TRT故障時(shí)對(duì)高爐頂壓的影響及對(duì)策

高守龍

（本鋼集團(tuán)公司燃?xì)鈴S，遼寧本溪117021）

TRT故障時(shí)對(duì)高爐頂壓的影響及對(duì)策

高守龍

（本鋼集團(tuán)公司燃?xì)鈴S，遼寧本溪117021）

介紹了TRT的工藝過程及控制方式,敘述了在發(fā)生靜葉突然全關(guān)、UPS電源停電、入口壓力測(cè)量信號(hào)等幾起故障時(shí)對(duì)高爐頂壓的影響以及解決問題的辦法

TRT；入口壓力控制；爐頂壓力控制；旁通閥組

1 前言

TRT技術(shù)的發(fā)展是二次能源利用，它在降低煉鐵工序成本上起著至關(guān)重要的作用。但在TRT系統(tǒng)故障時(shí)，如果沒有可靠的對(duì)高爐頂壓的保護(hù)措施，將對(duì)高爐生產(chǎn)造成較大的影響。本文就本鋼集團(tuán)板材公司燃?xì)鈴STRT運(yùn)行中出現(xiàn)的故障對(duì)高爐頂壓的影響及解決辦法做簡(jiǎn)要介紹。

2 工藝過程及TRT控制方式

自2000年，本鋼5#高爐首次成功引進(jìn)PW公司環(huán)縫煤氣清洗技術(shù)后，其高壓爐頂和獨(dú)特的煤氣清洗方式，即獲得國(guó)內(nèi)同行業(yè)的認(rèn)可，目前，已有十多家鋼鐵公司采用該系統(tǒng)，本鋼的高爐均為環(huán)縫煤氣清洗系統(tǒng)，TRT工藝流程如圖1。

圖1 TRT工藝流程圖

設(shè)計(jì)工作原理如下：

（1）TRT不運(yùn)行時(shí)，TRT進(jìn)、出口管道的閥門全關(guān)，旁通閥組全開，高爐由環(huán)縫調(diào)頂壓。

（2）TRT正常工作情況下，旁通閥組全關(guān)，環(huán)縫洗滌器處于恒差壓工作方式，爐頂壓力僅由TRT控制，旁通閥組的調(diào)節(jié)閥配合靜葉控制高爐頂壓，其設(shè)定值比高爐頂壓高3 kPa。

（3）TRT啟動(dòng)，頂壓控制權(quán)由環(huán)縫過渡到旁通閥組的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，再由旁通閥組過渡到靜葉。

（4）TRT停車，頂壓控制權(quán)由TRT過渡到旁通閥組，再由旁通閥組過渡到環(huán)縫。

旁通閥組的控制由高爐主控室發(fā)出指令，TRT不運(yùn)行時(shí)，高爐主控室直接控制旁通閥組；TRT運(yùn)行時(shí)，高爐主控室授權(quán)TRT控制室控制旁通閥組。

這套傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行方式，在實(shí)際運(yùn)行中存在下列問題：一個(gè)是在啟動(dòng)，停車時(shí)，爐頂壓力的控制權(quán)需要經(jīng)過旁通閥組過渡，操作過程較繁瑣，容易對(duì)爐頂壓力造成大的波動(dòng)，甚至有時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤操作而影響高爐的穩(wěn)定。另一個(gè)問題是，TRT和旁通閥組距離高爐較遠(yuǎn)，調(diào)節(jié)過程存在很大的滯后性，調(diào)節(jié)精度不夠，尤其在高爐布料時(shí)，產(chǎn)生的影響更大。根據(jù)上述存在的問題，我們對(duì)TRT的控制方式進(jìn)行了改進(jìn)，將原設(shè)計(jì)的靜葉調(diào)節(jié)爐頂壓力改為靜葉控制透平機(jī)入口壓力（已獲國(guó)家專利技術(shù)），而仍由環(huán)縫控制爐頂壓力。透平機(jī)入口壓力為P2=P1-ΔP，

