DCS在TRT发电装置自动控制中应用终端箱

　　摘要:介绍了DCS在天津钢管公司1000m3高炉配套TRT发电装置中的应用，包括系统的硬件组成、实现功能和实际运行的效果。
　　关键词:TRT；转速；控制;DCS

　　0引言

　　TRT发电装置全称高炉煤气余压回收透平发电装置（BlastFurnaceGasTopPressureRecoveryTurbineUnit），是利用高炉煤气所具有的压力能、热能，通过透平机鼓胀，使压力能、热能转化为机械能，驱动发电机发电的一种装置，这种装置既回收了减压阀组白白泄放的能量，又净化了煤气，降低了噪音，大大改善了高炉炉顶的控制品质。该装置具备结构简单、污染少、容量大、寿命长、节能等优点，在能源综合利用中获得了广泛地应用。

　　在对高炉TRT装置的控制中，存在两点与安全生产直接相关的重要因素：一是并入电网前对转速的稳定控制；一是充分保证高炉炉顶压力的稳定。文章介绍的高炉TRT控制软件包及控制系统在设计中综合考虑了TRT运行过程中可能出现的不稳定因素，并结合控制工艺的要求使用了一些独特的专家控制方案，来满足TRT安全、高效的要求。天津钢管公司1000m3高炉配套TRT发电装置的实际使用表明，整套软件包及控制系统的应用达到了令人满意的效果，在采用全部回收发电的同时，能充分保证炉顶压力的稳定，对充分发挥机组的能量回收能力和保证安全生产、提高经济效益起到了很好的促进作用。

　　1工艺流程及系统配置

　　1．1工艺流程

　　天津钢管公司1000In3高炉TRT工艺流程如图1所示。高炉煤气经过除尘装置后，经入口电动碟阀、人口插板阀、快速切断阀后，进入透平机，然后经出口插板阀、出口电动碟阀到煤气管网，在入口插板阀之前，透平出口之后并联着旁通快开阀组，旁通阀组在正常停机和紧急停机时，进行高炉顶压控制。

　　1．2系统配置

　　为保证TRT机组长期安全、稳定地运行，天津钢管公司1000高炉TRT控制系统采用了Honey．well公司的Plantscape中小型DCS系统。此系统充分应用了最新信号处理技术、高速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，具有高速可靠的数据输人、输出、运算等过程控制功能和联锁逻辑控制功能，能适应更广泛更复杂的应用要消磁线圈求，是一个全数字化、结构灵活、功能完善的新型开放式集散控制系统。

　　项目由一个工程师站、一个操作员站、一个控制站组成，系统结构拓扑图见图2。其中通讯网络和主控制卡、数据转发卡及重要的模拟量输入、输出通道采用冗余配置，保证系统安全高效运行。

　　2控制要求与实现

　　TRT装置的自控功能主要包括启动联冰箱电机锁控制、自动升速控制、正常调顶压控制、正常停机控制、紧急停机控制等，而各过程中保持高炉顶压的稳定是装置实现自动化的关键。

　　本项目利用PlantscapeDCS系统提供的图形化组态功能，编制了用户控制软件包，很好地实现了上述要求。

[$page]　　2．1启动联锁

　　TRT机组的启动必须满足特定的条件，并按照一定的步骤顺序进行，当条件不满足时，则“启动联锁”程序投入运行，实现启动阀和人口电动碟阀锁闭。TRT机组正常启动的条件主要有：高炉同意，IRT启动、电气允许Ⅱ启动、润滑油压力大于设定值、动力油压力大于设定值、透平静叶全关等。如上述任何一个条件不满足，TRT机组将（在“启动联锁”程序的保护下）无法正常启动。

　　2．2全自动启机

　　启动过程凉皮机主要分为升转速、并网、升功率。为保证机组安全，TRT启机必须按照一定顺序有步骤的进行，如图3所示。

　　升转速过程主要依靠DCS控制启动阀、人口电动碟阀、透平静叶之间协同动作，使转速按照一定的升速曲线自动升至并稳定在目标值，保证发电机并网顺利进行。升速曲线由4段不同斜率的直线组成，开始时，启动阀控制回路的设定值按照一定的速率自动增加，依靠PID调节来控制启动阀逐步打开，转速升到某一定值后，全开人口电动碟阀，关闭启动阀，静叶控制转速回路自动投入，按照升速曲线继续升速，使得透平的转速升到目标值，并保持稳定，等待并网。只要参数整定正确，