CN104561423B - 一种冗余拨风系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冗余拨风系统，包括至少4台鼓风机和至少4台高炉，每台鼓风机均与各高炉的送风母管连通，所述送风母管上设有主拨风系统和备用拨风系统，且主拨风系统和备用拨风系统的拨风母管均与任意两根送风母管连通。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)采用冗余配置的控制系统和拨风系统，为高炉供风设置双保险，进一步增加送风系统的可靠性；2)鼓风机及主拨风系统、备用拨风系统均采用机旁操作箱，可实现脱机操作，在网络条件不好或控制系统出现故障的极端情况下，仍可确保高炉安全、顺利生产；3)采用冗余设置的拨风系统，拨风母管和送风母管之间可采用间接连通方式，有利于减化系统连接关系，且可方便鼓风机的增减配置。

Description

一种冗余拨风系统

技术领域

本发明涉及冶金高炉冶炼自动控制技术领域，尤其涉及一种采用多台鼓风机为多台高炉拨风时的冗余拨风系统。

背景技术

在高炉冶炼行业有这样一句俗话：“有风就有铁”，说明风机对于高炉的稳定顺行起到关键性的作用。随着国内钢铁厂高炉容积不断大型化、高炉顶压不断提高，保障高炉的稳定顺行变得异常重要。但是在钢铁厂由于各种原因的鼓风机事故跳闸时有发生,造成高炉断风,致使高炉“灌渣”、“坐料”等严重生产事故。目前企业常用的解决办法是采用高炉风机拨风系统解决此类事故的发生，当高炉供风风机发生故障时，临时从另外一台风机拨适当的风量保证高炉当时不灌渣、坐料，顺利出完铁进入休风状态。

申请号为200810301630.7(申请日期为2008年5月19日)的中国专利，公开了一种“多母管高炉拨风系统”，通过拨风系统实现了两台风机向至少两根送风母管拨风；申请号为201120046451.0(申请日期为2011年2月24日)的中国专利，公开了一种“高炉多台鼓风机自动拨风系统”；通过自动拨风系统实现了三台以上鼓风机向对应数量高炉的送风问题；但是，由于控制系统故障、网络不稳定或拨风系统出现异常时，还是会影响生产的顺利进行，无法完全杜绝高炉断风事故的发生。且这两个方案中拨风系统与送风母管之间均为直通，连接较为复杂，当需要增加鼓风机数量时，接线不太方便，而且使用的阀门数量较多。

发明内容

本发明提供了一种冗余拨风系统，采用冗余配置的控制系统和拨风系统，为高炉供风设置双保险，同时，采用机旁操作箱可实现脱机操作，确保高炉安全、顺利生产。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种冗余拨风系统，包括至少4台鼓风机和至少4台高炉，每台鼓风机均与各高炉的送风母管连通，所述送风母管上设有主拨风系统和备用拨风系统，且主拨风系统和备用拨风系统的拨风母管均与任意两根送风母管连通。

所述拨风母管与任意两根送风母管之间可直接连通，也可间接连通。

所述各送风母管之间的主拨风系统或备用拨风系统的拨风母管上至少设一个气动快开阀和一个电动切断阀，其中电动切断阀为常开阀。

所述主拨风系统和备用拨风系统分别与控制系统相连，控制系统包括冗余配置的后台监控装置、交换机和PLC，其中后台监控装置可通过主交换机和备用交换机与主PLC、备用PLC的CPU相连，主交换机、备用交换机之间通过通讯模块连接。

所述后台监控装置至少包括一个工程师站和两个操作站。

所述鼓风机、主拨风系统和备用拨风系统均设机旁操作箱，可实现脱机操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用冗余配置的控制系统和拨风系统，为高炉供风设置双保险，进一步增加送风系统的可靠性；

2)鼓风机及主拨风系统、备用拨风系统均采用机旁操作箱，可实现脱机操作，在网络条件不好或控制系统出现故障的极端情况下，仍可确保高炉安全、顺利生产；

3)采用冗余设置的拨风系统，拨风母管和送风母管之间可采用间接连通方式，有利于减化系统连接关系，且可方便鼓风机的增减配置。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明所述控制系统连接示意图。

图中：1.鼓风机 2.送风母管 3.主拨风系统 4.备用拨风系统 5.拨风母管 6.气动快开阀 7.电动切断阀 8.PLC 9.交换机 10.操作站 11.工程师站

