[发明专利]有料钟高炉TRT顶压自动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉TRT顶压自动控制方法，尤其是一种有料钟高炉TRT顶压自动控制方法。

背景技术

高炉煤气在经调压阀组减压后并入高炉煤气低压管网系统供用户使用。TRT装置就是利用高压高炉煤气到低压煤气用户的差压的能量进行节能发电的一套装置，其工作原理是：由高炉布袋除尘器出来的高压高温、干燥洁净的煤气，在高炉煤气减压阀组前被引出，经过TRT装置的入口蝶阀、插板阀、快速切断阀等阀门后进入透平机入口，通过预流器使高炉煤气转成轴向进入叶栅，高炉煤气在静叶栅和动叶栅组成的流道中不断地膨胀作功，压力和温度逐级降低，并转化成动能作用于工作轮上使之转动，工作轮通过联轴器带动发电机一起转动而发电，叶栅出口的气体经过扩压器进行扩压，以提高其背压达到一定值，然后经排气蜗壳排出透平机进入高炉煤气低压管网系统。通常用于高炉的透平机为轴流反动式透平机，其第一级静叶为可调，用以调节进入透平机的煤气流量，并控制高炉炉顶压力。

在TRT装置的煤气进出口之间另设置有一根旁通管，旁通管上设置一个液动快开阀。当TRT出现重大故障时，TRT入口前的紧急切断阀在小于1s的时间内关闭，此时联锁相对应的高炉快开阀(该阀响应时间约1～4s)打开，使高压煤气短时间内快速泄压至煤气管道低压侧，避免炉顶压力突然升高，同时高炉自动调节炉顶压力，炉顶压力转至高炉侧控制，使TRT系统安全脱离高炉煤气系统，保证高炉正常运行。

有料钟高炉的高炉上料系统与无料钟高炉的高炉上料系统有较大的区别。主要体现在：

首先，两种高炉上料制度不同：无料钟高炉上料通过布料器布料，对高炉炉内来说基本上是不间断上料，上料比较均匀；有料钟高炉是分批分次上料，每一批料直接通过高炉大、小钟开关直接放入高炉炉内，上料相对集中，布料不均匀，每次间隔1～8min，根据炉况的变化，上料时间间隔不同，而且每次间隔不一。

其次，高炉上料系统冷却方式不同：无料钟高炉气密箱可以采用间接冷却或者氮气冷却；而有料钟高炉的大、小钟采用蒸汽冷却，特别是其连杆的冷却必须采用蒸汽冷却和润滑。

再次，高炉上料系统容积不同，相对来说有料钟高炉的上料系统容积较大，在进行上料系统均压时，需要的煤气量较大。

由于上述区别的存在，现有技术中已经存在分别针对有料钟高炉和无料钟高炉专门开发的高炉TRT顶压自动控制模型。无料钟高炉TRT顶压自动控制模型通常采用由减压阀组顶压PID调节和TRT装置的静叶PID调节对高炉炉顶压力进行并联控制的模型，在TRT运行时主要由TRT静叶实现高炉炉顶压力控制，在TRT不运行时主要由减压阀组实现高炉炉顶压力控制。静叶PID调节主要是对TRT装置中透平机第一级静叶开度的调节。

但是，目前还未见将无料钟高炉TRT顶压自动控制模型用于有料钟高炉的有关报道。

为减少软件编程的工作量，考虑将无料钟高炉的高炉TRT顶压自动控制模型用于有料钟高炉，但在实际应用该自动控制模型时，产生了以下新问题：

第一，有料钟高炉均压、开大小钟时需要的煤气量较大，此时经过TRT的煤气量会突然减少，要求TRT静叶能够快速关闭，均压、关大小钟完成后，经过TRT的煤气量会突然增加，要求TRT静叶能够快速开，以实现对高炉炉顶压力的控制精度。而高炉每次上料要经过四次突变过程，四次突变为均压、均压完成、上料、上料完成，上述时间在1～8min内完成。由于上述突变的存在，有料钟高炉炉顶压力的控制模型与无料钟高炉炉顶压力的控制模型存在较大的区别，有料钟高炉上料对顶压干扰比无料钟高炉上料对顶压的干扰大得多，采用无料钟高炉炉顶压力的控制模型不能适应有料钟高炉的生产，达不到高炉炉顶压力控制精度(控制精度要求在设定值的-4～+2kpa)。

第二，为了解决第一个问题的存在，减压阀组的调节精度要求高，灵敏性高，稍微炉顶压力发生变化，减压阀组的跟踪阀就会跟踪。如果TRT静叶调节速度慢，减压阀组又在随时跟踪炉顶压力，首先会影响高炉炉顶压力的调节精度，从而影响高炉生产，其次会影响TRT发电量和发电负荷，影响生产效益，因此TRT静叶调节速度必须快于减压阀组调节速度。当TRT静叶调节速度加快，同时减压阀组调节速度也非常快，两者调节容易产生重叠，互相争夺高炉炉顶压力的控制权，产生系统振荡和干扰。静叶开度在0～100％开关，减压阀组跟踪阀也在0～100％开关，高炉炉顶压力经常出现-20～+20kpa波动，不仅不能满足高炉炉顶压力控制精度，导致TRT强制下网，而且经常造成高炉被迫减风，恢复炉况，影响到高炉的生产。

发明内容