DCS在TRT發(fā)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用

摘 要：介紹DCS在高爐配套TRT發(fā)電裝置中應(yīng)用，包括系統(tǒng)的硬件正常、實(shí)現(xiàn)功能及實(shí)際運(yùn)行效果。

關(guān)鍵詞：TRT；轉(zhuǎn)速；控制；DCS

引言

TRT發(fā)電裝置全程高爐煤氣余壓回收透平機(jī)發(fā)電裝置（Blast Furnace Gas Top Pressure Recovery TurbineUnit），是利用高爐煤氣所具有的壓力能、熱能，通過透平機(jī)鼓脹，使壓力能、熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電的一種裝置。這種裝置既回收了減壓閥組白白泄放的能量，又凈化了煤氣，降低了噪音，大大改善了高爐爐頂控制的品質(zhì)。該裝置具備結(jié)構(gòu)簡單、污染少、容量大、壽命長、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，在二次能源利用中獲得了廣泛的應(yīng)用。

在對TRT的控制中，存在著兩點(diǎn)與安全生產(chǎn)直接相關(guān)的重要因素：一是并入電網(wǎng)前對轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定控制；一是充分的保證高爐爐頂壓力的穩(wěn)定。文章介紹的TRT控制軟件包及控制系統(tǒng)在綜合設(shè)計(jì)中充分考慮了TRT運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定因素，并結(jié)合控制工藝的要求使用了一些獨(dú)特的專家控制方案，來滿足TRT安全、高效的要求。

1.工藝流程及系統(tǒng)配置

1.1.工藝流程

邯鋼公司7#（2000m3級）高爐TRT工藝流程如圖所示。高爐煤氣經(jīng)過畢肖夫洗滌塔凈化除塵后，經(jīng)過入口蝶閥、入口插板閥、快速切斷閥，進(jìn)入透平機(jī)，膨脹做功后經(jīng)過出口插板閥、出口蝶閥回至主管網(wǎng)。在入口插板閥前，透平機(jī)出口后主管網(wǎng)間并聯(lián)旁通閥組，在TRT正常停車或緊急停車時(shí)，進(jìn)行爐頂壓力控制。

1.2.系統(tǒng)裝配

機(jī)組控制系統(tǒng)采用YOKOGAWA CS3000控制系統(tǒng)，其中CPU、電源和通訊總線冗余配置，完成機(jī)組所必須的過程控制、邏輯控制和過程監(jiān)視功能?？刂葡到y(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)預(yù)留10%的余量。系統(tǒng)設(shè)置4臺操作站（包括一臺工程師站，三臺操作員站，其中一臺操作員站和一臺工程師站設(shè)置于現(xiàn)場控制室，其余兩臺操作員站設(shè)置于遠(yuǎn)程控制室），交換機(jī)兩臺預(yù)留多模光纖接口，實(shí)現(xiàn)編程及操作功能，上位機(jī)需具備3個(gè)月的歷史趨勢參數(shù)存儲能力。系統(tǒng)配置2臺彩色激光打印機(jī)（A4），該打印機(jī)具有報(bào)警打印、報(bào)表打印功能。

操作站與控制系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊，完成對機(jī)組的所有數(shù)據(jù)采集、儲存、過程調(diào)節(jié)、邏輯控制及保護(hù)操作功能。

能量回收透平膨脹機(jī)組與高爐中控室往來信號（模擬信號為：4—20mADC，開關(guān)量信號為：無源干接點(diǎn)。由信號發(fā)出側(cè)負(fù)責(zé)隔離措施，點(diǎn)對點(diǎn)聯(lián)絡(luò)，信號明細(xì)以原機(jī)組設(shè)計(jì)為準(zhǔn)）。

為確保TRT系統(tǒng)長周期安全、穩(wěn)定運(yùn)行，7#高爐TRT控制系統(tǒng)采用了 DCS系統(tǒng)。此系統(tǒng)應(yīng)用了最新信號處理技術(shù)，高速網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、可靠的軟件平臺和軟件設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場總線技術(shù)，采用了高性能的微處理器和成熟的先進(jìn)控制算法，具有高速可靠的輸入、輸出、運(yùn)算等過程的控制功能和聯(lián)鎖邏輯控制功能，能適應(yīng)更廣泛、更復(fù)雜的應(yīng)用要求，是一個(gè)全數(shù)字化、結(jié)構(gòu)靈活、功能完善新型開放式集散控制系統(tǒng)。

項(xiàng)目由一個(gè)工程師站、一個(gè)操作員站、一個(gè)控制站組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D見圖2.其中通訊網(wǎng)絡(luò)和主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡及重要的模擬量輸入、輸出通道采用冗余配置，保證系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。

2.控制要求與實(shí)現(xiàn)

TRT裝置的自控功能主要包括啟動(dòng)聯(lián)鎖控制、自動(dòng)升速控制、正常調(diào)頂壓控制、正常停機(jī)控制、緊急停機(jī)控制等，而各過程中保持爐頂壓力的穩(wěn)定是裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的安全。

2.1.啟動(dòng)聯(lián)鎖

TRT啟動(dòng)必須滿足特定的條件，并按照一定的步驟順序進(jìn)行。TRT正常啟動(dòng)的主要條件有：高爐同意、TRT允許啟動(dòng)、電器允許啟動(dòng)、潤滑油壓大于設(shè)定值、動(dòng)力油壓大于設(shè)定值、旁通閥、快切閥處于備用狀態(tài)、透平機(jī)靜葉全關(guān)等。如上述條件不滿足，TRT將在“啟動(dòng)聯(lián)鎖”程序的保護(hù)下，無法正常啟動(dòng)。