锋速达通风降温系统
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地沟送风_高炉鼓风机防喘振控制系统的改进 中企大举挺进占领市
武钢5#高炉鼓风站建于1990年，是武钢首个电动鼓风机站。其电动鼓风机选用了型号为AG120/16RL6的轴流压缩机，并选用了TURBOLOG EKU控制系统。以下简要介绍一下该控制系统的原理和运行情况。
1 TURBOLOG EKU防喘振控制原理
TURBOLOG EKU防喘振控制系统，它具有双向保护功能，通过控制放风阀的开度，使风机始终运行在安全区域内，从而实现风机的防喘振控制。它由两大部分组成：一部分为喘振的检测及报警，另一部分为喘振的保护和控制。
喘振的检测部分主要由EKU321喘振检测器和继电保护器保护系统组成，见图1。
喘振检测器检测吸风差压开关信号和吸风温差信号，如果检测到喘振信号，就发出控制信号给继电器连锁保护系统把放风阀全部打开，直到消除喘振。同时，喘振检测器计数一次。
喘振的保护和控制系统由EKU180防喘振基本控制器，EKU110位置控制器和放风阀、吸风温度、差压和送风压力变送器等组成，并将控制信号和测量信号串联接在PLC和TIRBOLOG-GRAPH系统中，进行逻辑控制和显示，同时对风机进行双向保护，其系统方框图见图2。
从图2看出，TURBOLOG EKU180与TURBOLOG EKU110一起，组成了风机喘振保护的闭环控制系统。EKU180防喘振控制器将检测到的吸风差压、排风压力和吸风温度与内部设定参数比较后，发出控制信号，通过信号分配器将控制信号分成三路同时给EKU110，EKU110通过与反馈信号进行比较，发出控制信号，控制放风阀的开度。与一般电液压式防喘控制器不同的是，该系统采用了电液转换式，图3为EKU180防喘振控制器原理图。
如图3所示，EKU180防喘振控制器内共有三路偏差信号。一路偏差信号为实际送风压力与设定压力之比，该路信号可实现实际送风压力不超过设定压力，起到限压作用；一路偏差信号为差压Δp与通过FG函数发生器输出设定Δpmin之比 , 该路信号可保证实际风量Δp不低于Δpmin,具体实施是通过FG来实现的。首先在FG上设定一个放风线，这样，在每一个具体风压下都有一个对应的最小Δpmin输出，也就是FG输入为p2 ，输出为Δpmin。当Δp=Δpmin时，也就是工作点到达放风线位置时，此时偏差为零，防喘控制系统就准备动作，这就保证了风机始终运行在放风线右下方，即始终在稳定区范围内运行；第三路偏差信号为手动设定与控制输出之比，该路信号可实现控制系统手动亦能干预。MAX逻辑选用三路偏差信号中偏差最大的输出给PI控制器，由它输送位置控制器EKU110。TURBOLOG EKU110也是一个电液转换的位置控制器，其电液转换是通过一个具有伺服阀特性，在任意位置都能工作的电磁阀来完成的。图4为EKU110控制图。控制器输出电源信号在电磁阀中产生磁力，该磁力打破了原来与弹簧势能之间的平衡，电磁阀中的滑块开始移动，引起控制油口面积变化，使控制油流入或流出。同时放风阀控制活塞中的油流也相应变化，使活塞移动，放风阀动作，这使控制器的X（反馈值）发生变化，使控制器输出回到原来值，电磁阀中的滑块在弹簧力作用下又回到原来值，油路不通。放风阀在新的位置达到新的平衡，保证放风阀在新的位置不动。同时，位置控制器发出一个位置反馈信号，实现闭环控制。
防喘振控制及保护逻辑见图5，机组启动前放风阀强制全开，当图中条件3和4满足后，防喘振控制系统进入自动操作模式，放风阀自动关至最佳角度，同时放风阀手动调节生效。当图中条件5、6、7中任何一项成立后，电磁阀动作，放风阀快速打开。2 EKU180防喘振控制器存在的问题及改进
热力厂二鼓风的2台电动鼓风机组1990年5#高炉投产以来，初期设备性能好，鼓风机保护系统稳定。经过十余年的使用，EKU180设备逐渐老化，设备的性能逐渐下降，鼓风机防喘保护系统已明显不足。
2.1 EKU180 防喘振控制器存在的问题
（1） EKU180 内部元件老化，反应速度慢。且无备件可更换。
（2）由于设备的老化，使鼓风机的放风线向下飘移，放风线飘移7%～10%,工厂降温设备，使风机的安全系数下降。
（3）放风线的飘移使风机的效率降低，鼓风机长期放风运行，能耗大量浪费，损失严重。
2.2 EKU180 防喘振控制器改进
在不改变鼓风机原防喘振控制系统原理的情况下，做局部改进。用沈阳创世达自动化系统有限公司生产的防喘振控制系统（简称ASCS控制系统）来代替EKU180防喘振控制器。
2.2.1 ASCS 控制系统简介
