吴学明  贺兴科

（北港新材料有限公司）

摘  要  高炉正常生产过程中由于一些不确定因素导致鼓风机跳机停风，致使高炉风口灌渣发生。一次成功的拨风不仅可以预防灌风口的恶性生产事故，缩短处理炉况的时间，还可以减少组织恢复生产时间的影响，对提高企业的经济效益和安全生产十分必要。因此拨风装置对保障高炉持续稳定的生产举足轻重。

关键词  自动  拨风  效益

1  前言

北港新材料有限公司初炼厂有3座450m3高炉，使用三台陕鼓生产的AV45-12轴流风机和一台备用D2050离心风机。轴流风机年均鼓风风量1660m3/min，排气压力0.39MPa。鼓风机是高炉生产的心脏设备，必须确保安全运行。但由于一些不确定因素造成高炉鼓风机突然停电，风口发生倒灌。2012年至2016年先后曾发生七次突然断电情况，造成高炉风口不同程度倒灌现象。倒灌后，不仅处理时间长，工人劳动强度大，而且炉况恢复困难。因此尽快设计安装一套拨风装置被提上了日程。

为此，我厂在考察柳钢拨风装置的基础上自行设计、施工安装了一套拨风装置来避免因突然停电给生产所造成的危害。

拨风装置的作用是当正常生产过程中，风机突然断电或机组发生故障紧急停机时，正常运行的另一台风机通过连接管道拨风到故障风机管道内，以防止风口灌渣的一种装置。

2  拨风装置工作原理布置图（图1）

阀门布置简述:

北海诚德镍业有限公司三台高炉，四台鼓风机，需要三套拨风装置方能满足拨风要求。拨风装置的两侧分别连接到1号和2号、1号和3号、2号和3号高炉风管上，拨风管道根据现场场地空间布置，阀门处设有阀门检修平台。拨风管道管径按单台风机正常风量的30%设计计算。一套拨风装置有一套管道，2个电动蝶阀（FV101和FV103）和1个气动蝶阀(FV102)组成。气动阀安装在两个电动蝶阀之间。气动蝶阀用于拨风，电动蝶阀用于模拟拨风试验及拨风蝶阀检修。详见原理布置图（图1）。

阀门参数：

气动快开蝶阀型号KD641H-10C，PN=1.0MPa，快开时间3s，电动蝶阀型号为D941H-10C，PN1.0MPa，接管直径DN300。

拨风系统控制要求:

风机正常运行时，电动蝶阀处于开状态，气动蝶阀处于关状态。如果去1号高炉的风机出现故障时，由2号、3号高炉的风机压力较高的一台通过FV102气动阀快速向1号高炉拨风。如果去2号高炉的风机出现故障时，由1号、3号高炉的风机压力较高的一台通过FV102气动阀快速向2号高炉拨风。如果去3号高炉的风机出现故障时，由1号、2号高炉的风机压力较高的一台通过FV102气动阀快速向3号高炉拨风。当1号、2号高炉风机同时突然停电风机跳闸时，由3号高炉风机同时向1、2号高炉拨风。当2号、3号高炉风机同时突然停电风机跳闸时，由1号高炉风机同时向2、3号高炉拨风。当1号、3号高炉风机同时突然停电风机跳闸时，由2号高炉风机同时向1、3号高炉拨风。整个拨风过程通过PLC程序自动完成。阀门的控制可实现就地、手动、自动控制。平时每周进行一次模拟拨风试验，检查阀门动作情况，即在手动关闭电动阀门的情况下，切断电源，检查PLC是否发出指令，使气动阀门打开，处于拨风位置。

拨风系统自动投入后，拨风管路对应高炉紧急出铁。如，1#风机因故障突然停机，由2#风机拨风，1号、2号高炉紧急出铁，1#风机查找停机原因，停机原因找到并排除故障启动风机（或启动备用离心风机对事故风机对应的高炉供风），1#风机送风压力达到2号高炉送风压力后，快开阀关闭，拨风过程结束，系统恢复常态。拨风系统自动拨风的投入，可以成功避免一次恶性的生产事故，为企业挽回经济损失。

拨风系统的控制系统，由我厂技术人员自行设计自动化控制系统，PLC选用西门子产品。阀门的控制可实现就地、手动、自动控制。

电气、自动化控制原理图（见图2）。

3  拨风系统的安装

冷风送风管道为DN1000mm，拨风装置安装在中间串联的DN300管道上，拨风蝶阀两端安装电动蝶阀，阀门规格DN300。自动拨风设定，两电动蝶阀常开，只有在手动控制下关闭，拨风气动蝶阀常关、需要拨风时自动打开。当某台高炉风机突然断电跳闸时，风机故障停机，在自动拨风状态下，气动快开阀失电，满足拔风条件，气动快开阀瞬间打开，完成拨风操作。

经过现场阀门的调试并对具体操作提出了要求：自动拨风状态下，FV101、FV103电动蝶阀开到位，气动快开阀FV102关到位，拨风操作柜上的手动-自动转换开关打到自动位置，进入自动拨风使用。当正常休风时解除自动拨风，此时为了安全起见，FV101、FV103电动蝶阀应手动关闭到位并现场确认。恢复生产炉况正常后再投入，此时FV101、FV103电动蝶阀开到位，气动快开阀FV102关到位。

工艺配置图：

电气自动化方面采用性价比高，电磁兼容性高，抗冲击性强，具有非常好的工业环境适应能力的模块化、通用型西门子S7-300系列CPU、DI、DO、AI模块组成。1号、2号、3号高炉风机均有独立的手动-自动切换功能，三座高炉的拨风系统处于自动状态时，系统采集3个高炉的鼓风机运行信号和鼓风输出风压信号。当系统监测到1号、2号、3号中某一台风机的跳闸信号。系统对另外两台正常运行的风机进行甄别，由风压高的风机向事故机组送风管道拨风。某一座高炉需要休风检修时，只需把相对应的手动-自动切换开关打到手动状态即可。为防止两台风机同时向事故风机对应的高炉同时拨风，增加联锁点，当其中一套机组在执行拨风命令时，另一套机组不管风压高、低都不再对事故机组进行拨风操作。

为保证系统的正常运行，考虑到因突然断电跳闸、断风情况，系统供电采用不间断UPS电源，并每周做一次试验，确保阀门动作可靠。

4  结语

高炉拨风系统的成功设计安装，不但能有效地避免高炉灌渣事故的发生，降低操作人员的劳动强度，提高高炉拨风的准确性、及时性和安全性，同时能够尽量减少对拨风高炉生产的影响，其经济效益显著，意义重大。可以为同行业提供借鉴作用。