其中P1——高爐頂壓設(shè)定值，

P2——虛擬的透平機(jī)入口壓力設(shè)定值，ΔP——環(huán)縫差壓設(shè)定值。

上式可通過PLC編程實(shí)現(xiàn)，PLC程序如圖2。

圖2 PLC編程

圖2 中：M1000.1——爐頂壓力與透平進(jìn)氣壓力選者開關(guān)

DBD.152——高爐頂壓設(shè)定值

DBD.148——高爐頂壓測(cè)量值

DBD.4——透平進(jìn)氣壓力測(cè)量值

MD267——PID調(diào)節(jié)器SP值

MD55——PID調(diào)節(jié)器PV值

經(jīng)過這樣的改變后，TRT的控制過程為：在TRT啟動(dòng)前，在操作站上將高爐頂壓設(shè)定值/透平機(jī)入口壓力選擇開關(guān)（軟件實(shí)現(xiàn)）置于透平機(jī)入口壓力側(cè)，TRT系統(tǒng)進(jìn)行低壓?jiǎn)?dòng)→機(jī)組升速→機(jī)組并網(wǎng)→升功率，當(dāng)透平進(jìn)氣壓力測(cè)量值等于透平機(jī)入口壓力設(shè)定值P2時(shí)，頂壓調(diào)節(jié)器投自動(dòng)進(jìn)行無擾切換，靜葉開始自動(dòng)跟蹤P2，波動(dòng)范圍在±3 kPa之內(nèi)。由于塔后壓力穩(wěn)定，促使?fàn)t頂壓力進(jìn)一步穩(wěn)定，在高爐布料時(shí)可控制在±5 kPa之內(nèi)。同時(shí)該操作方法由于始終處于環(huán)縫調(diào)節(jié)爐頂壓力，而不使用旁通閥組進(jìn)行爐頂壓力調(diào)節(jié)過渡，所以操作步驟大為簡(jiǎn)化，TRT系統(tǒng)的整個(gè)投運(yùn)過程由原來的專職人員操作1.5 h左右，縮短到現(xiàn)在的由普通操作工操作30～40 min。

控制過程如下：

（1）不論TRT工作與否，高爐頂壓始終由環(huán)縫控制。

（2）TRT運(yùn)行時(shí)靜葉調(diào)節(jié)TRT入口壓力，旁通閥組的調(diào)節(jié)閥配合靜葉控制TRT入口壓力，其設(shè)定值比P2高3 kPa。

3 典型故障對(duì)高爐頂壓的影響

3.1 TRT靜葉突然全關(guān)對(duì)高爐頂壓的影響

2011年5月5日8：50 1#TRT由于靜葉突然全關(guān)，TRT入口前管道壓力升高，造成爐頂壓力超高，高爐放散閥開啟，高爐要求TRT停機(jī)。

在系統(tǒng)要求靜葉向開的方向動(dòng)作時(shí)，在執(zhí)行過程中控制靜葉的伺服閥突然接到反向動(dòng)作命令，造成靜葉全關(guān)。經(jīng)過機(jī)械、液壓、儀控等專業(yè)技術(shù)人員對(duì)故障原因進(jìn)行的分析，確定原因可能為：

（1）PLC系統(tǒng)輸出模板故障。

（2）PLC輸出模板至靜葉伺服閥電纜故障。

（3）伺服閥放大器故障。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢查電纜絕緣正常，更換了輸出模板和伺服閥放大器，系統(tǒng)投入運(yùn)行。伺服閥經(jīng)中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院第十八研究所檢測(cè)正常，結(jié)論是PLC系統(tǒng)輸出模板故障。

3.2 UPS電源停電對(duì)高爐頂壓的影響

2010年4月13日16：15分，7#高爐區(qū)域停電造成7#TRT輔助動(dòng)力電源停電，由于TRT入口快切閥切斷而旁通閥組沒有及時(shí)打開，造成高爐頂壓直線上升，高爐放散管打開后頂壓仍達(dá)到350 kPa。由于停電，操作人員無法在電腦上操作旁通閥，只能到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)開啟旁通閥組泄掉高爐頂壓。事后查看設(shè)備管路，洗滌塔出口管道膨脹節(jié)，TRT入口管道膨脹節(jié)嚴(yán)重變形。

