广东韶钢工程技术有限公司
前言
高炉煤气余压透平发电装置是我国一些领域中较为重要的能量收回装置。本钢TRT机组发电量约为3.4亿kWh，其中在运用的过程中，需要对TRT进行有效的控制，能够全面提升高炉定压的平稳性，以此达到有效的控制效果，从而实现高炉TRT自动控制系统旁通阀组控制方案的改造。
1. TRT工艺流程介绍
高炉TRT自动控制系统工艺流程具有较高的复杂性，高炉煤气的流动过程会经过煤气洗涤塔、气动阀以及插板阀等，再由透平机膨胀对其进行做功，以此为发电机提供一定的动能，为发电奠定基矗煤气在做功过程中，会经过插板阀，出口电动蝶阀进入净煤气低压管网，其中透平机出口前需要入口启动阀，透平机出口后进行旁通快开阀的并联。此外，TRT自动控制系统在运行过程中如果出现一定的异常情况，会产生正常停机情况，切断阀在切断的过程中将旁通快开阀打开，煤气经旁通快开阀进入低压煤气管网[1]。详见图1。
2.旁通阀组在TRT中的作用
TRT自动控制系统运行成本相对较大，并且具有较高的运行效率的优点，但是该系统是高炉冶炼附属设备，在TRT自动控制系统启动以及紧急停车时，对高炉顶压不会造成影响，均能够使高炉顶压保持稳定运行，由此可以看出，对TRT自动控制系统进行有效的控制，确保其稳定运行尤为重要。此外，旁通阀组与TRT之间有较大的联系，其中旁通阀组主要包含主调节阀以及液压快开发构成。TRT自动控制系统在启动以及正常运行的过程中，旁通阀组对高压顶压有较大的控制作用，并且对旁通阀组入口前压也有较好的控制效果，对高炉顶压稳定运行发挥着较为重要的作用[2]。除此之外，旁通阀组还能够对高炉顶压运行情况进行实时性调节，在此基础上需要以高炉顶压设定值为调节标准，主要是通过PID对旁通阀开度进行有效调控，以对高炉顶压达到较好的控制效果。
2.1 旁通阀组在TRT自动控制系统启动过程中的作用
旁通阀组在TRT自动控制系统启动过程中的作用主要表现在以下几个方面：
（1）TRT自动控制系统潘通阀组在操作过程中需要缓慢关闭，由于该步骤对系统的运行较为重要，需要专业的操作人员进行操作；
（2）在TRT自动控制系统入口压力控制模式下，旁通阀组中的调节阀会逐渐关闭，在此过程中，通过煤气洗涤塔环缝对高炉顶压进行游戏哦啊的调节与控制，其中煤气洗涤塔环缝需要缓慢打开，电动调节阀缓慢关闭；
（3）若TRT自动控制系统入口压力值与设定值相同时，高压顶压开始逐渐受主旁通阀的有效的控制；
（4）TRT自动控制系统在启动的过程中，透平机静叶会在此期间开启，该系统在运行中入口会产生一定的压力，主旁通阀在此过程中需要对其进行有效控制。
（5）若主旁通阀关闭后，无法对TRT自动控制系统入口压力进行控制，此时由透平机静叶对其实施有效控制，主要是因静叶调节值低于主旁通阀的调节值；
（6）在系统正常运行的情况下，煤气洗涤塔对高炉顶压进行严格控制，主旁通阀是高炉顶压的后备控制力量。
2.2 旁通阀组在TRT自动控制系统关闭过程中的作用
机组在并网过程中，机组功率会有较大的提升，在此过程中静叶角度会出现一定的变化，根据功率值而增加，旁通阀在此期间会逐渐关校此外，在进行功率增加的过程中，因静叶角度增大，是煤气量逐渐增大加，高炉炉顶压力在此过程中逐渐降低，由于高炉顶压依然受到比肖夫塔的控制，此时比肖夫塔会通过高炉顶压值对环缝开度进行自动调节，这在较大程度上能够保证高炉顶压运行过程中的稳定性。如果旁通阀在关闭过程中，关闭到一定程度时，一般采用比肖夫塔环缝控制措施来控制高炉顶压，其中透平入口会产生一定的压力，TRT侧顶压控制器能够对其实施全面控制，其中设定值与高炉顶压值相比相对较低，一般相差30KPa，TRT侧顶压控制器能够在较大程度上确保透平入口压力的稳定，以此保证洗涤塔差压处于一种较为稳定的状态，不但能够提高洗涤效果，而且在较大程度上还能对TRT进行能量的有效回收。
2.3 旁通阀组在TRT自动控制系统紧急停机过程中的作用
TRT自动控制系统在运行过程中，若出现故障停机，TRT入口中的快切阀能够在较短的时间内关闭，并且应在快切阀运行期间使其产生一定角度，这在较大程度上能够使煤气经过旁通阀，这在较大程度上能够有效避免高压顶压压力的变化，对高炉产生较大的冲击。此外，系统在设置过程中，对液动旁通快开阀进行了设置，将其中一台液动旁通快开阀作为主阀，若主阀由于一些因素无法打开时，需要备阀快速打开。旁通快开阀打开的角度主要是通过停机前一瞬间计算而得，停机后，TRT无法对高炉炉顶压力进行调节，在紧急停机的过程中，洗涤塔会顶压的调节不及时，此时旁通快开阀会自动控制高炉顶压，再进行有效的切换。除此之外，在紧急停机的过程中，较为重要的是开度计算，若开度过小，会使煤气流畅性受到影响，以此使压力增加，从而对高炉顶压产生一定影响；若开度较大，会产生超调情况，使高炉顶压出现一定的降低，大大降低高炉操作过程中的安全性。
3. 6号TRT旁通阀组存在的问题
