專利名稱：高爐煤氣能量回收裝置旁通閥在高爐溢流時(shí)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐煤氣余壓余熱能量回收裝置領(lǐng)域，涉及一種控制方法，尤其是一 種高爐煤氣能量回收裝置旁通閥在高爐溢流時(shí)的控制方法。
背景技術(shù)：
高爐冶煉是鋼鐵工業(yè)的支柱，高爐煤氣能量回收裝置的是高爐冶煉的重大節(jié)能裝 備，隨著工業(yè)控制技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于設(shè)備的安全性要求在不斷提高，同時(shí)高爐煤氣能量 回收裝置做為高爐的附屬設(shè)備，其運(yùn)行不能干擾高爐的正常生產(chǎn)，也要最大限度的利用高 爐煤氣余壓余熱能量多發(fā)電。傳統(tǒng)的高爐煤氣能量回收裝置和高爐冶煉的連接如圖1所 示，當(dāng)高爐煤氣能量回收裝置未投入之前，高爐1產(chǎn)生的煤氣經(jīng)除塵系統(tǒng)2和減壓閥組3減 壓后，去工藝管網(wǎng)。當(dāng)高爐煤氣能量回收裝置投入之后，減壓閥組3關(guān)閉，高爐1產(chǎn)生的送 入煤氣透平6帶動(dòng)發(fā)電機(jī)7發(fā)電。高爐煤氣能量回收裝置有控制系統(tǒng)13，其中，高爐煤氣能 量回收裝置的控制系統(tǒng)13與高爐控制系統(tǒng)14連接，煤氣透平6的靜葉伺服系統(tǒng)5和靜葉 頂壓PID調(diào)節(jié)器4構(gòu)成靜葉高爐頂壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，第一旁通閥9、第二旁通閥10同時(shí)與煤氣透 平6并聯(lián)，快速切斷閥8設(shè)置在煤氣透平6入口，煤氣透平6與發(fā)電機(jī)7連接。高爐煤氣能 量回收裝置正常運(yùn)行期間，高爐1的爐頂壓力由煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)5控制，這種控制 方式在高爐系統(tǒng)正常運(yùn)行和靜葉伺服系統(tǒng)正常時(shí)可以滿足高爐爐頂壓力的控制要求，高爐 煤氣能量回收裝置的第一旁通閥9、第二旁通閥10僅是在高爐煤氣能量回收裝置緊急停機(jī) 時(shí)才參與控制，但是當(dāng)由于高爐溢流的異常工況而導(dǎo)致煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)5對(duì)于高 爐的頂壓調(diào)節(jié)失效時(shí)，高爐的生產(chǎn)安全將受到嚴(yán)重威脅。如何做到高爐煤氣能量回收裝置 在高爐出現(xiàn)溢流時(shí)保證高爐的安全，則是需要亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種高爐煤氣能量回收裝置旁通閥組在高爐溢流時(shí)的控 制方法，該方法能夠有效避免高爐煤氣能量回收裝置在高爐溢流時(shí)對(duì)高爐的爐頂壓力(簡(jiǎn) 稱高爐頂壓)所產(chǎn)生的嚴(yán)重影響。為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案
一種高爐煤氣能量回收裝置旁通閥組在高爐溢流時(shí)的控制方法，其特征在于，包括如 下步驟
1)在高爐煤氣能量回收裝置的第一旁通閥、第二旁通閥上設(shè)置位置傳感器，并將兩個(gè) 旁通閥通過(guò)旁通閥控制系統(tǒng)連接到旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器；
旁通閥控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有與門、比較器、第一、第二旁通閥的伺服控制器、位置傳感器 接收器和伺服閥；旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器分別與比較器連接，比較器通過(guò)旁通閥伺服控制 器和伺服閥相連，位置傳感器接收器連接于伺服閥和比較器之間；其中，高爐頂壓的測(cè)量信 號(hào)為旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器提供一個(gè)頂壓測(cè)量值PVl ；高爐頂壓的設(shè)定信號(hào)SV經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué) 運(yùn)算處理，為旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器提供一個(gè)頂壓設(shè)定值SVl ；第一、第二旁通閥的伺服控制器的作用是執(zhí)行旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器的輸出指令，控制第一、第二旁通閥的開(kāi)度； 閥頂壓控制參數(shù)與靜葉頂壓控制參數(shù)的關(guān)系如下 旁通閥頂壓測(cè)量值PV1=PV 旁通閥頂壓設(shè)定值SVl=SV+k