ASCS控制系统采用了先进的控制算法，它补偿了分子量变化、温度变化而造成的喘振点移动量，当喘振点向右移时，能及时打开防喘振阀，避免喘振；而当喘振点向左移时，控制线相应向左移，避免了回流（使安全区域增大）降低了能耗；ASCS控制系统采用了多段折线函数做为喘振控制线，使喘振控制线与喘振线几乎平行，这样，最大限度地扩展了鼓风机、压缩机的安全运行区域，减少了过去采用单参数控制仅是一条直线而造成的不必要的回流，从而节约了能源。
ASCS 控制系统，考虑了各控制回路之间的干扰，采用了解耦技术，提高了喘振控制的精度，从而使鼓风机、压缩机能安全地在接近喘振极限的操作点运行，拓宽了风机的安全运行区域，使风机的回流量减至最少，减少了能耗。
2.2.2 措施实施
（1）根据鼓风机性能，应用ASCS控制系统的逻辑运算功能制订出风机的性能曲线。
（2）建立放风控制线。由于ASCS控制系统在放风控制线附近进行闭环控制，需建立放风控制线。放风控制线在喘振线的右侧，其直线方程为
Y=79.6875X+118.71875
式中Y为出口压力（表压）；X为喉差。
当压缩机运行操作点在放风控制线右侧时，ASCS控制系统的输出为20mA，放风阀完全关闭；当压缩机操作点到达放风控制线时，防喘振逻辑设计为打开防喘振阀；当操作点向放风控制线左侧缓慢移动时，防喘振控制将以PID回路控制放风阀，使操作点始终在放风控制线处。
（3）建立快开控制线。在喘振快开控制线处，ASCS控制系统实行开环控制。其直线方程为
Y=79.6875X+204.78125
式中Y为出口压力（表压）；X为喉差。
它在放风控制线的左侧，喘振线的右侧，这对于较大的扰动是有效的。若防喘振控制无法将操作点保持在放风控制线右下方，操作点越过放风控制线向左移动。一旦操作点到达快开线处，防喘振控制系统将输出一阶跃信号，使放风阀瞬间开至预定开度，以达到消除和控制喘振的目的。
3 系统实施效果
通过对TURBOLOG防喘振控制系统进行工艺改造，优化了系统工艺，解决了因设备性能下降使原控制系统操作不便的问题，提高了风机保护控制系统的稳定性、安全性，确保了高炉炼铁生产的正常运行。经过半年多的运行检验，达到了生产工艺要求。
4 经济效益分析
实施改造后，减少了鼓风机的放风运行，提高了风机的运行效率，降低了鼓风吨铁能耗。
在未改造前，由于放风线漂移，放风阀长期放风运行，电机负荷为29.4MW；改造后，放风阀可以全关运行，电机负荷为28.2MW。按0.6元/kW·h计算，则风机运行一年的经济效益为（29.4－28.2）×1000×24×365×0.6=6307200元。
5 结论
通过对TURBOLOG防喘振控制系统的工艺改造，提高了高炉鼓风机组运行的效率和安全性，获得了可观的经济效益，同时也为其它鼓风机组的防喘振控制改造提供了宝贵的经验。
就在中国本土企业大举挺进海上风电的同时，国外风机制造商们却集体选择了沉默,生产车间降温设备。一头热一头冷的现状，背后缘由是什么？
10月13日，在2010北京国际风能大会上，华锐风电科技(集团)股份有限公司(以下简称“华锐风电”)副总裁陶刚高调宣布，其自主研发、并拥有全球知识产权的5兆瓦风电机组已于前一天(12日)出产，并且，在10月初公布的国内首轮百万千瓦海上风电特许权招标中，由华锐风电提供设备的江苏滨海30万千瓦海上风电项目和江苏射阳30万千瓦海上风电项目中标，占总招标容量的60%。
当然，华锐风电只是国内风电整机制造商的一个缩影，金风科技也提出正在研发6兆瓦风电机组，并在海上风电特许权中中标20万千瓦的大丰项目。此外，上海电气与国家电网属下的山东鲁能以联合体形式，中标江苏东台20万千瓦潮间带项目，中标机型为上海电气3.6MW大型风电机组。
如果细心观察，会发现中标者均为国内企业，而且力推的都是风电机组大型化趋势。而在华的国外风机制造商们，如维斯塔斯(vestas)、恩德(Nordex)等七家主要外企均未参与其中。
2010年被称为中国海上风电的元年，面对如此火热的市场，本土企业在大举挺进，外企却集体沉默，一头热一头冷的局面，背后是何缘由？
中企大举挺进占领市场
海上风电的兴起似乎比陆上风电更猛烈。这一轮海上风电的招标更是吸引了几乎所有风电业主方和制造商们的目光。
招标结果基本上没有悬念：滨海30万千瓦的风电项目由大唐新能源中标，中标价0.737/千瓦时，由华锐提供风电机组；射阳30万千瓦的风电项目由中电投中标，中标价0.7047/千瓦时，由华锐提供风电机组；大丰20万千瓦风电项目由龙源中标，中标价0.6396/千瓦时，由金风提供风电机组,铁皮厂房通风降温；东台20万千瓦风电项目由鲁能中标，中标价0.6235/千瓦时，由上海电气提供风电机组。
