高爐鼓風(fēng)機自動控制系統(tǒng)技術(shù)標準及要求

1、高爐鼓風(fēng)機自動控制系統(tǒng)技術(shù)協(xié)議及標準一、自動控制系統(tǒng)對壓縮機監(jiān)測系統(tǒng)主要包括1壓縮機定風(fēng)量/定風(fēng)壓靜葉串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)高爐工藝系統(tǒng)對風(fēng)量的要求，風(fēng)機在穩(wěn)定工作區(qū)域內(nèi)，靜葉實時進行自動定位調(diào)節(jié)適應(yīng)管網(wǎng)阻力的變化，滿足高爐的變工況要求。2. 壓縮機防喘振控制系統(tǒng)喘振是軸流壓縮機的固有特性，其對壓縮機的危害性也是不言而喻的。為了防止壓縮機進入喘振工況運行，從而設(shè)置了此防喘振保護調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3壓縮機防逆流、安全運行控制系統(tǒng)逆流保護是壓縮機喘振的第二道保護措施，當(dāng)軸流壓縮機喉部差壓低于設(shè)定值時，即視為喘振脈沖信號，如果此信號在規(guī)定時間內(nèi)消失并在某一段時間內(nèi)不再重復(fù)出現(xiàn)時，則只需依靠防喘振系統(tǒng)調(diào)節(jié)以達到穩(wěn)定

2、，相反若上述兩條件不滿足時，即視為逆流發(fā)生，機組將投入自保安全運行程序。如果逆流持續(xù)存在則進行緊急停車。4. 壓縮機組流量、壓力、溫度常規(guī)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)5. 壓縮機組軸振動、軸位移監(jiān)測保護系統(tǒng)6. 機組軸承溫度監(jiān)測保護系統(tǒng)7. 機組潤滑、動力油保護調(diào)節(jié)系統(tǒng)8. 機組故障報警系統(tǒng)9. 邏輯控制系統(tǒng)10. 機組啟動條件聯(lián)鎖11. 機組系統(tǒng)的自動操作12. 機組防逆流及安全運行13. 潤滑油泵聯(lián)鎖控制14. 動力油泵聯(lián)鎖控制15. 潤滑油站和動力油站電加熱器自動控制16. 機組緊急停機聯(lián)鎖保護二、 自動控制系統(tǒng)對TRT監(jiān)測系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)設(shè)計原則：在確保高爐頂壓穩(wěn)定，高爐正常生產(chǎn)的前提下，最大程度地回

3、收高爐煤氣壓力潛在能量。 在滿足以上原則的基礎(chǔ)上，TRT控制系統(tǒng)能實現(xiàn)機組的啟動、升速、輸出功率、升功率、爐頂壓力控制和停機的自動化。并在TRT機組啟動、升速、升功率、正常停機、緊急停機過程中，與高爐控制系統(tǒng)密切合作，保證高爐爐頂壓力的波動在一定范圍內(nèi)。 在TRT機組調(diào)節(jié)爐頂壓力時，在正常爐況時保證頂壓波動范圍在±3kPa以內(nèi)。 主要控制功能描述 轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng) TRT安裝三套轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，高位選擇器通過三取二表決選出高信號，作為實際的轉(zhuǎn)速測量值。超速保護由三套轉(zhuǎn)速測量裝置的信號直接進PLC連鎖。 升功率系統(tǒng) 當(dāng)TRT的轉(zhuǎn)速與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速同步后，TRT工作在低負荷控制狀態(tài)。人工確認后，T