其中:PV為靜葉頂壓測(cè)量值，即高爐的爐頂實(shí)際壓力值；SV為靜葉頂壓設(shè)定值，即高爐 的爐頂壓力設(shè)定值，k為壓力常數(shù)，選6KPa lOKPa，或者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定； 2)旁通閥的控制方法如下
當(dāng)高爐煤氣能量回收裝置正常運(yùn)行過(guò)程中，由原煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)高爐的 頂壓；
當(dāng)高爐發(fā)生了短暫的溢流工況，即煤氣流量突然加大，高爐爐頂壓力急劇升高，當(dāng)高爐 爐頂壓力PV-SV彡k時(shí)，其中，k為壓力常數(shù)，選6Kpa lOKpa，旁通閥控制系統(tǒng)啟動(dòng)；使 第一旁通閥快速打開(kāi)一定的角度并同時(shí)投入高爐頂壓的調(diào)節(jié)，其參與調(diào)節(jié)的旁通閥頂壓 設(shè)定值為SVl=SV+k，此時(shí)如果高爐頂壓下降，那么原煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)重新恢復(fù)到 高爐頂壓調(diào)節(jié)功能，第一旁通閥則逐漸自動(dòng)關(guān)閉；如果第一旁通閥已經(jīng)全開(kāi)，且高爐頂壓 繼續(xù)上升，則第二旁通閥快速啟動(dòng)參與控制，當(dāng)高爐工況逐漸恢復(fù)正常，高爐頂壓下降，當(dāng) PV彡SVl時(shí)，第二旁通閥逐漸自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)高爐頂壓PV ( SVl-k時(shí)，第一旁通閥也逐漸自動(dòng) 關(guān)閉，煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)重新恢復(fù)到頂壓調(diào)節(jié)功能。本發(fā)明在不對(duì)原有旁通閥的控制功能構(gòu)成任何影響的情況下，增加了旁通閥的頂 壓安全調(diào)節(jié)聯(lián)鎖控制功能，本發(fā)明的方法已經(jīng)在高爐煤氣能量回收裝置旁通閥控制中得到 逐步的應(yīng)用，目前根據(jù)所投運(yùn)機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，該高爐煤氣能量回收裝置旁通閥在透平靜 葉調(diào)節(jié)失效時(shí)的控制方法效果很好。


圖1是傳統(tǒng)的高爐煤氣能量回收裝置和高爐冶煉的連接圖； 圖2是本發(fā)明的旁通閥系統(tǒng)框圖3是旁通閥控制邏輯框以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明首先通過(guò)對(duì)煤氣透平靜葉伺服控制系統(tǒng)的研究，以及高爐系統(tǒng)特點(diǎn)的研 究，分析造成高爐溢流時(shí)的原因，提出旁通閥在高爐溢流時(shí)參與頂壓控制的方法。參照?qǐng)D2，高爐煤氣能量回收裝置旁通閥組在高爐溢流時(shí)的控制方法，包括如下步 驟
1)在高爐煤氣能量回收裝置的第一旁通閥9、第二旁通閥10上設(shè)置位置傳感器ZT，并 將兩個(gè)旁通閥(9、10)通過(guò)旁通閥控制系統(tǒng)12連接旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器11。旁通閥控制系統(tǒng)12內(nèi)設(shè)置有與門(AND，201)、比較器(203 )、第一、第二旁通閥(9、 10)的伺服控制器(204)、位置傳感器接收器202和伺服閥205 ；旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器11 與比較器203連接，比較器203通過(guò)旁通閥伺服控制器204和伺服閥205相連，位置傳感器 接收器202連接于伺服閥205和比較器203之間；其中，高爐頂壓的測(cè)量信號(hào)為旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器11提供一個(gè)頂壓測(cè)量值PVl ；高爐頂壓的設(shè)定信號(hào)SV經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，為旁 通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器11提供一個(gè)頂壓設(shè)定值SVl ；第一、第二旁通閥(9、10)的伺服控制器 204的作用是執(zhí)行旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器11的輸出指令，控制第一、第二旁通閥(9、10)的開(kāi)度。旁通閥頂壓控制參數(shù)與靜葉頂壓控制參數(shù)的關(guān)系 旁通閥頂壓測(cè)量值PV1=PV
