AV71-15汽轮鼓风机增级扩容改造与自控系统升级

张 涛

（河钢宣钢设备能源部，河北 张家口 075100）

宣钢设备能源部通过与设备生产厂家进行沟通和参数计算设计，将目前停用的AV71-15汽轮鼓风机进行增级扩容改造与自控系统升级。在保证汽轮机功率不变的条件下，鼓风机增加第16级动叶片，保证改造后的轴流风机动力学性能及使用寿命不变，改造后的AV71-16风机可作为AV80风机的备用风机，并且轴系中的轴振动、轴位移、轴瓦温度等一次仪表利旧。在保证以上要求的前提下，采用优化设计改造原则，严格改造及检修过程控制，改造后实现了设备的稳定可靠运行。

1 机组增级改造性能参数对比

1.1 改造前机组性能参数（见表1）

表1 AV71-15汽轮鼓风机改造前性能参数

1.2 改造后机组性能参数（见表2）

表2 AV71-15汽轮鼓风机改造后性能参数

2 增级改造效果

增级改造后，增加了送风的轴向推力，风机做功能力增加，风压增高，风量增加。同时，保证了改造后的设备动力学性能及使用寿命不变，改造后的AV71-16风机可作为AV80风机的备用风机。

3 自控系统升级改造

3.1 AV71鼓风机原控制系统

AV71鼓风机采用的是西门子400冗余控制系统，原有控制系统采用单1613网卡、单工业以太网通讯，目前自动控制系统更新换代较快，支持1613网卡带PCI插槽的控制设备逐步淘汰，一旦主机等设备出现故障或损坏，或通讯方式中断，恢复起来耗时耗力，且影响岗位运行操作。

3.2 AV71鼓风机控制系统升级改造

（1）升级西门子软件版本，下位机软件从STEP7V5.4升级到STEP7 V5.5，上位机软件从WINCCV6.2升级到WINCCV7.0，将操作员站与控制器之间的通讯方式由单CP1613网卡、单工业以太网通讯改为TCP/IP冗余通讯模式，增加相应组件并优化控制程序，提高可维护性。

（2）优化控制系统通讯方式，原有控制系统通讯方式见图1。

图1 原有网络通讯图

这种通讯方式应用一个CP443与两台主机1613网卡连接组成工业以太网，中控室操作员站与PLC之间、PLC与PLC之间通过工业以太网交换机连接，传输速率为100M/bps。工业以太网提供符合国际标准IEEE 802.3(以太网)的强有力的单元网络。但是由于现在的主机大多数只有普通网卡，带1613网卡的备机几乎没有，一旦网络通讯出现问题，备机无法快速到位，而且恢复起来耗时长，配置复杂，维护不方便，影响设备运行，因此改为普通网卡构成的TCP/IP网络，更改后的网络配置见图2。

图2 优化后网络通讯图

优化后的TCP/IP网络由两块CP443通过交换机与主机普通网卡组成，设置合适的IP地址就可以实现冗余网络连接，更改后这种通讯方式在保证原有通讯冗余性和稳定性的同时，可以节省一块CP1613。同时，以后如果计算机损坏，可以更方便更快速的更换操作员站，这种通讯方式也是现在主流的容错冗余通讯方式，可以实现控制器间的毫秒级切换，当其中一个控制器或者一个主机出现问题时，都不会影响到整个系统的运行。

4 整体改造效果

AV71-15汽轮鼓风机增级扩容改造与自控系统升级实施后，在高炉正常工况条件下，设备风压升高，风量增加2万m3/h，使机组适应性增强，提高了高炉冶炼生产的稳定性。在满足高炉冶炼需要的同时，扩大了安全运行区域，实现以生产需求为基础，风量、风压的灵活匹配调节，避免了冷风扩散，单耗降低，提高了机组运行效率和可靠性。自控系统升级使设备运行的安全性和稳定性全面提升，为后续维护提供了方便。同时使设备运行更加良好，整体控制系统的优化控制，大大降低了设备故障率，为AV71鼓风机安全正常运行提供保障。

5 结语

文章重点汽轮鼓风机机组的相关参数进行分析，增级改造前与改造后的性能参数进行对比，AV71鼓风机控制系统完成升级后主机设备的网络通讯方式得到了改变，使得高炉冶炼生产达到预期效果。