TRT保护控制技术的研究与应用
日期：2007-11-4 21:34:14 来源：本站整理
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1 引言
高炉煤气余压发电（简称TRT）技术在我国已得到广泛的应用，但TRT控制方案侧重于对高炉的保护，和高炉相比，TRT系统始终处于从属地位，它的保护往往被人忽视。TRT保护技术不完善，必然造成了不必要的设备损坏，为了延长 TRT 机组寿命，我们对TRT保护技术进行了研究，系统的稳定性和可靠性得到进一步提高。本文将以莱钢TRT为例，着重介绍TRT各种保护技术的研究与应用。
2 选择性控制保护技术的应用
2.1 TRT工艺简介
TRT 为高炉煤气余压能量回收透平发电装置的简称（Blast-Furnace Top pressure Recovery Turbine Unit），是把高炉出口煤气中所蕴含的压力能和热能，通过透平膨胀机作功，驱动发电机发电的一种能量回收装置。高炉煤气经重力除尘、煤气净化除尘后，经过TRT的进口蝶阀，启动阀，进口眼睛阀，进口快切阀进入TRT透平机做功，带动发电机发电，做功后煤气经出口眼睛阀，出口蝶阀进入煤气管网。同时取代高炉减压阀组实现对高炉顶压的控制。当机组正常停机或者发生重故障停机的时候，进口快切阀动作，静叶关闭，旁通快开阀打开，经过一定时间后，旁通快开阀关闭，将顶压控制权交给减压阀组。
2.2 选择性控制保护技术控制方案
从上述工艺简介我们知道，旁通阀在TRT系统中作用是只有当机组正常停机或者发生重故障停机的时候打开，经过一定时间调节后，旁通快开阀关闭，将顶压控制权交给减压阀组。
从实际生产中看，TRT重故障停机率不到10%，高炉异常停机占到90%以上，频繁的高炉异常停机对TRT设备造成很大的破坏和经济损失。为避免TRT频繁的停机,我们对TRT控制方案进行优化：在TRT停机条件满足时，首先判断停机的原因，若高炉侧出现异常时做到TRT不停机，这时高炉顶压控制权由静叶交给旁通阀，在高炉异常消失时，高炉顶压控制权再由旁通阀交给静叶，系统恢复正常，避免了TRT频繁的停机；在优化的控制方案中，TRT停机判断具有优先选择性，避免系统的盲目停机，是一个软保护措施。
2.3 选择性控制保护技术的程序设计
基于西门子S7400开发的选择性控制的程序易于实现，编程语言采用梯形图，简单明了，大大提高开发调试的效率。
程序设计主要包括停机判断程序、静叶与旁通阀高炉顶压控制权的交接程序和TRT停机程序，其中停机判断程序是选择性控制程序的核心，见选择性控制程序流程图1。
2.4 选择性性控制保护技术的控制设备
TRT 最重要的控制设备是快开旁通阀。它们都是液压伺服驱动的闭环系统。主要控制设备包括伺服控制器、伺服阀、LVDT反馈位置传感器、油动机、电磁阀。通过对电磁阀的得失电控制可以实现阀门和静叶的快速开关。TRT停机时，为了实现高炉顶压控制平稳过渡，快开旁通阀的控制尤为重要。在旁通阀参与调节时，旁通阀都会被赋予一定开度，并快速打开到指定位置，若开度给定不合适，经过旁通阀的流量就会过大或过小，必然造成高炉顶压大的波动，影响高炉生产。旁通阀的控制开度一般我们是根据它的流量特性曲线计算得到的，与停机前经过TRT高炉煤气流量是对应的。但在实际生产中，受测量介质和测量方式的影响，高炉煤气测量存在较大偏差，作为TRT停机或控制的一个重要参数，势必影响系统稳定。我们在分析整个系统的运行数据时，发现经过TRT高炉煤气流量大小与透平机静叶开度是存在一定关系的，我们经过统计和测绘制定了静叶流量特性曲线。我们根据流量特性曲线，很容易计算出工况下，任何一静叶开度所对应的透过透平机的高炉煤气流量。在旁通阀流量特性曲线已知情况下，我们找到了静叶开度与旁通阀开度之间的关系，把停机时静叶开度作为计算旁通阀的实际开度的依据，提高了系统控制的可靠性
3 静叶锁定保护技术的应用
TRT 并网后，受电网拖动，发电机转速恒定在3000r/m,发电机输出功率受通过透平机的煤气流量控制，也就是受静叶开度的控制。为防止炉顶压力过大的波动，并将静叶开度停留及静叶锁定在事先设定的任一位置上，以限制流过透平的煤气量，进而控制发电机的转速和输出功率。调静叶开过头或关过头，起到阀位开度控制限幅及抗积分饱和作用。静叶锁定是TRT一项重要保护技术技术，它主要分上下限锁定和系统故障锁定。图为静叶锁定控制程序流程图2。
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高炉煤气余压发电（简称TRT）技术在我国已得到广泛的应用，但TRT控制方案侧重于对高炉的保护，和高炉相比，TRT系统始终处于从属地位，它的保护往往被人忽视。TRT保护技术不完善，必然造成了不必要的设备损坏，为了延长 TRT 机组寿命，我们对TRT保护技术进行了研究，系统的稳定性和可靠性得到进一步提高。本文将以莱钢TRT为例，着重介绍TRT各种保护技术的研究与应用。
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2 选择性控制保护技术的应用
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2.1 TRT工艺简介
