唐钢2560m3高炉炉顶压力的控制

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关键词:1引言在高炉的控制参数中,炉顶压力是非常重要的参数之一。炉顶压力的控制精度直接影响高炉的顺行、产量。唐钢2560m3高炉不仅要实现高炉顶压的稳定控制,还要实现唐钢北区动力厂与之配套的余压发电(TRT)的高效运行,在顶压稳定的同时使发电功率最大化。 2工艺对象简述唐钢2560m3高炉的顶压控制由减压阀组及唐钢北区动力厂与之配套的余压发电(TRT)设备组...
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1引言
在高炉的控制参数中,炉顶压力是非常重要的参数之一 。炉顶压力的控制精度直接影响高炉的顺行、产量 。唐钢2560m3高炉不仅要实现高炉顶压的稳定控制 ,还要实现唐钢北区动力厂与之配套的余压发电(TRT)的高效运行 ,在顶压稳定的同时使发电功率最大化。
2工艺对象简述
唐钢2560m3高炉的顶压控制由减压阀组及唐钢北区动力厂与之配套的余压发电(TRT)设备组成,如图1所示。


图1炉顶压力控制阀组体系结构减压阀组由4个阀组成:自动阀 、量程阀 、快开阀、遥控阀组成 。
自动阀:在减压阀组控制顶压时实现自动调节。
量程阀:在自动阀自动控制时起辅助调节作用。
快开阀:用于TRT故障时与减压阀组快速切换,在高炉减压阀组控制顶压时 ,作手动阀用 。
遥控阀:用于中控时应急手动控制顶压及高炉顶压超高限时紧急连锁,防止损坏炉顶设备。
TRT主要由调速阀、透平机静叶 、发组等设备组成。
调速阀:用于调节透平机的冲转转速,使之达到发电机发电所需的额定转速 ,保证发出的电为50Hz 。
透平机静叶:在TRT控制顶压时调节顶压,并调节发电功率。
工艺上要求在顶压稳定的同时TRT的发电功率最大化,这样就要求高炉产生的煤气全部流经TRT ,充分利用高炉顶压与管网煤气的压力差进行发电。也就是说在TRT控制顶压时,正常时要求减压阀组的所有阀门均处于关闭状态 。为了方便控制与切换采取双方共用一个顶压PID调节器,高炉操作人员随时可以根据炉况调整顶压的设定值 ,通过减压阀组或TRT的静叶进行调节顶压,切换后TRT人员也可以直接控制减压阀组的自动阀、快开阀。3系统方案
唐钢二铁2560m3高炉使用RECKWELL公司的5控制系统,唐钢北区动力厂3#TRT系统使用ABB的PLC系统。控制原理如图2所示 。

图2高炉炉顶压力控制原理图
高炉切换到TRT控制时 ,高炉顶压调节器的输出值输出到TRT ,这时TRT系统逐渐减少对自动阀的输出,加大对透平机静叶的输出,直到自动阀全关 ,量程阀依据与自动阀的连锁全关,这时减压阀组的阀全部处于关闭状态,高炉顶压调节器从控制自动阀完全控制静叶 。但自动阀与静叶毕竟是两个不同的 ,传递函数不同。如果高炉顶压调节器的PID参数还沿用自动阀的值会造成顶压波动增大。所以当切换后自动阀全关时,TRT系统将适应静叶的PID参数传到高炉的顶压调节器 。
TRT切换到高炉控制时,TRT系统逐渐减少对透平机静叶的输出 ,加大对自动阀的输出,直到静叶全关。正式切换高炉控制,高炉顶压调节器的输出值直接输出到自动阀 ,高炉控制系统将适应自动阀的PID参数再传到高炉顶压调节器,切换完成。
当TRT紧急故障时,静叶全关 ,高炉顶压调节器的输出值输出到自动阀 ,快开阀紧急打开,保证顶压不超限 。缓慢关闭快开阀,自动阀在高炉顶压调节器的作用下开始调节顶压。快开阀全关后 ,正式切换高炉控制,高炉控制系统将适应自动阀的PID参数再传到高炉顶压调节器,切换完成。
无论切换与否 ,高炉自动阀、量程阀 、快开阀、遥控阀的阀位信号,高炉顶压高选后的压力信号,顶压设定值信号都实时传送到TRT ,以便TRT对高炉顶压进行监视 。炉顶压力控制流程如图3所示。

图3炉顶压力控制流程图
4结束语
本文所述的控制系统已于2000年12月正式投运,由于实现了减压阀组、透平机静叶双PID参数控制,正常情况下顶压设定值为200kPa ,减压阀组 、透平机静叶控制时顶压波动范围均在+1.5~-2.5kPa之间,为高炉的稳产、高产提供了有利保证。


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