TRT自动控制装置在运行过程中，一般情况下需要与与旁通阀组以并联的方式存在，若TRT存在一定异常时是设备停机的主要原因，旁通快开阀需要在快切阀运行期间在最短时间内打开，如果不能及时打开，会导致煤气没有途径流通，大大增加了高炉压力，极易产生较大的安全事故，因此旁通组在其中扮演着较为重要的设备。本钢6号TRT旁通阀组主要是由两台液压快开阀与主调节阀构成，其中主调节阀易通过了改造更新，一般情况下通过液压控制柜对两个液压快开阀提供一定液压动力，如果若液压控制柜存在异常，两个快开阀无法达到预期的效果，同时控制柜内的一些设备也没有备件，由此可以看出，旁通快开阀存在较大的安全隐患，这就需要将其改造为独立控制系统，这在较大程度上能够有效保证高炉高质量安全运行。
4. TRT自动控制系统改造方案
4.1 改造设备
在对旁通阀组进行改造时，一般需要采用国外的EHAS电液一体化执行机构，由图2所示[3]。EHAS是一种新型的电液一体化阀门执行机构，并且电子控制装置摆脱了传统运行方式，能够通过外部信号对调节角进行有效的控制，以此形成阀门位置。该设备有电液动力装置，产生油压给蓄能器充液，根据微处理装置与电磁阀控制装置，对调节阀连接的油缸位置进行实时性控制。
其中，监视装置具有一定的动力功能，并且还具有一定的诊断与记忆功能，对执行机构运行情况进行实时监控，对故障情况在最短时间内会发出报警信号。微处理控制装置，对电磁阀控制装置中的电磁阀起到有效的控制作用，同时根据外部信号对阀门进行实时性控制。
4.2 顶压自动调节优化
在对设备进行运用的过程中，信号的传输过程具有较大的波动性，其中顶压设定值在一定程度上存在误差，一般情况下误差值在-0.4～0.4kPa，与测量值有较大的相近，如果两个值存在反向误差，其误差值在-0.8～0.8 kPa，这在较大程度上降低了控制质量。为此，能够从以下几个方面实施优化：1，在对程序进行优化的过程中，需要对滤波程序实施增加，并且在此基础上对干扰数据实施优化，这在较大程度上能够降低误差干扰，能够有效提高数据传输过程中的稳定性；2，在对LVDT传感器进行更换时，需要输入标准信号，并且在此基础上对传感器量程实施多次校准，同时优化伺服控制器，以此全面提升伺服比例系数；3，在进行调试期间，对顶压控制PID参数使用不同数组，在热试阶段进行不同的试验，选择一组高精度最为参数，以此全面提升控制精度。
4.3 数据冗余优化保护
在对高炉顶压调节的过程中，信号稳定性与传输质量在其中扮演着较为重要的角色，在其中起到较为关键性的作用，若在数据传输的过程中，存在异常情况，会使静叶发生及时动作，使高炉顶压发生震荡情况，最终发生崩料的情况。此外，为了保证生产能够顺利实施，需要对传输信号实施改造，同时对程序信号采取冗余保护措施，主要表现在以下几个方面：1，通过以太网从高炉主控中进行数据的读取；2，对数据的测量采用透平入口煤气压力虚拟测量方法；3，若出现异常情况，程序中会通过虚拟信号最为测量值与设定值，以此最大程度上保证高炉顶压的稳定性。
4.4 改造方案的实施
由于本钢在我国较为紧缺，在对2号旁通快开阀改造过程中，原液压控制柜对1号旁通快开阀实施有效的控制，整个控制过程保持不变，2号快开阀在原有阀门的基础上增设EAHS电液一体化执行机构，其中，该执行机构主要集合了蓄能器、动力油站以及控制器等执行机构，能够与阀门直接相连，这在较大程度上能够有效节约供油管路，主要是因连接轴在管道侧面与管道平行，执行机构重量相对比较大，若在管道侧面，会在运行过程中产生较大的振动，极易损坏设备[4]。将阀门进行垂直旋转，并且把执行机构坐在管道上以此降低震动，以此提升设备使用寿命。对原阀门尺寸进行测绘并与执行机构相连，并为其提供电力，同时通过2号旁通快开阀电缆进行信号的反溃改造后的旁通快开阀实现独立控制系统， 两者系统运行互不影响。
5.结语
综上所述，旁通阀在高炉中尤为重要，能够对高炉顶压与TRT系统实施有效的控制，通过对旁通阀改造使原来2台旁通阀共用一个动力油站与供电系统的隐患得到较高改进，这在较大程度上符合旁通阀组的设计理念。改造后的TRTA机组对高炉顶压、故障停机突发故障时，旁通阀可迅速做出调整，以此提升系统运行过程中的安全性。
参考文献：
[1]李海波. 天铁高炉TRT自动控制系统的改进[J]. 天津冶金, 2017(1):28-31.
[2]侯军, 申世武, 张锐博,等. 高炉TRT启动阀控制技术应用分析[J]. 冶金动力, 2016(2):33-35.
[3]王鑫育. 3H-TRT控制系统的研究和应用[J]. 冶金能源, 2016, 35(5):60-61.
[4]刘洋, 杜建华, 张少伟,等. 高炉TRT系统10 kV配电柜涡流发热问题处理[J]. 设备管理与维修, 2017(12):53-54.
论文作者:张达
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第10期
论文发表时间:2019/7/18
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