過程風機的送風溫度一次元件是Pt100熱電阻，溫度變送器將電阻訊號轉換為4~20 m A電流訊號，下面是小編蒐集整理的一篇探究溫度訊號故障致高爐風機喘振處理的論文範文，供大家閱讀參考。
摘要：分析了馬鋼2500 m3高爐風機造成喘振的原因，並根據機組執行資料，通過增加控制程式、修改畫面的方法，解決了溫度訊號故障造成風機喘振問題。
關鍵詞：喘振;安全執行;靜葉角;風量波動
1前言
風機送風溫度訊號比差壓、壓力訊號變化緩慢，且從現場到PLC的訊號穩定，因此很少受到重視。況且壓縮機有1套完善的防喘振控制程式，保證機組發生喘振時保護機組安全。送風溫度訊號在軸流壓縮機[1]的自動控制系統中，只有兩個作用，一是對風機的送風流量計算進行補正，高爐在定風量操作時，補正後的流量作為風量調節器的實際值參與自動調節;另一個就是在溫度變送器故障時，流量調節器自動轉為手動調節。程式設計時並不對溫度訊號做特殊處理。在實際的生產過程中，當溫度訊號大幅度振盪時，這種控制方式就存在很大的缺陷。
馬鋼2500m3高爐3#風機於2004年投產，執行11年後，由於送風溫度變送器損壞，造成風機喘振，機組進入安全執行，使兩個防喘振閥全開，逆止閥關閉，靜葉角[2]關到最小，撥風閥開啟，迫使2#風機向兩座高爐送風。馬鋼25000 m3高爐有3颱風機，2用1備。查閱機組執行記錄，發現1994年投產的1#風機2006年5月曾出現過送風溫度變送器故障，同樣導致機組喘振進入安全執行。由於當時控制系統沒有上位機，沒有記錄下溫度訊號變化情況，只有機械式喘振計數器記錄機組發生了1次喘振。
2從正常執行到喘振的過程及原因分析
2.1從正常執行到喘振的過程
在3#風機向2#高爐送風時，操作人員反映送風風量波動，到操作室檢視機組“執行畫面(此畫面沒有送風溫度訊號)”,此時畫面顯示的風量訊號並沒有波動。然後查詢與風量相關的引數：風機送風壓力、差壓、溫度訊號的歷史曲線。因南方天氣潮溼，空氣中水分較大，壓力、差壓變送器排汙管道有積水易造成訊號波動，風量出現波動基本由差壓、壓力訊號波動引起，雖然定期排汙，風量波動情況有很大改善，但其也是風量波動的主要原因之一。在調取檢視歷史記錄曲線的過程中，機組喘振進入安全執行。歷史趨勢記錄曲線如圖1.
機組進入安全執行之前，送風風量是4680 m3/min,送風壓力為370 k Pa,靜葉角為50°，送風溫度為220 ℃，此時為定風量[3]自動調節。從歷史記錄曲線可以看出，機組未進入安全執行之前，送風壓力基本穩定。在送風溫度訊號波動時風量出現大幅度波動，溫度值在曲線點①是220 ℃→曲線點②是292 ℃→曲線點③是225 ℃→曲線點④是85→曲線點⑤是170 ℃→曲線點⑥是300 ℃，整個過程持續了5min,均沒有發生喘振。但當溫度從曲線點⑦300 ℃→曲線點⑧0 ℃大約10 s的過程中，機組發生了喘振進入安全執行。檢查發現現場到儀表櫃的電阻值正常，而溫度變送器到PLC模件的'訊號為0 m A,確認是溫度變送器壞。
2.2原因分析
2.2.1風量調節
過程風機的送風溫度一次元件是Pt100熱電阻，溫度變送器將電阻訊號轉換為4~20 m A電流訊號;差壓採用文丘裡管節流裝置測量，經差壓變送器轉換為4~20 m A電流訊號;壓力訊號經壓力變送器轉換為4~20 m A電流訊號。溫度、差壓、壓力4~20 m A訊號送到PLC的模擬量輸入(AI)模件，在控制程式裡進行流量計算，計算公式如下：
經過計算的風量作為風量調節器的實際值(PV)，實際風量與畫面輸入的給定值(SV)進行比較，程式根據偏差大小進行PI運算，運算的結果送到模擬量輸出(AO)模件，其輸出的4~20 m A訊號作為VOITH閥的輸入訊號，此訊號在VOITH閥內與從位置變送器反饋來的4~20 m A訊號進行比較，控制靜葉伺服機構，調整靜葉角的大小。風量調節流程圖如圖2.