当人们对如此低的价位表示质疑的时候，华锐风电副总裁陶刚的一种解释听起来似乎让人易于接受，他说：“风险是有的，但这个决策很重要，企业的成功之道就是精准的预测，要有自己的市场定位和市场预测。正是由于中国企业的大批量生产和销售，才使得四年来国外风电机组在中国销售的单机价位降低了30%，这是有利于中国市场发展的。”
不得不承认，在国产风电机组没有起步的时候，进口风电机组的市场占有率极高，也就有着足够的话语权。而随着国产风电机组的兴起，话语权重新被国内企业收回，风电机组降价成为了必然。在这次北京国际风能大会上，厂商云集，国内外整机制造商都纷纷亮出底牌，推出新机型，但是，当我国本土企业推出的机型单机装机容量节节高升的同时，国外整机制造商却一直力推小容量的风电机组。这就如同前几天的海上风电特许权招标，结果显示，没有一家外企进入中国的海上风电领域。
“很多本土企业，比如华锐和金风，招投标时都是一个团队去竞标，我们就两个人看看行情。”某外企销售代表说，本土企业是冲着中标去的，而外企多是本着看看形势的态度去观摩。
对此，陶刚透露之所以没有外企进入海上风电特许权招标项目，是因为当初做海上项目时，国外厂商提出五年内不能给业主提供任何数据，这些无法让业主们接受，让中标业主感觉自己像局外人。
于是，中国国产整机制造商看中了这个市场，大兆瓦机型逐步被推出。华锐也在推出5兆瓦风电机组的同时，提出6兆瓦风电机组的研发工作也进展顺利，将于明年上半年下线。单台5兆瓦风电机组，每年发电可达1000万度电，相当于每年节约煤炭约4000吨标准煤，每年减排二氧化碳约8000吨。低碳的理念与将来国家承担的巨大减排任务也成为中国风电整机制造商们迅速占领海上市场的动因之一。
外企用技术曲线进入
10月12日，全球最大的风机制造商维斯塔斯宣布在中国成立技术研发中心，并提出研究人员与世界接轨，据其中国区总裁唐玛勒先生介绍，现在全球已经有2000多名研发人员，仅仅一两年以后，中国技术研发中心人员规模就会占到全球研发队伍的10%，并将会成为维斯塔斯在全球最重要的研发中心之一。
这是自去年在天津成立制造基地后，维斯塔斯的又一举措，他们认为全球最好的市场在中国，而中国现在不缺钱，缺的是技术转移，要变“中国制造”为“中国创造”，这样才能进入中国市场。
应该说，维斯塔斯是在中国境内最活跃的国外制造商之一，动作频频，在上海设立了全球采购中心办事处，帮助中国培养和发展了一批具有全球竞争力的配件供应商，在呼和浩特建立工厂，在徐州建立了具有先进技术水平的铸造厂，在天津建立了其全球最大规模的一体化风机生产基地，等等。此番维斯塔斯中国技术研发中心的落成，标志着其在中国市场建成了完整的价值链，包括从研发、采购、生产、销售到售后服务等各个环节。然而，有着很高的市场占有率的维斯塔斯也没有进入中国的海上风电市场。而且其在中国推出的风机，当前从未有超过3兆瓦的。但是，维斯塔斯也没有否认要进入海上风电领域，“从千瓦级的风力平台，一直到很快将要发布的用于海上风场6兆瓦风机，我们的产品范围是非常的宽广。从风机塔的高度以及转子、浆叶的大小来说，我们的产品有300多变种，而且适合于各种风速以及陆上风场和海上风场的需求，能够带来最低的度电成本。”维斯塔斯技术研发业务单元总裁芬恩·马德森说，这就意味着风电场在开发和建设的时候必须因地制宜，即维斯塔斯在中国开发建设的风电场必须满足中国当地的需求。
不仅仅是维斯塔斯，世界排名前五的德国风机制造商恩德，进入中国已经十五年了，而其10月14日推出的N系列风机也仅仅是单机1.5兆瓦。其中国销售总监倪俊仁博士宣称：“在中国，1.5兆瓦是主流机型，而非大机型，1.5兆瓦的风机至少还有三到五年的主导地位。”
从2003年就开始涉足海上风电的恩德面对中国的海上风电市场依旧无动于衷，恩德中国首席执行官简斯·奥尔森先生表示：“近几年不会进入中国海上风电市场，最早也要到2016年，如果推出将会是6兆瓦的风机。”
可以看出，国外风机制造商并没有打算近两年进入中国海上风电项目，简斯·奥尔森称，这次海上招标的价格远远低于他们的心理价位，因为作为一家外企，吊装、物流等投入要多于本土企业，拼价格是不现实的。所以，必须要在其他方面弥补不足，想来想去也只有技术，故而，本次恩德N系列的改进主要侧重点就是作为风机大脑的控制系统的更新。
“中国本土企业市场占有率是86%，而最为主要的七家国外制造商在中国市场占有率只有14%，这在全球其他国家来说是不寻常的。所以，要想占据中国市场，就必须知道中国需要什么，最终还是技术。”倪俊仁总监说。
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