转速至少50r/min，，以有效的避免风机喘振，降低风机故障率，保护风机，提高风机使用寿命。

附图说明

图1是本发明用于防止转炉煤气回收风机喘振的装置的结构示意图；

图2是本发明用于防止转炉煤气回收风机喘振的装置中dcs的工作流程示意图。

图中，1.孔板流量计，2.旁通管道，3.电动调节阀，4.煤气回收风机，5.转速测量装置，6.点火放散管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明用于防止转炉煤气回收风机喘振的装置，如图1所示，包括煤气回收风机4，煤气回收风机4的进风口和出风口通过旁通管道2连通，旁通管道2上设置有电动调节阀3，连接煤气回收风机4进风口的管道上设置有孔板流量计1，孔板流量计1位置处于旁通管道2之前，煤气回收风机4上安装有转速测量装置5，电动调节阀3、孔板流量计1和转速测量装置5分别通过有线与分布式控制系统连接。分布式控制系统(distributedcontrolsystem)简称dcs。

一种用于防止转炉煤气回收风机喘振的方法，具体步骤为：

步骤1，通过风机转速测量装置5测量并采集煤气回收风机4的风机转速信号，通过孔板流量计1测量并采集烟气流量信号，然后传至分布式控制系统；

步骤2，如图2所示，当在吹氧期内，分布式控制系统根据接收到的风机转速信号，判断当转速大于喘振转速时，能够避免喘振，电动调节阀关闭；当在吹氧期结束时，分布式控制系统判断风机转速小于等于喘振转速时，认为会发生喘振，分布式控制系统控制电动调节阀开启，从煤气回收风机出风口引入一部分烟气进入煤气回收风机进风口，用于维持煤气回收风机入口的烟气量，从而间接维持煤气回收风机转速，而且不影响转炉烟气系统工艺，电动调节阀的开度大小由分布式控制系统根据烟气流量信号决定，维持风机转速大于喘振转速至少50r/min，以有效的避免风机喘振。

根据工业企业实际工作运行中的经验，引起风机喘振的原因有轴系振动及固有频率重叠两种，而轴系振动可通过动平衡矫正(加平衡块等)解决，可以一次性解决，一般在风机投运之前就会解决。但是由于固有频率重叠引起的振动却没办法一次性解决，因为煤气回收风机的转速是变化的、周期性的，转速引起固有频率的重叠，因此可以认为风机喘振的原因是由于烟气量过小而引起的，所以只能避免，无法消除，因此，本申请中引入旁通管。

实施例

本具体实施例中转炉炼钢冶炼周期约为45分钟，吹氧时间约为15分钟，煤气回收时间约为13分钟，煤气回收风机4为变频风机，设计转速1380r/min，喘振转速为600r/min。

其中孔板流量计1提供煤气流量信号给dcs，煤气回收风机4上的转速测量装置5提供煤气回收风机转速信号给dcs，dcs处理煤气回收风机4风机转速信号，并结合流量信号，将开度信号反馈给旁通管道2上的电动调节阀3，孔板流量计1的远传流量信号反馈流量较小时，电动调节阀3的开度较大，孔板流量计1的远传信号反馈流量较大时，电动调节阀3的开度较小。孔板流量计1的远传信号实时反馈流量经换算成煤气回收风机4的转速，当换算转速且由转速测量装置5所测得的转速也≥600r/min时，电动调节阀3闭，当换算转速≤600r/min时，电动调节阀3开启，从煤气回收风机出风口引入一部分烟气进入煤气回收风机进风口，用于维持煤气回收风机入口的烟气量，从而间接维持煤气回收风机转速，而且不影响转炉烟气系统工艺，电动调节阀3的开度大小由分布式控制系统根据烟气流量信号决定，维持风机转速至少在650r/min，以有效的避免风机喘振。

由于转炉煤气一氧化碳含量高，具有一定的毒性，吹氧时回收转炉煤气，不吹氧时为了维持转炉负压，防止转炉内烟气逸散，因此，煤气回收风机4也在运行，而此时转炉烟气管道内的转炉烟气不具备煤气回收条件，则经过点火放散管6点火放散，但是由于此时烟气量较小，煤气回收风机4转速低，存在喘振。为了避免煤气回收风机4喘振，同时避免煤气回收风机4高转速运行而导致转炉内负压异常影响炼钢品质，此旁路模式设计，可以从风机出风口引部分烟气再次进入风机入风口，提高风机转速，远离喘振点，还能避免转炉内压力异常。整个管路系统中，煤气回收风机4之前有一文二文及除尘等，煤气回收风机4之后有水封等，因此，本发明中旁路设置电动调节阀3开启时并不会导致整个管路系统内压力异常。