安阳钢铁2800m3高炉热风炉系统热风阀及冷风阀的控制方式改进

牛继凯 王永康

(安阳钢铁集团有限责任公司 计控处，河南 安阳 455000)

0 前言

安钢2800m3高炉热风炉系统由三座内燃式热风炉组成，采用二烧一送的工作制度，燃料为高炉煤气，助燃空气由两台助燃风机集中提供。热风炉系统的主要工艺阀门采用液压驱动。

单座热风炉的阀门有:冷风阀、热风阀、充压阀、排压阀、烟道阀、空气阀、煤气阀、煤气燃烧阀(与煤气放散阀机械联动)。

1 控制方式描述

1.1 换炉过程控制综述

三座热风炉采用二烧一送的运行方式，每座热风炉都存在燃烧、闷炉、送风三个状态，单座热风炉在这三个状态之间的转化分为全自动控制和半自动控制，换炉过程分为燃烧到闷炉、闷炉到送风、送风到闷炉、闷炉到燃烧四个过程。

1.2 闷炉到送风的过程描述

单座热风炉处于闷炉状态时，冷风阀等所有阀门都处于关闭状态，当闷炉到送风的换炉过程开始以后，充压阀开始间歇性开启，当冷风阀前后差压小于9.8Kp以后，自动开启热风阀，当热风阀的开到位之后，自动开启冷风阀。当冷风阀开到位以后，自动关闭充压阀，闷炉到送风的换炉过程结束。

2 高炉放风事故

2.1 高炉放风事故的过程描述

2012年12月16 日安钢2800m3高炉热风炉系统的2#热风炉在进行闷炉到送风的换炉过程中，当2#热风阀只开启了大约百分之十的时候，接近开关出现了故障，产生了开到位信号，随即热风阀停止了开启，然后冷风阀自动打开了，程序判断2#热风炉已经处于了送风状态，1#热风炉开始由送风转化为闷炉。这样一来，高炉的鼓风量就开始急剧下降，与此同时，鼓风机站检测的冷风压力急剧升高，放风阀自动开启了，高炉迅速进行了休风。

2.2 高炉放风事故的原因分析

热风炉系统中最重要的两个阀门就是热风阀和冷风阀，如果这两个阀门的接近开关出现了问题，那么就很容易造成事故。单座热风炉的燃烧、闷炉、送风状态的判断产生条件是阀门的开关到位状态，如果某个阀门的开关信号出现了故障，就势必影响热风炉的状态判断。至少有一座热风炉处于送风状态是其它热风炉由送风转为燃烧的必要条件，这种设计理念是正确的，但在某种特定的条件下仍然会出现问题，就像以上描述的放风事故一样，事故原因主要在于2#热风炉在由燃烧转为送风的过程中，热风阀的开到位接近开关出现了故障。

3 控制系统解决方案

为了解决这个问题，我们经过多次分析和讨论，拿出了一套解决方案，就是引入开阀时间这个概念来完善程序。当阀门开启信号输出后启动定时器，记录阀门的开启时间，利用这个开阀时间进行判断，经过测量，热风阀的开阀时间为43秒，那么就把开阀时间大于40秒作为一个条件，将实际开到位信号作为另外一个条件，这两个条件的“与运算”结果输出为“程序判断热风阀开到位”，用这个信号去替换送风状态和自动换炉程序中使用的实际开到位信号。冷风阀类似于热风阀，只是开阀时间的判断条件稍有差别，经过测量后，冷风阀的开阀时间为40秒，所以冷风阀在判断满足开阀时间条件时只需大于38秒即可，其它程序修改原则同热风阀。

程序如下:

当冷风阀和热风阀都产生了判断产生的中间点后，就该替换原程序中的开关到位信号了。程序如下:

4 结束语

以上是针对安钢2800m3高炉放风事故，从控制系统方面采取措施消除隐患的总结，在程序设计中一直贯彻安全第一的思想，控制方案的安全性始终是热风炉程序设计的首要目标，也是困扰设计人员的技术难题，同时也要求我们这些工程技术人员在今后的工作中更加刻苦钻研，为提高热风炉控制系统的安全性作出贡献。