4、RT系統(tǒng)進入升功率階段，此時人工確認手動打開入口電動蝶閥，入口電動蝶閥全開后，系統(tǒng)自動關(guān)閉啟動調(diào)速閥，功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和爐頂壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)（其設(shè)定值比高爐側(cè)設(shè)定值小25kPa）的調(diào)節(jié)器輸出經(jīng)低選器后用于控制可調(diào)靜葉的開度。功率調(diào)節(jié)器的設(shè)定值以一定的上升速率增大。隨著可調(diào)靜葉的開度不斷增大，TRT向壓縮機輸出的功率不斷增加，調(diào)壓閥組的開度不斷減小直至全部關(guān)閉。 高爐頂壓復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng) TRT投入前爐頂壓力由原減壓閥組控制，TRT投入后由TRT一級靜葉和旁通閥快開組一同控制。本系統(tǒng)不改動原調(diào)壓閥控制回路，只在原系統(tǒng)上并聯(lián)一組旁通閥，和TRT系統(tǒng)中的可調(diào)靜葉共同實現(xiàn)對爐頂壓力自動控制，在不改變高爐操作的情況

5、下，實現(xiàn)由TRT控制爐頂壓力。 氮封差壓調(diào)節(jié)系統(tǒng) 氣源氮氣經(jīng)自力式減壓閥調(diào)節(jié)為0.150.2MPa，再經(jīng)電動調(diào)壓閥使密封處的氮氣壓力高于排氣端煤氣壓力的0.020.04MPa，這樣既保證煤氣無外泄，又可減少氮氣耗量。差壓信號進入自控系統(tǒng)做啟機和連鎖監(jiān)視。 機組啟動聯(lián)鎖控制系統(tǒng) 啟動條件： (1)高爐同意TRT啟動 (2)風(fēng)機系統(tǒng)正常 (3)電氣系統(tǒng)正常 (4)潤滑油最遠點壓力大于設(shè)定值 (5)液壓系統(tǒng)壓力大于設(shè)定值 (6)氮氣總管壓力大于設(shè)定值 (7)工業(yè)凈環(huán)水總管壓力大于設(shè)定值 (8)入口切斷閥前后壓差小于設(shè)定值 (9)各閥門的手動/自動開關(guān)處在自動控制狀態(tài) (10)各設(shè)定值處在啟動初始設(shè)定

6、值 三、 大型閥門控制系統(tǒng) 大型閥門啟動步驟按照一定工藝順序進行。 開可調(diào)靜葉至某一初始開度，該開度能滿足啟動調(diào)速閥全開時額定轉(zhuǎn)速可以達到與壓縮機同步，緩慢打開啟動調(diào)速閥，透平開始升速。 在各閥門的開關(guān)過程中,要確認上一過程的閥門動作是否到位,否則給出報警信號并等待處理。 四、 低壓電氣聯(lián)鎖控制系統(tǒng) 根據(jù)機組運行工藝需要設(shè)計了一套電氣連鎖系統(tǒng)。 五、 重大故障緊急停機聯(lián)鎖控制系統(tǒng) 當(dāng)下列的停機條件發(fā)生時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令使系統(tǒng)停機： (1）透平軸振動大于設(shè)定值 (2）透平主軸軸向位移大于設(shè)定值 (3) 透平轉(zhuǎn)速大于設(shè)定值 (4) 潤滑油最遠點壓力小于設(shè)定值 (5) 液壓系統(tǒng)壓力小于設(shè)定值 (6

7、) 透平和離合器軸承溫度大于設(shè)定值 (7) 電氣系統(tǒng)重故障 (8) 離合器發(fā)生重故障（9）壓縮機停機停車當(dāng)TRT運行中出現(xiàn)以上停機聯(lián)鎖條件時，TRT必須停機，發(fā)出信號快速關(guān)閉緊急切斷閥，同時與壓縮機脫開（靠超越離合器實現(xiàn)）。高爐側(cè)的調(diào)壓閥組按照設(shè)定開度迅速打開使爐頂壓力穩(wěn)定。 停機后按照一定的順序關(guān)閉各相關(guān)大型閥門。 正常停機時，頂壓波動在±5KPa。過程監(jiān)視 自控系統(tǒng)對機組運行所需監(jiān)視的全部參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集，并通過各種顯示畫面進行直觀的顯示、操作。主要畫面有流程圖、控制分組畫面、歷史趨勢畫面（主要參數(shù)歷史趨勢圖）、綜合報警、配電系統(tǒng)一次圖、閥位開關(guān)動作記錄等。實現(xiàn)對下列控制內(nèi)容的檢