旁通閥頂壓設(shè)定值SVl=SV+k 其中PV為靜葉頂壓測(cè)量值(高爐的爐頂實(shí)際壓力值) SV為靜葉頂壓設(shè)定值(高爐的爐頂壓力設(shè)定值) k為壓力常數(shù)，一般為6 IOKPa (具體可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定) 當(dāng)高爐煤氣能量回收裝置正常運(yùn)行過(guò)程中，由原煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)高爐的 頂壓；
當(dāng)高爐由于某種原因發(fā)生了溢流，即流量突然加大，高爐頂壓急劇升高，且超過(guò)了煤氣 透平的最大設(shè)計(jì)流量，此時(shí)靜葉伺服系統(tǒng)5的液壓機(jī)構(gòu)雖然達(dá)到全開(kāi)，但也無(wú)法使高爐頂 壓降到安全的范圍，高爐頂壓繼續(xù)快速上升，當(dāng)高爐爐頂壓力測(cè)量值PV-SV > k時(shí)(k值一 般為6 lOKPa，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定具體數(shù)值)，快速啟動(dòng)旁通閥控制系統(tǒng)12，使第一旁 通閥9快速打開(kāi)一定角度并同時(shí)參與高爐頂壓的調(diào)節(jié)，其參與調(diào)節(jié)的旁通閥頂壓設(shè)定值為 SVl=SV+k,旁通閥頂壓測(cè)量值PVl與高爐的爐頂實(shí)際壓力測(cè)量值PV —致，SVl和PVl作為旁 通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器11的兩個(gè)輸入，旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器11的輸出控制旁通閥伺服 控制器204，此時(shí)如果高爐頂壓下降，那么靜葉重新恢復(fù)到頂壓調(diào)節(jié)功能，第一旁通閥9則 逐漸的自動(dòng)關(guān)閉；如果高爐頂壓繼續(xù)上升，則2#旁通閥快速啟動(dòng)參與控制，當(dāng)高爐頂壓下 降到PV彡SVl時(shí)，第二旁通閥10逐漸自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)高爐頂壓PV彡SVl-k時(shí)，第一旁通閥9 也逐漸自動(dòng)關(guān)閉，煤氣透平靜葉伺服系統(tǒng)重新恢復(fù)到頂壓調(diào)節(jié)功能。如果高爐連續(xù)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間(超過(guò)20分鐘)的溢流工況時(shí)，為保證能量回收裝置的安 全，則要實(shí)施緊急停機(jī)。本發(fā)明的高爐煤氣能量回收裝置旁通閥在高爐溢流時(shí)的控制方法先進(jìn)可靠，達(dá)到 了行業(yè)的先進(jìn)水平，避免了由高爐溢流而導(dǎo)致的透平靜葉伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)失效對(duì)于高爐生產(chǎn) 的較大影響，經(jīng)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，得到了非常理想的效果。
權(quán)利要求
一種高爐煤氣能量回收裝置旁通閥在高爐溢流時(shí)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟1)在高爐煤氣能量回收裝置的第一旁通閥(9)、第二旁通閥(10)上設(shè)置位置傳感器(ZT)，并將兩個(gè)旁通閥(9、10)通過(guò)旁通閥控制系統(tǒng)(12)連接旁通閥頂壓PID1調(diào)節(jié)器(11)。