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本发明的结构示意图，本发明一种冗余拨风系统，包括至少4台鼓风机1和至少4台高炉，每台鼓风机1均与各高炉的送风母管2连通，所述送风母管2上设有主拨风系统3和备用拨风系统4，且主拨风系统3和备用拨风系统4的拨风母管5均与任意两根送风母管2连通。

所述拨风母管5与任意两根送风母管2之间可直接连通，也可间接连通。

所述各送风母管2之间的主拨风系统3或备用拨风系统4的拨风母管5上至少设一个气动快开阀6和一个电动切断阀7，其中电动切断阀7为常开阀。

所述主拨风系统3和备用拨风系统4分别与控制系统相连，控制系统包括冗余配置的后台监控装置、交换机9和PLC8，其中后台监控装置可通过主交换机和备用交换机与主PLC、备用PLC的CPU相连，主交换机、备用交换机之间通过通讯模块连接。

所述后台监控装置至少包括一个工程师站11和两个操作站10。

所述鼓风机1、主拨风系统3和备用拨风系统4均设机旁操作箱，可实现脱机操作。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

如图1所示，本实施例中包含G1～G6共6台鼓风机1，分别通过S1～S4共4条送风母管2与4座高炉相连通，鼓风机1出口及与送风母管2连接支路上分别设有电动切断阀。

主拨风系统3和备用拨风系统4采用三条拨风母管5与S1～S4连通，其中S1与S3～S4之间为直接连通，其连接段的拨风母管5上均设置有一个气动快开阀6和一个电动切断阀7，而S2与S3之间、S2与S4之间及S3与S4之间均为间接连通。在只有一个拨风系统的供风系统中，为了确保各路拨风母管5与送风母管2之间的连通，各路拨风母管5与送风母管2之间只能采用直通方式。但采用冗余配置的拨风系统后，各路拨风母管5与送风母管2之间也可采用间接连接方式进行连通，这种连通方式的优点是方便鼓风机1设置，且管路连接方式简单，使用阀门数量少，鼓风机1可根据需要很方便地实现增减，而不用重新设计拨风系统的接线位置。

在本实施例中，主拨风系统3连接S1与S2送风母管2的拨风母管5上设有气动快开阀6(Q3)，电动切断阀7(D3)；连接S1与S3送风母管2的拨风母管5上设有气动快开阀6(Q2)，电动切断阀7(D2)；连接S1与S4送风母管2的拨风母管5上设有气动快开阀6(Q1)，电动切断阀7(D1)；而S2与S3之间需通过设置有Q2、D2和Q3、D3的的两段拨风母管5间接连通，S2与S4之间需通过设置有Q2、D2和Q1、D1的的两段拨风母管5间接连通，S2与S4之间需通过设置有Q3、D3和Q1、D1的的两段拨风母管5间接连通。

备用拨风系统4连接S1与S2送风母管2的拨风母管5上设有气动快开阀6(Q)4，电动切断阀7(D4)；连接S1与S3送风母管2的拨风母管5上设有气动快开阀6(Q5)，电动切断阀7(D5)；连接S1与S4送风母管2的拨风母管5上设有气动快开阀6(Q6)，电动切断阀7(D6)；其送风母管2之间的连通关系与主拨风系统3为同一原理，在此不加赘述。

本实施例的控制系统如图2所示，后台监控装置包括一个工程师站11和两个并联的操作站10，每个操作站10和工程师站11都可通过主交换机或备用交换机9与主PLC或备用PL8C的CPU相连，主PLC与备用PLC8之间通过通讯模块串联。控制系统中相应的网络和供电也采用冗余配置。

拨风系统的工作原理在已公开的其他文献中已有详细介绍，在此只针对本发明一种冗余拨风系统的特点进行说明：

以图1所示拨风系统为例，可选择G1～G4鼓风机为工作风机，G1～G4鼓风机为备风机，备用风机可实现拨风功能，也可在检修时代替其他主鼓风机工作。当高炉送风系统一切正常时，鼓风机1G1～G4分别向对应的1～4#高炉送风，此时，G5～G6鼓风机1、主拨风系统3和备用拨风系统4不工作，主拨风系统3和备用拨风系统4拨风母管5上的电动切断阀7为常开阀，气动快开阀6处理关断状态。当控制系统自动检测到供风系统中的某台主鼓风机1出现故障不能满足高炉供风需要时，控制系统自动切断故障主鼓风机1的送风总阀门，同时紧急启动主拨风系统3，此时主拨风系统3拨风母管5的气动快开阀6迅速打开，主拨风系统3自动拨风。如主拨风系统3的气动快开阀6在设定时间(如3S)内未打开，则备用拨风系统4自动启动，打开相应的气动快开阀6实现自动拨风。同理，当主操作站10、主交换机9或主PLC8出现故障时，相应的备用操作站10、备用交换机9和备用PLC8都会自动启动工作，确保在任何情况下，系统均可实现双向拨风功能。

