高炉煤气输送系统多功能一体化应急电源的开发与应用

使用与维护 第3第157期) 高炉煤气输送系统多功能一体化应急电源的开发与应用 孔菊杜宁 (莱芜钢铁股份有限公司炼铁厂 莱芜271104) 【摘要】介绍了研究开发的一种多功能电源，用于高炉煤气输送系统停电的紧急情况，从而保证了高炉 煤气输送系统通道畅通，避免了因停电造成高炉煤气爆炸或系统设备破坏的重大事故。 【关键词】煤气输送安全多功能 一体化应急电源 u，71104) 【he of a is in of in to of as or by 【as 前言 炼铁厂是莱芜钢铁股份有限公司主要生产单 位之一，现有6座1080m 高炉，年产生铁540万t。 炼铁厂既是炼铁生产单位，更是煤气产生和使用 大户，每小时产生煤气约90 110万m 。高炉冶炼 过程产生的大量煤气经过管道、布袋除尘、高炉余 压发电(调压阀组后并人净煤气管网供用 户使用，高炉煤气输送流程见图1。 图1 高炉煤气输送工艺流程 阀 高炉煤气作为一种特殊介质压力高达100 200制系统庞杂可靠性要求高。但供电系 统稳定性差，由于雷击或设备故障等造成系统停 电现象时有发生，因而造成、调压阀组和 放散阀控制失灵等，可能造成输送系统顶压突升 煤气泄漏等重大生产安全事故。近几年来，曾多 次出现上述类似险情，由于操作人员反应迅速，应 急措施采取得当，侥幸没有发生重大的事故。 2存在问题分析 炼铁厂高炉煤气输送系统的控制方式为调压 阀组全部关闭，；在序设定自动转入高炉调 压阀组调节顶压，保证高炉安全。此种控制方式 下，系统失电时，压阀组及炉顶放 散也打不开，只能靠操作人员跑到现场，采取手摇 方式将调压阀组或炉顶放散打开，由于现场距离 较远，操控时间长，期间会造成高炉煤气管网压力 急剧升高，危及高炉、煤气输送系统管网及高炉鼓 风机的安全运行。 要解决这一问题的关键就是必须保证煤气有 通路，即能保证调压阀组、炉顶放散及冷风放风这 三个关键设备能进行应急操作，给煤气一个安全 泄压通道。下面分几种停电情况进行解释，说明 一31 第30卷2012年第1期(总第157期) 0 奄 电压阀组、炉顶放散及冷风放风这三个关键设备 能操作的必要性和紧迫性。 (1)机运行：在要求风 机迅速减风的同时，需打开冷风放风阀放风；障与高炉调压阀组连锁程序启动，自动转高炉调 压阀组调： ，需要打开调压阀组；若不能及时打开 调压阀组时，则需要在5(2)高炉停电，热电侧风机和无 法上料致使顶温无法上升，必须紧急减风，在要求 风机迅速减风的同时，需打开冷风放风阀放风；若 高炉长时间不能恢复送电上料，则必须休风处理， 这就要求打开炉顶放散，全部泄压。 (3)高炉、热电侧风机和叶关闭，调压阀组一直处于关闭状态，风机突然 停风时，必须迅速打开调压阀组和炉顶放散，否 则，冷风管道将形成负压，煤气倒流汇集在冷风放 风阀处发生爆炸或经冷风管路流向高炉鼓风机， 威胁鼓风机安全。 因此，研究为高炉煤气输送系统设备提供快 速的、可靠的应急电源成为解决问题的一个有效 途径。 3设备现状及解决方案 31设备现状 以5号高炉设备(见表1)为例，根据设备的特 点制定电源供电方式。 表1设备主要参数 设备 设备类型 型号 功率 所需电 名称 类型 冷风 阀门类 5三相四线制 放风 20V 炉顶 卷扬电动机 1 三相制 放散 压阀门类(三个阀门，4 三相四线制 阀组 分别带执行器) 20V 监控耐德 统 表1看出，被供设备有4套，供电方式有三 种，分别是单相相20V。 32国内应急电源 目前国内普遍使用的应急电源(见表2)，只能 提供一种供电方式，不能满足以上设备需要，必须 开发新型的电源。 一32一 使用与维护 表2国内几种应急电源比较 33新型应急电源技术思路 研究开发一种新型多功能应急电源，用1套蓄 电池组作为动力源，市电失电时，自动切换，同时 逆变输出单相相制相四线 制204多功能应急电源的工作原理与独特功能 一体化应急电源包括电池、输出三相四线源、输出三相出不间断电源等部 分。市电正常时应急电源不工作，只是系统控制 器自动进行市电检测及通过充电器对蓄电池组充 电。