[发明专利]一种TRT静叶与减压阀组组合的高炉炉顶压力控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉炉顶压力控制方法，尤其是一种TRT静叶与减压阀组组合的高炉炉顶压力控制方法。

背景技术

TRT是炉顶煤气余压透平发电装置的简称，它是将原来减压阀组中损失的高炉煤气能量，经过透平膨胀做功带动发电机发电的一种装置。

根据《高炉炼铁工艺设计规范》（GB50427—2008）规定：高炉必须设置炉顶煤气余压发电装置，并应与高炉同步投产。现在TRT装置已成为高炉的必备配套设施，高炉生产过程中产生的高压高炉煤气有两个通道并入公司煤气管网，一个通道是通过减压阀组后接入公司煤气管网，另一个通道是通过TRT装置透平机膨胀做功后接入公司煤气管网。由于这两个通道都可以影响高炉炉顶压力，因此协调好这两种顶压调节功能对炉顶压力的稳定至关重要。

在现有技术中，减压阀组与透平机静叶属于两个不同的炉顶压力控制回路，当触发条件满足时可在两个控制回路之间通过参数关联的方式进行切换。

触发条件：指TRT装置启机升转速、并网升功率、转顶压调节、正常停机、紧急停机等各种运行状态。

参数关联：减压阀组与透平机静叶两个不同的炉顶压力控制回路，其测量值是同一个炉顶压力，减压阀组的炉顶压力设定值由操作员设定，而TRT装置的炉顶压力设定值在不同运行状态下根据减压阀组的炉顶压力设定值运算得来。当TRT装置运行时，在透平机静叶控制回路上将炉顶压力设定值减去一个压差（一般小于10kPa）作为静叶调节炉顶压力的设定值，进而迫使静叶角度不断打开，减压阀组不断关闭，最终形成减压阀组退出炉顶压力调节。反之，当TRT装置停机时，在透平机静叶控制回路上将炉顶压力设定值加上一个压差（一般小于10kPa）作为静叶调节炉顶压力的设定值，目的也是形成由减压阀组来调节炉顶压力。

这种方式的设计简单，参数调试方便，并且这两个控制回路可以分布在高炉和TRT两个不同的控制系统内。但是它们之间的独立性强、关联度不高，所以其协同效应差，存在以下问题：

（1）遇到TRT紧急停机状况时，减压阀组往往来不及反应，只能依靠TRT装置的旁通快开阀补偿透平机静叶全关造成的煤气流突变，造成炉顶压力波动大；在停机结束后，还要将炉顶压力控制权从旁通快开阀向减压阀组转换，并且过渡时间长，往往影响高炉操作。

（2）在并网升功率阶段，炉顶压力控制权从减压阀组切换到透平机静叶，需要的时间长（一般30分钟左右），并且在此阶段减压阀组和静叶同时调节炉顶压力，不利于高炉顶压的稳定。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种TRT静叶与减压阀组组合的高炉炉顶压力控制方法。根据现在TRT装置同高炉同期建设的特点，将减压阀组和透平机静叶这两个炉顶压力调节回路组合在一起，构建一个炉顶压力调节一体化方案，克服原先两个调节回路之间协同性差的不足，设计出能够缩短并网升功率阶段的时间、减小TRT紧急停机情况下的炉顶压力波动的新方法，即提供一种TRT静叶与减压阀组组合的高炉炉顶压力控制方法，既满足TRT装置发电需要，又保证高炉炉顶压力稳定。

一种TRT静叶与减压阀组组合的高炉炉顶压力控制方法，实现这种方法由减压阀组和一种TRT透平机静叶装置完成，减压阀组包括一号阀、二号阀和三号阀；其步骤如下：步骤一、减压阀组顶压控制阶段；步骤二、TRT升转速控制阶段；步骤三、TRT升功率控制阶段；步骤四、TRT转顶压控制阶段；步骤五、TRT正常停机控制阶段；所述TRT升功率控制阶段，是将透平机静叶与减压阀组看成一个整体，炉顶压力测量值与设定值经过PID(2)运算产生输出OUT2,其中OUT2的0%～50%对应透平机静叶控制；然后对减压阀组的三个阀位进行锁定，依照秩序慢关一号阀→二号阀→三号阀，炉顶压力由透平机静叶按照PID(2)的输出进行调节。

所述减压阀组顶压控制阶段，是将炉顶压力测量值与设定值经过PID(1)运算产生输出OUT1的0%～50%送至所述减压阀组控制一号阀和二号阀的输出，炉顶压力测量值与设定值经过PID(1)运算产生的输出OUT1，其特征在于：其中OUT1的0%～25%对应一号阀控制，OUT1的25%～50%对应二号阀控制。

所述TRT升转速控制阶段，控制方式与所述减压阀组顶压控制方式相同，是将透平机转速设定值与测量值经过PID(3)运算产生输出OUT3送至所述透平机静叶控制转速。

所述TRT转顶压控制阶段，控制程序释放对减压阀组3个阀门的锁定，透平机静叶和减压阀组组成一个整体来参与炉顶压力的控制，具体就是炉顶压力测量值与设定值经过PID（2）运算产生输出OUT2。