專利名稱：一種能量回收裝置旁通閥在靜葉異常全關時的控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高爐煤氣余壓余熱能量回收裝置領域，涉及一種控制方法，尤其是一 種能量回收裝置旁通閥在靜葉異常全關時的控制方法。
背景技術：
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)控制技術的快速發(fā)展，對于設備的安全性要求在不斷提高，同時高爐煤氣能量 回收裝置做為高爐的附屬設備，其運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)。當高爐煤氣能量回收裝置投入之后，減壓閥組3關閉，高爐1產(chǎn)生的煤 氣送入煤氣透平6帶動發(fā)電機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同時與煤 氣透平6并聯(lián)，快速切斷閥8設置在煤氣透平6入口，煤氣透平6與發(fā)電機7連接。高爐煤 氣能量回收裝置在正常運行期間，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 種控制方式在靜葉伺服系統(tǒng)5正常時可以滿足高爐1的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時才參 與控制，這種控制方式在靜葉伺服系統(tǒng)正常時可以滿足高爐爐頂壓力的控制要求，但是當 靜葉伺服系統(tǒng)5出現(xiàn)靜葉異?？焖偃P時，將極大的威脅高爐的生產(chǎn)安全。如何做到高爐 煤氣能量回收裝置在靜葉系統(tǒng)失效時，保證高爐的安全則是需要亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種能量回收裝 置旁通閥在透平靜葉異常全關時的控制方法，該方法能夠有效避免高爐煤氣能量回收裝置 在透平靜葉異常全關時對高爐的爐頂壓力(簡稱高爐頂壓)所產(chǎn)生的嚴重影響。為實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明采取如下的技術解決方案
一種能量回收裝置旁通閥在靜葉異常全關時的控制方法，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、第二旁通閥上設置位置傳感器，并將兩個 旁通閥通過旁通閥控制系統(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)設置有與門、或門、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 量信號為旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器提供一個頂壓測量值PVl ；高爐頂壓的設定信號SV經(jīng)過 數(shù)學運算處理，為旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器提供一個頂壓設定值SVl ；第一、第二旁通閥的
3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 度；
旁通閥頂壓控制參數(shù)與靜葉頂壓控制參數(shù)的關系如下 旁通閥頂壓測量值PV1=PV 旁通閥頂壓設定值SVl=SV+k
其中PV為靜葉頂壓測量值，即高爐的爐頂實際壓力值； SV為靜葉頂壓設定值，即高爐的爐頂壓力設定值； k為壓力常數(shù)，選5Kpa lOKpa，或者根據(jù)現(xiàn)場具體情況確定； 2)旁通閥的控制方法如下
當高爐煤氣能量回收裝置正常運行過程中，由原靜葉頂壓PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)高爐的頂
壓；
當靜葉伺服系統(tǒng)出現(xiàn)控制指令4 20mA電信號丟失，即原靜葉頂壓PID調(diào)節(jié)器的控制 信號小于4mA，原煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)的液壓機構(gòu)被關閉，導致高爐頂壓快速上升，當 高爐頂壓PV-SV > k時，旁通閥控制系統(tǒng)啟動，使第一旁通閥快速全開緊接著參與高爐頂壓 的調(diào)節(jié)，其參與調(diào)節(jié)的旁通閥頂壓設定值為SVl=SV+k，同時，第二旁通閥打開角度至20% 40% (可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整)，參與高爐頂壓的控制，使爐頂壓力恢復到基本穩(wěn)定；