除在监控室内通过操作站10远程监控外；鼓风机1、主拨风系统3和备用拨风系统4均可在机旁操作箱上脱机操作，即使在网络故障或控制系统全部停止运行的状况下，仍然可以通过人工在机旁操作箱上进行设备操作。

Claims (3)

1.一种冗余拨风系统，包括6台鼓风机和4台高炉，每台鼓风机均与各高炉的送风母管连通，其特征在于，所述送风母管上设有主拨风系统和备用拨风系统，且主拨风系统和备用拨风系统的拨风母管均与任意两根送风母管连通；拨风母管与任意两根送风母管之间可直接连通，也可间接连通；各送风母管之间的主拨风系统或备用拨风系统的拨风母管上至少设一个气动快开阀和一个电动切断阀，其中电动切断阀为常开阀；

具体地，G1～G6共6台鼓风机分别通过S1～S4共4条送风母管与4座高炉相连通，鼓风机出口及与送风母管连接支路上分别设有电动切断阀；

主拨风系统和备用拨风系统采用三条拨风母管与S1～S4连通，其中S1与S3～S4之间为直接连通，其连接段的拨风母管上均设置有一个气动快开阀和一个电动切断阀，而S2与S3之间、S2与S4之间及S3与S4之间均为间接连通；主拨风系统连接S1与S2送风母管的拨风母管上设有气动快开阀Q3，电动切断阀D3；连接S1与S3送风母管的拨风母管上设有气动快开阀Q2，电动切断阀D2；连接S1与S4送风母管的拨风母管上设有气动快开阀Q1，电动切断阀D1；而S2与S3之间通过设置有Q2、D2和Q3、D3的的两段拨风母管间接连通，S2与S4之间通过设置有Q2、D2和Q1、D1的的两段拨风母管间接连通，S2与S4之间通过设置有Q3、D3和Q1、D1的的两段拨风母管间接连通；

备用拨风系统连接S1与S2送风母管的拨风母管上设有气动快开阀Q4，电动切断阀D4；连接S1与S3送风母管的拨风母管上设有气动快开阀Q5，电动切断阀D5；连接S1与S4送风母管的拨风母管上设有气动快开阀Q6，电动切断阀D6；其送风母管之间的连通关系与主拨风系统为同一原理；

主拨风系统和备用拨风系统分别与控制系统相连，控制系统包括冗余配置的后台监控装置、交换机和PLC，其中后台监控装置可通过主交换机和备用交换机与主PLC、备用PLC的CPU相连，主交换机、备用交换机之间通过通讯模块连接；后台监控装置至少包括一个工程师站和两个操作站。

2.根据权利要求1所述的一种冗余拨风系统，其特征在于，所述鼓风机、主拨风系统和备用拨风系统均设机旁操作箱，可实现脱机操作。

3.根据权利要求1所述的一种冗余拨风系统的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)选择G1～G4鼓风机为工作风机，G5～G6鼓风机为备用风机，备用风机可实现拨风功能，也可在检修时代替其他主鼓风机工作；当高炉送风系统一切正常时，鼓风机G1～G4分别向对应的1～4#高炉送风，此时，G5～G6鼓风机、主拨风系统和备用拨风系统不工作，主拨风系统和备用拨风系统拨风母管上的电动切断阀为常开阀，气动快开阀处于关断状态；

2)当控制系统自动检测到供风系统中的某台主鼓风机出现故障不能满足高炉供风需要时，控制系统自动切断故障主鼓风机的送风总阀门，同时紧急启动主拨风系统，此时主拨风系统拨风母管的气动快开阀迅速打开，主拨风系统自动拨风；

3)如主拨风系统的气动快开阀在设定时间内未打开，则备用拨风系统自动启动，打开相应的气动快开阀实现自动拨风；

4)同理，当主操作站、主交换机或主PLC出现故障时，相应的备用操作站、备用交换机和备用PLC都会自动启动工作，确保在任何情况下，系统均可实现双向拨风功能。