有料钟高炉ＴＲＴ顶压自动控制方法技术

本发明专利技术涉及自动控制领域，公开了一种能够满足高炉炉顶压力控制精度的有料钟高炉ＴＲＴ顶压自动控制方法，其采用现有无料钟高炉ＴＲＴ顶压自动控制模型，包括对高炉炉顶压力进行并联控制的减压阀组的顶压ＰＩＤ调节系统和ＴＲＴ装置的静叶ＰＩＤ调节系统，通过优化静叶开度ＰＩＤ调节系统的ＰＩＤ参数，减压阀组顶压ＰＩＤ调节系统采用双ＰＩＤ调节参数，来提高ＴＲＴ装置的调节精度，减少高炉炉顶压力振荡，并将炉顶均压信号及炉顶上料信号引入到静叶ＰＩＤ调节系统，进行炉顶压力的ＴＲＴ静叶开度补偿，从而成功地将无料钟高炉ＴＲＴ顶压自动控制模型用于有料钟高炉，在保证高炉炉顶压力控制精度，保证高炉正常生产的基础上实现了ＴＲＴ装置的有效运行，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高炉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。
技术介绍
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Is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，上料比较均勻；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，布料不均勻，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3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 Smin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。
技术实现思路
为了克服现有无料钟高炉TRT顶压控制模型用于有料钟高炉时控制精度达不到 要求的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够满足高炉炉顶压力控制精度的 有料钟高炉TRT顶压自动控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是有料钟高炉TRT顶压自动控制方 法，采用现有无料钟高炉TRT顶压自动控制模型，所述控制模型包括对高炉炉顶压力进 行并联控制的减压阀组的顶压PID调节系统和TRT装置的静叶PID调节系统，在高炉正 常运行阶段的高炉炉顶压力设定值以下确定TRT装置调控高炉炉顶压力的目标值，优化 静叶PID调节系统的PID参数，提高静叶PID调节系统灵敏度，同时，在顶压PID调节 系统中，以TRT装置的运行模式为区别，设置双PID调节参数当TRT装置运行时，其 以第一套PID调节参数进行调控，当TRT装置不运行时，其转入第二套PID调节参数进 行调控，第一套PID调节参数的调节和反应速度、调节精度低于第二套PID调节参数； 将炉顶均压信号及炉顶上料信号引入到静叶PID调节系统，进行炉顶压力的TRT静叶开 度补偿在炉顶均压信号到达后，对TRT静叶开度按第一设定斜率进行斜率补偿，直到 第一设定时间届满或虽第一设定时间未届满但炉顶上料信号到达，在炉顶上料信号到达 后，对TRT静叶开度在第二设定时间内按第一设定速率进行斜率补偿，由炉顶均压信号4及炉顶上料信号产生的补偿是叠加补偿，从任一次补偿开始后至第三设定时间届满时， TRT静叶开度按照第二设定速率进行斜率恢复。在所述控制模型中增加炉顶压力偏差值补偿控制模块，当炉顶压力偏差超出设 定偏差范围时，进行炉顶压力的TRT静叶开度补偿；当炉顶压力偏差进入设定偏差范围 时，进行炉顶压力的TRT静叶开度补偿恢复。所述TRT装置调控高炉炉顶压力的目标值比高炉正常运行阶段的高炉炉顶压力 设定值低0.8 1.5kpa。本专利技术的有益效果是通过优化高炉TRT顶压自动控制模型中的静叶开度PID 调节系统的PID参数，减压阀组顶压PID调节系统采用双PID调节参数，来提高TRT装 置的调节精度，减少高炉炉顶压力振荡，并将炉顶均压信号及炉顶上料信号引入到静叶 PID调节系统，进行炉顶压力的TRT静叶开度补偿，从而成功地将无料钟高炉TRT顶压 自动控制模型用于有料钟高炉，在保证高炉炉顶压力控制精度，保证高炉正常生产的基 础上实现了 TRT装置的有效运行，提高了生产效率。附图说明图1是高炉及其TRT装置的示意图。图2是TRT装置的静叶PID调节系统的流程图。图中标记为，1-高炉，2-除尘器，3-减压阀组，4-低压煤气管网，5-蝶阀， 6_插板阀，7-紧急切断阀，8-TRT装置，9-发本文档来自技高网...

【技术保护点】
有料钟高炉ＴＲＴ顶压自动控制方法，采用现有无料钟高炉ＴＲＴ顶压自动控制模型，所述控制模型包括对高炉炉顶压力进行并联控制的减压阀组（３）的顶压ＰＩＤ调节系统（１１）和ＴＲＴ装置（８）的静叶ＰＩＤ调节系统（１２），其特征是：在高炉正常运行阶段的高炉炉顶压力设定值以下确定ＴＲＴ装置（８）调控高炉炉顶压力的目标值，优化静叶ＰＩＤ调节系统（１２）的ＰＩＤ参数，提高静叶ＰＩＤ调节系统（１２）灵敏度，同时，在顶压ＰＩＤ调节系统（１１）中，以ＴＲＴ装置（８）的运行模式为区别，设置双ＰＩＤ调节参数：当ＴＲＴ装置（８）运行时，其以第一套ＰＩＤ调节参数进行调控，当ＴＲＴ装置（８）不运行时，其转入第二套ＰＩＤ调节参数进行调控，第一套ＰＩＤ调节参数的调节和反应速度、调节精度低于第二套ＰＩＤ调节参数；将炉顶均压信号及炉顶上料信号引入到静叶ＰＩＤ调节系统（１２），进行炉顶压力的ＴＲＴ静叶开度补偿：在炉顶均压信号到达后，对ＴＲＴ静叶开度按第一设定斜率进行斜率补偿，直到第一设定时间届满或虽第一设定时间未届满但炉顶上料信号到达，在炉顶上料信号到达后，对ＴＲＴ静叶开度在第二设定时间内按第一设定速率进行斜率补偿，由炉顶均压信号及炉顶上料信号产生的补偿是叠加补偿，从任一次补偿开始后至第三设定时间届满时，ＴＲＴ静叶开度按照第二设定速率进行斜率恢复。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕勇，万利平，朱雪莲，李苹，
申请(专利权)人：攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司，攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：51