8、測： 爐頂壓力監(jiān)控 大型閥門控制 各點振動及溫度 透平機軸位移 透平機轉(zhuǎn)速 透平機負荷 聯(lián)鎖保護和報警氮氣密封的監(jiān)控 六、 其他輔助設(shè)備（冷卻水系統(tǒng)、潤滑油站、液壓油站）監(jiān)視控制TRT機組與高爐中控室往來信號（發(fā)出側(cè)采取隔離措施，點對點聯(lián)絡(luò)）1）、高爐控制室送往機組控制室信號頂壓設(shè)定值（4-20mA） 1AI高爐狀態(tài)信號 5DI頂壓測量值（4-20mA） 2AI減壓閥組開度（4-20mA） 4AI 允許透平膨脹機啟動 1DI2）、機組控制室送往高爐控制室透平膨脹機申請啟動、投運 2DO透平膨脹機靜葉開度（4-20mA） 1AO旁通閥組開度（4-20mA） 2AO透平膨脹機重故障 1DO風(fēng)機機組

9、與高爐中控室往來信號（發(fā)出側(cè)采取隔離措施，點對點聯(lián)絡(luò)）高爐側(cè)送往風(fēng)機側(cè)風(fēng)機側(cè)送往高爐側(cè)高爐狀態(tài)信號10DI風(fēng)機狀態(tài)信號6DO送風(fēng)流量設(shè)定1AI風(fēng)機送風(fēng)流量1AO送風(fēng)壓力設(shè)定1AI風(fēng)機送風(fēng)壓力1AO風(fēng)機靜葉角度1AO具體信號在設(shè)計審查會上確定，交接信號以TRT控制柜端子排分界，柜外電纜及施工屬業(yè)主方負責(zé)。七、 控制系統(tǒng)配置及說明 采用西門子公司生產(chǎn)的SIEMENS S7-400自控系統(tǒng)實現(xiàn)機組控制、調(diào)節(jié)、聯(lián)鎖保護功能。西門子自動化軟件均采用最新版本。操作系統(tǒng)為WINDOWS XP。PLC系統(tǒng)采用電源、通訊、CPU為冗余配置。自控系統(tǒng)I/O點數(shù)預(yù)留15%的裕量，內(nèi)存裕量大于20%，插槽裕量大于10

10、%。系統(tǒng)設(shè)置2面控制柜（暫定），一個工程師站兩個操作員站，工程師站和操作員站配置為：工控機采用DELL商用機。 PLC系統(tǒng)配置：² 設(shè)置兩臺操作員站和一臺打印機，用于報表打印和數(shù)據(jù)備份。² CPU主站采用熱備冗余系統(tǒng)，電源模塊、CPU、通訊模塊冗余；² 兩個相互冗余的CPU間為光纜連接、CPU與上位機間通過雙絞線方式通訊；² 溫度信號采用420mA模塊，DI/DO信號采用繼電器隔離、重要報警聯(lián)鎖點及關(guān)鍵信號均加有源隔離柵隔離；² 自動控制系統(tǒng)的AI、AO、DI、DO模塊及端子分別預(yù)留15%余量設(shè)置2面TRT儀表盤柜。 儀表柜1： 內(nèi)含現(xiàn)場儀表變

11、送器送來的信號隔離器及其配電、直流穩(wěn)壓電源。 儀表柜2： 內(nèi)含機組軸振動、位移、轉(zhuǎn)速檢測二次儀表及其附件、伺服控制器。 操作站、工程師站與控制站間采用工業(yè)以太網(wǎng)的通訊方式。八、 操作站上顯示以下畫面總貌畫面流程圖畫面壓縮機流程TRT系統(tǒng)流程潤滑油系統(tǒng)流程動力油系統(tǒng)流程軸系監(jiān)測系統(tǒng)流程冷卻水系統(tǒng)流程管道、閥門系統(tǒng)流程氮氣密封系統(tǒng)機組運行操作參數(shù)監(jiān)視機組運行報警畫面機組運行參數(shù)趨勢畫面機組運行工況畫面機組啟動過程監(jiān)視歷史參數(shù)存儲及顯示壓縮機靜葉調(diào)整畫面九、 主要儀表選型：自動化及儀表系統(tǒng)選型的原則是經(jīng)濟適用，在同行業(yè)有良好的運行業(yè)績，國際優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，同時優(yōu)先考慮國內(nèi)知名品牌。1) PLC控制系統(tǒng)采用