原因分析:由于TRT輔助電源停電，TRT快切閥快速切斷煤氣，同時(shí)發(fā)出信號(hào)使旁通閥組在0.5 s內(nèi)快開?？墒怯捎赥RT系統(tǒng)UPS電源當(dāng)時(shí)恰逢故障狀態(tài)，導(dǎo)致PLC控制柜也處于停電狀態(tài)，信號(hào)無法從TRT控制室PLC系統(tǒng)傳出，旁通閥組也就無法開啟。

3.3 TRT入口壓力測(cè)量信號(hào)故障對(duì)高爐頂壓的影響

2011年5月14日3時(shí)18分，1#TRT入口壓力測(cè)量值為零，1#TRT靜葉全關(guān)，造成爐頂壓力超高，高爐放散閥開啟。故障原因?yàn)門RT入口壓力測(cè)量信號(hào)變送器故障，導(dǎo)致輸出信號(hào)為零，TRT控制系統(tǒng)據(jù)此作出判斷導(dǎo)致靜葉全關(guān)。

4 解決措施

為了從根本上解決TRT系統(tǒng)故障時(shí)對(duì)高爐帶來的影響，我們采取了以下措施：

4.1 增加TRT入口壓力超高旁通閥開啟功能

在系統(tǒng)編程中實(shí)現(xiàn)，當(dāng)控制系統(tǒng)檢測(cè)到TRT入口壓力實(shí)際值高于設(shè)定值P2一個(gè)數(shù)量級(jí)后（一般規(guī)定高于20 kPa），認(rèn)為TRT系統(tǒng)出現(xiàn)問題，此時(shí)PLC系統(tǒng)發(fā)出指令，要求旁通閥組的主作用快開閥開啟，泄掉超高的壓力，對(duì)高爐進(jìn)行保護(hù)。

4.2 增加爐頂壓力超高旁通閥開啟功能

該項(xiàng)功能作為TRT入口壓力超高旁通閥開啟的后備保護(hù)，不論什么原因，只要檢測(cè)到爐頂壓力測(cè)量值高于設(shè)定值一個(gè)數(shù)量級(jí)（一般規(guī)定高于10 kPa），高爐的DCS系統(tǒng)發(fā)出指令要求旁通閥組的主作用快開閥開啟，泄掉超高的壓力，對(duì)高爐進(jìn)行保護(hù)。

4.3 TRT入口壓力測(cè)量采用雙路控制

由于TRT入口壓力測(cè)量信號(hào)的重要性，一旦該信號(hào)出現(xiàn)虛假或故障，將導(dǎo)致TRT系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)作，因此引入雙測(cè)點(diǎn)進(jìn)行雙路“與”控制，這樣降低了單路控制虛假信號(hào)帶來的危害。

5 結(jié)束語

通過對(duì)TRT控制技術(shù)的改進(jìn)，提高了TRT故障時(shí)對(duì)高爐的保護(hù)，在實(shí)踐中取得了很好的應(yīng)用效果，滿足了生產(chǎn)工藝的要求，而且投資少、見效快。

Effects of TRT Fault on Furnace Top Pressure and Countermeasures

GAO Shou-long
(Gas Plant,Benxi Iron&Steel(Group)Co.,Ltd.,Benxi,Liaoning 117021,China)

The TRT process and control modes are introduced.The effects of sudden closure of static blades,UPS power outage and fault of inlet pressure measurement signal on furnace top pressure are described.The solving methods are given.

TRT;inlet pressure control;furnace top pressure control;bypass valve set

TK229

B

1006-6764（2013）07-0040-03

2013-02-21

高守龍（1966-），男，本科學(xué)歷，工企自動(dòng)化專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事設(shè)備管理工作。