在应急电源系统控制器的调控下，逆变器停 止工作处于自动待机状态。负荷使用电网电源， 应急电源处在睡眠状态，可以有效达到节能的效 果。当高炉系统停电时，系统控制器指令互投装 置在瞬间投切至逆变器供电，应急电源系统在蓄 电池组所提供的直流电源的支持下，向负载供电 (工作原理见图2)。 图2多功能应急电源工作原理 研制开发此种多功能一体化自动应急电源， 具有以下独特功能： (1)共用一个蓄电池动力源输入，同时输出多 种制式电源。 (2)可以实现在线监测市电电压，一旦市电失 下转第35页 使用与维护 第30卷2012年第1期(总第157期) 灰机。 (4)系统管路：荒、净煤气总管温度及压力，净 煤气总管粉尘浓度，荒、净煤气压差，荒、净煤气总 管流量，荒、净煤气总管液压蝶阀及盲板阀。 44控制方式 分为喷吹、输灰及报警三部分。喷吹和输灰 有自动和手动两种方式且可相互转换。所有控制 对象都可通过现场操作箱手动开关。喷吹部分包 括喷吹阀及离线阀的控制。输灰部分包括上下卸 灰阀，给料机，清堵机，刮板机的控制。 (1)自动方式喷吹顺序：喷吹分定时和定压差 两种模式(可通过屏幕上喷吹工艺图的“定时定 压”转换开关转换)。喷吹脉冲宽度及脉冲间隔均 可调整(可通过屏幕上参数设定来改变)。 选择定时模式时从18号室依次喷吹。当轮 到某室时，首先关闭离线阀，然后113号喷吹阀依 次喷吹。当13号喷吹阀喷吹结束后，打开该室离 线阀并自动切换到下一室。当18号室依次喷吹 一个循环后延时一定时间(即定时喷吹循环周期 间隔时间，可通过屏幕上参数设定来改变)后再进 行新一轮的喷吹。 选择定压差模式时，每当设备阻力超过设定 上限时，18号室按定时模式相同的程序喷吹一个 循环，然后检测阻力是否超限后决定是否再进行 一次喷吹。 关闭合时，该室暂H,检修状态(此状态可在屏幕 上系统总图中显示出来)，喷吹作业时将跳过该室。 (2)自动方式的输灰顺序：每次输灰工作首先 启动刮板机，然后18号室依次卸灰，完成一个输灰 循环后，刮板机延时停止运行。每室的工作顺序为： 启动卸料机一打开下球阀，清堵装置同时工作一振 动完成后关闭上卸灰阀一持续卸料一关闭料机 关闭下卸灰阀打开上卸灰阀切换到下一室。 (3)报警：温度、压力、粉尘浓度报警参数值可 在屏幕画面上设定。报警信息可在屏幕上以文字 的形式显示出来，同时蜂鸣器发出声音，直到按下 声音复位按钮。 5结束语 应用了这种自动控制技术的除尘器具有处理 风量大、设备造价低、节能等优点，目前已广泛用 于冶金、化工、石油、机械等行业含尘气体净化及 粉尘物料的回收，在微机控制喷吹技术等方面颇 有创新，是一种高效、可靠、经济、使用简便的除尘 设备。自从2004年营口中板厂高炉投产后，煤气 净化效果良好，同时在粉尘回收上也取得了可观 的经济效益。该自动控制技术近年来已经在北 台、西林等钢厂得到了推广和应用，随着除尘技术 和自动化控制技术的不断发展，高炉煤气净化系 统将会更加完善。 无论在定时还是定压差模式下，当每室检修开 (201卜0720收稿) 、 峙 岍 崂 奇 蠕睹 _1、 、 靠 _、 ； ； ! 蝣 上接第32页 电，自动切换至该电源，实现无间隔切换，对运行设 备零影响，保证煤气输送系统的可靠性。 (3)市电恢复后，该电源自动退出，无需人工 切换。 (4)投资费用小、占现场空间小、安装方便、操 作使用及维护简便。 (5)可根据负荷情况进行适应性配置，满足不 同设备类型的需要，可推广应用至其他低压中小 类型设备。 5使用效果 第一套电源2009年6月在5号高炉投人运行 后，运行稳定。在2009年多次停电事故中发挥了 作用，电源可自动投入运行，监控系统正常运行， 各项监控参数仍能显示，调压阀组及放散等设备 可以自动操作，使停电对高炉生产影响降到最低。 该电源可靠性得到实践检验后，其他5座高炉 也陆续安装了该电源，1号高炉于2010年1月安装 投运，2号高炉于2010年3月安装投运，3号高炉于 2010年2月安装投运，4号高炉于2010年5月安装 投运，6号高炉于2010年6月安装投运，目前6套电 源系统运行稳定，至今未