压缩设备控制装置的改造

　　压缩机是高炉生产的重要组成部分，高炉冶炼要求压缩机能够比较均匀稳定地供给一定量的空气，以满足冶炼所需的氧气；同时还应有一定的风压，以克服送风系统和料柱的阻力，使高炉保持一定的炉内压力。应用具有流量调节范围宽、精度高、效率高、调节与监控保护系统完善等特点的全静叶可调轴流压缩机已成为众多企业的选择，而机组能否充分发挥应有效率，为企业创造*大效益，控制程序完善与否是决定性的因素。

　　2 AV 45- 11轴流压缩机AV45- 11轴流压缩机是河北津西钢铁股份有限公司使用的第5台轴流压缩机，于2003年10月投入运行。该机组运行的控制程序由西安蓝溪公司设计，风机的工艺流程。

　　当AV 45- 11轴流压缩机组及工艺系统正常运行时，电动放风阀及防喘振调节阀全关闭，通过调节风机的静叶角度来改变风机的风压及流量；系统不正常或操作需要时，将防喘振调节阀打开一定的角度来调整风机的工况点，以满足系统的需要或确保系统的安全。正常机组在满负荷状态运行时，防喘振监测及调节是确保系统安全的重要环节。

　　喘振是轴流风机固有的特性之一，形成喘振的主要原因是由于工况超过了压缩机固有的允许范围，使气体不能顺利地从压缩机内部通过，在转子叶片和静叶的表面形成气流分离，气体在压缩机内部呈紊乱状态，并同时产生强烈的振动和大量的热能集聚。喘振工况对压缩机具有很大的危害性，如不能及时消除，会对机组的转子叶片和可调静叶造成损害，严重时，甚至可能导致转子和静叶全部报废。因此机组运行的控制曲线设置有喘振线、安全线，安全线设置在喘振线下，为避免风机喘振现象的发生，当工况点到达安全线时，即自动调节防喘阀，使工况点远离安全线。但此控制过程的不完善，常会引起高炉因风压的较大波动而造成滑料或风口灌渣，给高炉生产造成相当不利的影响。在日常生产中，为尽量避免毫无准备的放空，风机操作工须随时注意工况点所处位置。当工况点稍微接近安全线（送风压力*高达0 260M Pa）时即向高炉提出申请，要求减风操作，否则将严重影响高炉的正常生产组织。

　　为从根本上消除高炉风压受限或突然断风的影响， 2004年9月河北津西钢铁股份有限公司引入西安蓝溪公司为轴流风机设计的APC （ A dvanced Process Control）过程控制软件，该程序控制防喘阀的开度曲线如图2所示。其控制原理为：压缩机防喘振工况点的变化可通过喉部差压和排气压力这两个参数来反映。在机组运行过程中将实测工况点与防喘振线对照，当工况点达到或超过防喘线时，通过比例积分（ PI）调节器的作用，调整压缩机出口处的防喘振阀，使防喘阀打开至一定角度，以增加压缩机内部通过的流量，适当降低出口压力，及时将工况点拉回到正常工作区域并远离喘振区域；在程序控制中对防喘振线进行了温度补偿，保证了防喘振调节在不同季节的有效性；同时因防喘振阀打开过快、过大必定会产生一定的压力和流量波动，对工艺过程造成影响，因此，防喘振调节不仅要保证压缩机组的安全，还必须同时尽量减少由此对工艺过程造成的影响。程序控制中根据实际工况的需要，通过改变调节器的增益，在实际应用中找到了二者之间的*佳平衡点，达到了令人满意的控制效果。

　　3应用效果此次控制软件优化后，从未出现因工况点接近防喘线而突然放风或为防止突然放空而进行的人工减风操作，送风压力可达0 295M Pa，大于原压力0 260M Pa，风量高达1760m 3 /m in，完全满足高炉对风压的要求，为高炉顺行，实现高产、稳产提供了良好的设备保障，使轴流风机更能充分发挥其适应调节范围宽这一特性。

　　 AV45- 11轴流风机压差与风压的关系示意图此次控制软件优化后，高炉日产生铁量比原来提高了160，t每年按360天计算，则增加产量：160 360 = 5 76万；t按每吨生铁效益190元计算，则年增加效益： 5 76 190= 1094 4万元在增加生铁产量的同时，还减少了放风消耗的电量，吨铁风机电量消耗由优化前的97 69kW h / t下降至90 78Kw h/t.

　　4结语AV 45- 11轴流压缩机控制系统采用防喘振APC控制软件对工况点的快速反应上具有更强的适应能力，系统自动化程度明显提高，简化并降低了操作风机的难度，提高了风量风压，保障了机组的稳定运行并提高了效益，有利于充分发挥轴流风机的效能，为高炉操作提供了设备保障。