12、德國SIEMENS的S7-4OOH系統(tǒng)，CPU 414H；2) 上位機監(jiān)視軟件HMI采用WINCC最新版；3) 工控機采用DELL商用臺式機，i5 3.0以上/RAM 4G/500G硬盤/DVD刻錄光驅(qū)/惠普A3打印機；4) 壓力、差壓變送器選用EJA或西門子智能型變送器，帶液晶表頭；5) 轉(zhuǎn)速表選用Airpax轉(zhuǎn)速處理器（要求帶專用數(shù)據(jù)線），實現(xiàn)三取二保護；6) 測溫元件選用 Pt100鉑熱電阻及雙金屬溫度計7) 風(fēng)機伺服閥選用PARKER產(chǎn)品，TRT伺服閥、伺服控制器選用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；8) 防喘閥采用FISHER。9) 隔離器、配電器、溫度變送器、安全柵選用上海辰竹產(chǎn)品（帶液晶顯示）；10

13、) 軸振動、軸位移監(jiān)視儀表選用本特利3500系列產(chǎn)品；11) CO報警儀選用北京索福特；12) 煤氣粉塵在線監(jiān)測系統(tǒng)選用青島科聯(lián)產(chǎn)品；13) 24V直流電源箱選用西門子公司SITOP電源/菲尼克斯產(chǎn)品；14) 儀表盤上不設(shè)手操器和光報警，只設(shè)綜合聲報警，控制柜前后開門；15) 壓力開關(guān)采用美國UE產(chǎn)品。16) 流量計采用進口威力巴（美國VERIS公司產(chǎn)品）。 17) 選用梅蘭日蘭或山特UPS電源，在線式，6KVA,不間斷延時30分鐘。18) 繼電器選用施耐德24VDC,帶指示燈。19) 防爆區(qū)一次儀表（溫度、壓力、流量等）采用本安防爆。 除空氣、煤氣外，工藝介質(zhì)計量信號由甲方設(shè)計供貨，并在設(shè)計

14、審查會中提出具體IO點數(shù)，乙方預(yù)留IO點進入PLC，作后臺監(jiān)控使用；所有開關(guān)量輸入信號經(jīng)中間繼電器轉(zhuǎn)換后進入PLC模塊，模塊量輸入信號（壓力、流量、溫度）必須經(jīng)隔離器、配電器、溫度變送器或安全柵隔離后進入PLC模塊，PLC輸出的開關(guān)量信號必須經(jīng)過中間繼電器轉(zhuǎn)后輸出，模擬量輸出信號必須經(jīng)隔離器（安全柵）隔離后輸出。十、資料：提供詳細的竣工資料。帶中文注釋的源程序、詳細的I/O清單、內(nèi)部變量表等。自動化、儀表控制系統(tǒng)的操作說明。自動化、儀表控制系統(tǒng)的詳細原理圖。自動化、儀表控制系統(tǒng)的詳細端子圖。相關(guān)自動化、儀表控制設(shè)備接線圖。相關(guān)自動控制、儀表設(shè)備說明書。相關(guān)自動化、儀表聯(lián)鎖控制實驗報告。計量儀表設(shè)備具有CMA認證。十一、技術(shù)服務(wù)與培訓(xùn) 技術(shù)服務(wù)內(nèi)容包括：自動化、儀表設(shè)備安裝、系統(tǒng)調(diào)試 ；參與試運行；對技術(shù)人員及操作工人的培訓(xùn)(理論和實踐)等服務(wù)；質(zhì)保期的技術(shù)服務(wù)。技術(shù)服務(wù)內(nèi)容不包含甲方現(xiàn)場收發(fā)貨。乙方有