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TRT 为高炉煤气余压能量回收透平发电装置的简称（Blast-Furnace Top pressure Recovery Turbine Unit），是把高炉出口煤气中所蕴含的压力能和热能，通过透平膨胀机作功，驱动发电机发电的一种能量回收装置。高炉煤气经重力除尘、煤气净化除尘后，经过TRT的进口蝶阀，启动阀，进口眼睛阀，进口快切阀进入TRT透平机做功，带动发电机发电，做功后煤气经出口眼睛阀，出口蝶阀进入煤气管网。同时取代高炉减压阀组实现对高炉顶压的控制。当机组正常停机或者发生重故障停机的时候，进口快切阀动作，静叶关闭，旁通快开阀打开，经过一定时间后，旁通快开阀关闭，将顶压控制权交给减压阀组。
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2.2 选择性控制保护技术控制方案
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从上述工艺简介我们知道，旁通阀在TRT系统中作用是只有当机组正常停机或者发生重故障停机的时候打开，经过一定时间调节后，旁通快开阀关闭，将顶压控制权交给减压阀组。
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从实际生产中看，TRT重故障停机率不到10%，高炉异常停机占到90%以上，频繁的高炉异常停机对TRT设备造成很大的破坏和经济损失。为避免TRT频繁的停机,我们对TRT控制方案进行优化：在TRT停机条件满足时，首先判断停机的原因，若高炉侧出现异常时做到TRT不停机，这时高炉顶压控制权由静叶交给旁通阀，在高炉异常消失时，高炉顶压控制权再由旁通阀交给静叶，系统恢复正常，避免了TRT频繁的停机；在优化的控制方案中，TRT停机判断具有优先选择性，避免系统的盲目停机，是一个软保护措施。
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2.3 选择性控制保护技术的程序设计
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基于西门子S7400开发的选择性控制的程序易于实现，编程语言采用梯形图，简单明了，大大提高开发调试的效率。
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程序设计主要包括停机判断程序、静叶与旁通阀高炉顶压控制权的交接程序和TRT停机程序，其中停机判断程序是选择性控制程序的核心，见选择性控制程序流程图1。
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2.4 选择性性控制保护技术的控制设备
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TRT 最重要的控制设备是快开旁通阀。它们都是液压伺服驱动的闭环系统。主要控制设备包括伺服控制器、伺服阀、LVDT反馈位置传感器、油动机、电磁阀。通过对电磁阀的得失电控制可以实现阀门和静叶的快速开关。TRT停机时，为了实现高炉顶压控制平稳过渡，快开旁通阀的控制尤为重要。在旁通阀参与调节时，旁通阀都会被赋予一定开度，并快速打开到指定位置，若开度给定不合适，经过旁通阀的流量就会过大或过小，必然造成高炉顶压大的波动，影响高炉生产。旁通阀的控制开度一般我们是根据它的流量特性曲线计算得到的，与停机前经过TRT高炉煤气流量是对应的。但在实际生产中，受测量介质和测量方式的影响，高炉煤气测量存在较大偏差，作为TRT停机或控制的一个重要参数，势必影响系统稳定。我们在分析整个系统的运行数据时，发现经过TRT高炉煤气流量大小与透平机静叶开度是存在一定关系的，我们经过统计和测绘制定了静叶流量特性曲线。我们根据流量特性曲线，很容易计算出工况下，任何一静叶开度所对应的透过透平机的高炉煤气流量。在旁通阀流量特性曲线已知情况下，我们找到了静叶开度与旁通阀开度之间的关系，把停机时静叶开度作为计算旁通阀的实际开度的依据，提高了系统控制的可靠性
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3 静叶锁定保护技术的应用
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TRT 并网后，受电网拖动，发电机转速恒定在3000r/m,发电机输出功率受通过透平机的煤气流量控制，也就是受静叶开度的控制。为防止炉顶压力过大的波动，并将静叶开度停留及静叶锁定在事先设定的任一位置上，以限制流过透平的煤气量，进而控制发电机的转速和输出功率。调静叶开过头或关过头，起到阀位开度控制限幅及抗积分饱和作用。静叶锁定是TRT一项重要保护技术技术，它主要分上下限锁定和系统故障锁定。图为静叶锁定控制程序流程图2。
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