2.2.2機組安全執行原因分析
在歷史記錄曲線中，送風溫度訊號出現大幅度波動。當輸入到PLC的溫度訊號增大時，經流量公式計算後，計算風量比實際送風流量小，所以參與PI調節的風量PV小於SV,PI輸出訊號增大，也就是VOITH閥的給定訊號增大，此訊號與位置反饋訊號比較，控制靜葉角增大，風機的工作點(見圖3:防喘振曲線) 向右移動。使得風機靜葉角偏離正常值較大，但在曲線第①點→第②點→第③點以及第④點→第⑤點→第⑥點的過程中，機組的工作點沒有進入喘振區域，而是靜葉在較大的角度進入新穩態，使流量計算值穩定在設定值4680 m3/min.當輸入到PLC的溫度訊號減小時，歷史趨勢圖第③點255 ℃降到第④點85 ℃，風量瞬間從4680 m3/min升高5560 m3/min,參與調節的風量實際值PV比設定值SV大880 m3/min,PI輸出訊號減小，PLC輸出到VOITH閥的訊號減小，靜葉開度減小，靜葉角度降到37°，風機仍然沒有進入喘振區域。溫度從300 ℃降到0 ℃的過程中，風量計算值升高到最大量程6000 m3/min,導致機組靜葉角降到26°，風機的工作點迅速向左移動，風機送出的風量迅速減少，機組進入喘振區域導致安全執行。
雖然程式中有溫度變送器故障時調節器自動轉為手動執行方式，但只有在溫度變送器輸出到PLC訊號大於等於22 m A或小於等於2 m A才判斷為變送器故障，而在溫度訊號向4 m A變化的過程中，由於流量調節器的設定值與實際值偏差過大，導致靜葉角瞬間關到很小，送風量也隨之減小很多，管道內的風迴流，造成機組喘振。所以需對程式和畫面進行修改。
3解決方案
3.1臨時措施
由於1#風機運行了20多年，系統元器件老化嚴重，故障率較高，不久即將進行改造，因此臨時決定由3#風機繼續供風，主要基於以下兩個方面考慮：
(1)機組仍然在執行，不便於更換溫度變送器;
(2)送風溫度在負荷變化不大的情況下，溫度變化不大。
所以將出口風溫強制在220 ℃，即正常供風時的送風溫度，以保證熱風爐每50 min充風(風量增加15%)一次時，實現控制系統自動操作，減輕操作人員的勞動強度。
3.2溫度變送器更換及程式和畫面的修改
3.2.1溫度變送器更換
由於3#風機共有29個溫度測點，所有溫度變送器均是2004年隨PLC櫃一同成套，溫度變送器也運行了11年。且1#風機溫度變送器在執行12年時，也曾發生過溫度變送器故障導致機組喘振進入安全執行，鑑於此種情況，在3#機停機檢修期間建議更換所有溫度變送器。
3.2.2程式畫面修改
分析機組多年執行資料，機組正常送風溫度在170 ℃~250℃之間，根據流量計算公式計算，溫度在170℃-250℃之間時，風量差值約在400 m3/min.如果溫度訊號波動較大，將溫度值設定在一定範圍內，可有效的避免機組進入喘振狀態。
程式畫面修改程式內容如下：
(1)送風溫度設定上(TH)、下(TL)限，此限值只有在機組正常執行並且送風壓力大於一定值PLIM後投入。溫度上下限值和送風壓力限值並不固化在程式中，可通過畫面隨時修改，滿足工藝要求。
當TL<送風溫度
當送風溫度≥TH時，送風風量按TH進行溫度補正;當送風溫度≤TL時，送風風量按TL進行溫度補正。
(2)機組正常執行時，當送風壓力
4結束語
修改程式和畫面後，不僅可以避免由於溫度變送器故障造成喘振機組進入安全執行，也可以避免一次測溫元件-熱電阻訊號出現波動，使機組進入喘振狀態而安全執行。為避免其它機組出現類似情況，利用各機組檢修機會，先後對其它機組的程式和畫面進行了同樣修改。經過優化後的程式，對於1颱風機向1座高爐供風的情況(馬鋼1000 m3高爐風機)尤為重要，修改後既防止了溫度訊號波動造成高爐斷風，使高爐塌料，將風口堵死，又防止了風機喘振事故的發生。
參考文獻：
[1]成心德。軸流風機設計[M].北京：化學工業出版，2007.
[2]樊寶勝。靜葉定位調節在高爐鼓風機系統中的應用[J].電子製作。2013(18)：41-41
[3]徐永強。高爐風機定風量定風壓控制系統的研究與分析[J].電子製作。2013(18)：17-17