旁通閥控制系統(tǒng)12內(nèi)設(shè)置有與門(AND，201)、比較器(203)、第一、第二旁通閥(9、10)的伺服控制器(204)、位置傳感器接收器202和伺服閥205；旁通閥頂壓PID1調(diào)節(jié)器11與比較器203連接，比較器203通過(guò)旁通閥伺服控制器204和伺服閥205相連，位置傳感器接收器202連接于伺服閥205和比較器203之間；其中，高爐頂壓的測(cè)量信號(hào)為旁通閥頂壓PID1調(diào)節(jié)器11提供一個(gè)頂壓測(cè)量值PV1；高爐頂壓的設(shè)定信號(hào)SV經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，為旁通閥頂壓PID1調(diào)節(jié)器11提供一個(gè)頂壓設(shè)定值SV1；第一、第二旁通閥(9、10)的伺服控制器204的作用是執(zhí)行旁通閥頂壓PID1調(diào)節(jié)器11的輸出指令，控制第一、第二旁通閥(9、10)的開(kāi)度。旁通閥頂壓控制參數(shù)與靜葉頂壓控制參數(shù)的關(guān)系如下旁通閥頂壓測(cè)量值PV1=PV旁通閥頂壓設(shè)定值SV1=SV+k其中PV為靜葉頂壓測(cè)量值，即高爐的爐頂實(shí)際壓力值；SV為靜葉頂壓設(shè)定值，即高爐的爐頂壓力設(shè)定值，k為壓力常數(shù)，選6KPa～10KPa，或者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定；2)旁通閥的控制方法如下當(dāng)高爐煤氣能量回收裝置正常運(yùn)行過(guò)程中，由原煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)高爐的頂壓； 當(dāng)高爐發(fā)生了短暫的溢流工況，即煤氣流量突然加大，高爐爐頂壓力急劇升高，當(dāng)高爐爐頂壓力PV SV≥k時(shí)，其中，k為壓力常數(shù)，選6Kpa～10Kpa，旁通閥控制系統(tǒng)(12)啟動(dòng)，使第一旁通閥(9)快速打開(kāi)一定的角度并同時(shí)投入高爐頂壓的調(diào)節(jié)，其參與調(diào)節(jié)的旁通閥頂壓設(shè)定值為SV1=SV+k，此時(shí)如果高爐頂壓下降，那么原煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)重新恢復(fù)到高爐頂壓調(diào)節(jié)功能，第一旁通閥則逐漸自動(dòng)關(guān)閉。如果第一旁通閥(9)已經(jīng)全開(kāi)，且高爐頂壓繼續(xù)上升，則第二旁通閥(10)快速啟動(dòng)參與控制，當(dāng)高爐工況逐漸恢復(fù)正常，高爐頂壓下降，當(dāng)PV≤SV1時(shí)，第二旁通閥(10)逐漸自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)高爐頂壓PV≤SV1 k時(shí)，第一旁通閥(9)也逐漸自動(dòng)關(guān)閉，煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)重新恢復(fù)到頂壓調(diào)節(jié)功能。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一、第二旁通閥(9、10)為等直徑液 壓旁通閥。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高爐煤氣能量回收裝置旁通閥在高爐溢流時(shí)的控制方法，該方法在不對(duì)能量回收裝置旁通閥原有控制功能構(gòu)成任何影響的情況下，增加了旁通閥的頂壓安全調(diào)節(jié)聯(lián)鎖控制功能。在高爐煤氣能量回收裝置正常運(yùn)行時(shí)，高爐突然發(fā)生了溢流工況，使高爐爐頂壓力急劇升高，煤氣流量急劇加大，透平靜葉迅速全開(kāi)依然不能使高爐爐頂壓力下降時(shí)，旁通閥快速打開(kāi)一定角度使高爐爐頂壓力下降，當(dāng)高爐經(jīng)過(guò)短暫的溢流工況恢復(fù)正常時(shí)，靜葉伺服系統(tǒng)重新恢復(fù)了頂壓控制功能，從而保證高爐安全，此過(guò)程的轉(zhuǎn)換是平穩(wěn)的，同時(shí)避免了高爐煤氣能量回收裝置的頻繁停機(jī)。目前根據(jù)所投運(yùn)的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，該方法效果很好，極大的保證了高爐的生產(chǎn)安全。
文檔編號(hào)C21B7/00GK101899539SQ20101027158
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者張亞軍, 柳黎光, 王華強(qiáng), 翟天奎 申請(qǐng)人:西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司