接下來檢查靜葉伺服系統(tǒng)的電源和接線，如果短時間內(nèi)可恢復正常，則第一、第二旁通 閥逐漸關閉并退出高爐頂壓控制，高爐頂壓由原煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)恢復控制。本發(fā)明在不對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，該方法已經(jīng)在高爐煤氣能量回收裝置旁通閥控制中得到逐步的 應用，目前根據(jù)所投運機組的現(xiàn)場驗證，該高爐煤氣能量回收裝置旁通閥在靜葉異常全關 時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)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
具體實施例方式本發(fā)明首先通過對煤氣透平靜葉伺服控制系統(tǒng)的研究，以及高爐系統(tǒng)特點的研 究，分析造成透平靜葉異常全關的原因，提出旁通閥在透平靜葉異常全關時參與頂壓控制 的方法。參照圖2，高爐煤氣能量回收裝置旁通閥在靜葉異常全關時的控制方法，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設置位置傳感器(ZT)，并 將兩個旁通閥(9、10)通過旁通閥控制系統(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)設置有與門(AND，201)、或門(0R，202 )、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205和伺服閥206 ；旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器11與比較器203連接，比較器203通過旁通閥伺服控制器204和伺服閥206相 連，位置傳感器接收器205連接于伺服閥206和比較器203之間；其中，高爐頂壓的測量信 號為旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器11提供一個頂壓測量值PVl ；高爐頂壓的設定信號SV經(jīng)過數(shù) 學運算處理，為旁通閥頂壓PIDl調(diào)節(jié)器11提供一個頂壓設定值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)的開度。旁通閥頂壓控制參數(shù)與靜葉頂壓控制參數(shù)的關系 旁通閥頂壓測量值PV1=PV
旁通閥頂壓設定值SVl=SV+k
其中PV為靜葉頂壓測量值(高爐的爐頂實際壓力值);sv為靜葉頂壓設定值(高爐的爐 頂壓力設定值)，k為壓力常數(shù)，一般為5 IOKPa (具體可根據(jù)現(xiàn)場具體情況確定)。旁通閥的控制步驟如下
當高爐煤氣能量回收裝置正常運行過程中，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；
當原靜葉頂壓PID調(diào)節(jié)器出現(xiàn)控制指令信號丟失，即原靜葉頂壓PID調(diào)節(jié)器的控制信 號小于4mA (—般設定原靜葉頂壓PID調(diào)節(jié)器的控制信號為4mA 20mA，4mA對應于靜葉 伺服系統(tǒng)5的液壓機構(gòu)全關，20mA對應于靜葉伺服系統(tǒng)5的液壓執(zhí)行機構(gòu)全開)，使原煤氣 透平6的靜葉伺服系統(tǒng)5的液壓機構(gòu)全關，高爐爐頂壓力快速上升，當高爐爐頂壓力測量值 PV-SV彡k時(k值一般為5 lOKPa，可根據(jù)現(xiàn)場情況確定具體數(shù)值)，快速啟動液壓旁通 閥系統(tǒng)，使第一旁通閥9快速全開參與高爐頂壓的調(diào)節(jié)，其參與調(diào)節(jié)的旁通閥頂壓設定值 為SVl=SV+k，同時，第二旁通閥10角度打開至20% 40%，一起參與高爐頂壓的控制，旁通 閥頂壓測量值PVl與高爐的爐頂實際壓力測量值PV —致，SVl和PVl作為旁通閥頂壓PIDl 調(diào)節(jié)器的兩個輸入，最終由旁通閥控制高爐頂壓。此時可檢查靜葉伺服控制系統(tǒng)的接線和 電源，如果短時間內(nèi)不影響機組其它系統(tǒng)運行的情況下可恢復正常，則旁通閥退出高爐頂 壓控制，高爐頂壓由煤氣透平靜葉伺服系統(tǒng)恢復控制。如果煤氣透平靜葉伺服系統(tǒng)出現(xiàn)了較嚴重故障，不能短時間內(nèi)解決(一般為15分 鐘以內(nèi))，由于旁通閥組系統(tǒng)只是作為靜葉頂壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輔助措施，故不能長時間代替靜 葉伺服系統(tǒng)控制高爐頂壓的，所以要實施高爐煤氣能量回收裝置的緊急停機，以便對靜葉 伺服系統(tǒng)做全面的檢修。本發(fā)明的能量回收裝置旁通閥在靜葉異常全關時的控制方法先進可靠，達到了行 業(yè)的先進水平，避免了透平靜葉伺服系統(tǒng)的失效對于高爐生產(chǎn)的較大影響，經(jīng)多個現(xiàn)場驗 證，得到了非常理想的效果。
