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在高爐的控制參數中,爐頂壓力是非常重要的參數之一。爐頂壓力的控制精度直接影響高爐的順行、產量。唐鋼2560m3高爐不僅要實現高爐頂壓的穩定控制,還要實現唐鋼北區動力廠與之配套的余壓發電(TRT)的高效運行,在頂壓穩定的同時使發電功率最大化。

1 爐頂壓力 -簡述

高爐的頂壓控制由減壓閥組及唐鋼北區動力廠與之配套的余壓發電(TRT)設備組成,如圖1所示。圖1  爐頂壓力控制閥組體系結構    減壓閥組由4個閥組成:自動閥、量程閥、快開閥、遙控閥組成。

2 爐頂壓力 -自動閥

在減壓閥組控制頂壓時實現自動調節。   

3 爐頂壓力 -量程閥

在自動閥自動控制時起輔助調節作用。 

4 爐頂壓力 -快開閥

用於TRT故障時與減壓閥組快速切換,在高爐減壓閥組控制頂壓時,作手動閥用。

5 爐頂壓力 -遙控閥

用於中控時應急手動控制頂壓及高爐頂壓超高限時緊急連鎖,防止損壞爐頂設備。    TRT主要由調速閥、透平機靜葉、發電機組等設備組成。

6 爐頂壓力 -調速閥

用於調節透平機的沖轉轉速,使之達到發電機發電所需的額定轉速,保證發出的電為50Hz。    透平機靜葉:在TRT控制頂壓時調節頂壓,並調節發電功率。

7 爐頂壓力 -工藝

要求在頂壓穩定的同時TRT的發電功率最大化,這樣就要求高爐產生的煤氣全部流經TRT,充分利用高爐頂壓與管網煤氣的壓力差進行發電。也就是說在TRT控制頂壓時,正常時要求減壓閥組的所有閥門均處於關閉狀態。為了方便控制與切換採取雙方共用一個頂壓PID調節器,高爐操作人員隨時可以根據爐況調整頂壓的設定值,通過減壓閥組或TRT的靜葉進行調節頂壓,切換后TRT人員也可以直接控制減壓閥組的自動閥、快開閥。3  系統方案    唐鋼二鐵2560m3高爐使用RECKWELL公司的PLC5控制系統,唐鋼北區動力廠3#TRT系統使用ABB的PLC系統。控制原理如圖2所示。圖2  高爐爐頂壓力控制原理圖    高爐切換到TRT控制時,高爐頂壓調節器的輸出值輸出到TRT,這時TRT系統逐漸減少對自動閥的輸出,加大對透平機靜葉的輸出,直到自動閥全關,量程閥依據與自動閥的連鎖全關,這時減壓閥組的閥全部處於關閉狀態,高爐頂壓調節器從控制自動閥完全控制靜葉。但自動閥與靜葉畢竟是兩個不同的執行機構,傳遞函數不同。如果高爐頂壓調節器的PID參數還沿用自動閥的值會造成頂壓波動增大。所以當切換后自動閥全關時,TRT系統將適應靜葉的PID參數傳到高爐的頂壓調節器。 

8 爐頂壓力 -控制

TRT切換到高爐控制時,TRT系統逐漸減少對透平機靜葉的輸出,加大對自動閥的輸出,直到靜葉全關。正式切換高爐控制,高爐頂壓調節器的輸出值直接輸出到自動閥,高爐控制系統將適應自動閥的PID參數再傳到高爐頂壓調節器,切換完成。  

當TRT緊急故障時,靜葉全關,高爐頂壓調節器的輸出值輸出到自動閥,快開閥緊急打開,保證頂壓不超限。緩慢關閉快開閥,自動閥在高爐頂壓調節器的作用下開始調節頂壓。快開閥全關后,正式切換高爐控制,高爐控制系統將適應自動閥的PID參數再傳到高爐頂壓調節器,切換完成。   

無論切換與否,高爐自動閥、量程閥、快開閥、遙控閥的閥位信號,高爐頂壓高選后的壓力信號,頂壓設定值信號都實時傳送到TRT,以便TRT對高爐頂壓進行監視。爐頂壓力控制流程如圖3所示。圖3  爐頂壓力控制流程圖4  結束語    本文所述的控制系統已於2000年12月正式投運,由於實現了減壓閥組、透平機靜葉雙PID參數控制,正常情況下頂壓設定值為200kPa,減壓閥組、透平機靜葉控制時頂壓波動範圍均在+1.5~-2.5kPa之間,為高爐的穩產、高產提供了有利保證。

9 爐頂壓力 -參考資料

http://www.gongkong.com/Common/Details.aspx?c=3&m=10&Type=solution&CompanyID=8-B9F2-1F2B4D8D438E&Id=4-877E-007CDCEE0DA2
  

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