權(quán)利要求
一種能量回收裝置旁通閥在靜葉異常全關時的控制方法，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設置位置傳感器(ZT)，并將兩個旁通閥(9、10)通過旁通閥控制系統(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)設置有與門(AND，201)、或門(OR，202)、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205和伺服閥206；旁通閥頂壓PID1調(diào)節(jié)器11與比較器203連接，比較器203通過旁通閥伺服控制器204和伺服閥206相連，位置傳感器接收器205連接于伺服閥206和比較器203之間；其中，高爐頂壓的測量信號為旁通閥頂壓PID1調(diào)節(jié)器11提供一個頂壓測量值PV1；高爐頂壓的設定信號SV經(jīng)過數(shù)學運算處理，為旁通閥頂壓PID1調(diào)節(jié)器11提供一個頂壓設定值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)的開度。旁通閥頂壓控制參數(shù)與靜葉頂壓控制參數(shù)的關系如下旁通閥頂壓測量值PV1=PV旁通閥頂壓設定值SV1=SV+k其中PV為靜葉頂壓測量值，即高爐的爐頂實際壓力值；SV為靜葉頂壓設定值，即高爐的爐頂壓力設定值；k為壓力常數(shù)，選5 Kpa～10Kpa，或者根據(jù)現(xiàn)場具體情況確定；2)旁通閥的控制方法如下當高爐煤氣能量回收裝置正常運行過程中，由原煤氣透平的靜葉伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)高爐的頂壓；當原靜葉頂壓PID調(diào)節(jié)器出現(xiàn)控制指令4～20mA電信號丟失，即原靜葉頂壓PID調(diào)節(jié)器的控制信號小于4mA，原煤氣透平6的靜葉伺服系統(tǒng)5的液壓執(zhí)行機構(gòu)被全關，導致高爐頂壓快速上升，當高爐頂壓PV SV≥k時，旁通閥控制系統(tǒng)(12)啟動，使第一旁通閥(9)快速全開并緊接著參與高爐頂壓的調(diào)節(jié)，其參與調(diào)節(jié)的旁通閥頂壓設定值為SV1=SV+k，同時，第二旁通閥(10)打開角度至20%～40%(可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整)，參與高爐頂壓的控制，使爐頂壓力恢復到基本穩(wěn)定。3)檢查靜葉伺服系統(tǒng)的電源和接線，如果短時間內(nèi)可恢復正常，則第一、第二旁通閥逐漸關閉并退出高爐頂壓控制，高爐頂壓由靜葉伺服系統(tǒng)恢復控制。
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)明公開了一種能量回收裝置旁通閥在靜葉異常全關時的控制方法，該方法在不對能量回收裝置旁通閥的原有聯(lián)鎖停機控制功能構(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行期間，當透平靜葉由于某種原因(如靜葉伺服控制器失電，靜葉控制指令信號丟失等)突然快速關閉，導致高爐爐頂壓力的急劇上升，此時旁通閥快速全開并投入高爐爐頂壓力調(diào)節(jié)，在不停機的情況下可對靜葉伺服系統(tǒng)進行檢查，確定故障的原因和最終采取的措施，從而保證高爐安全，此過程的轉(zhuǎn)換是平穩(wěn)的，可避免高爐煤氣能量回收裝置不必要的頻繁停機。目前根據(jù)所投運的現(xiàn)場驗證，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C21B5/06GK101935722SQ20101027158
公開日2011年1月5日 申請日期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, 張保平, 王航, 賈旭濤 申請人:西安陜鼓動力股份有限公司