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1、8号高炉煤气余压透平发电装置的自动控制42柳钢科技2006年第2期8号高炉煤气余压透平发电装置的自动控制韦金珍林锋摘要介绍西门子Step7-400系统在柳钢8号高炉煤气余压透平发电装置(TRT)上的具体应用和取得的经验,包括控制系统的结构,程序设计思想和实现的功能简介.关键词高炉煤气余压透平发电装置(TRT)控制系统转速高炉炉顶压力AutomationControlofTopGasPressureRecoveryTurbine(TRT)inNo.8BlastFurnaceⅥeiJinzhenLinfengAbstractTheapplicationandexper
2、ienceincludingcontrolsystemconfigure,programdesignandfunctionrealizationofSiemensStep7—400systeminthetopgaspressurerecoveryturbine(TR1f)ofNo.8BlastFurnacehavebeenintroduced.KeyWordsTopGasPressureRecoveryTurbine(TR1f)inBlastFurnaceControlSystemRo-tateSpeedRoofPressureofBlastFurnace1引言高
3、炉炉顶煤气余压回收透平发电装置(TopGasPressureRecoveryTurbine简称TR1f)是目前国际上公认的有价值的二次能源回收装置.它是将高炉炉顶减压阀组中损失的高炉煤气能量(包括压力能和热能),经过透平膨胀做功来驱动发电机发电.从高炉送出的高压煤气经清洗除尘后,送到减压阀组和TRT装置.煤气在进入减压阀组之前转入TRT进口管,然后经由人口蝶阀,人口插板阀,快速切断阀后,进入透平膨胀做功.在快速切断阀前到透平出口后联有两个旁通快开阀,构成TRT紧急停机时的前馈调节,起疏导煤气流的作用,以保证炉顶斥力波动在允许的范围内,TRT装置减压阀组之间形成并联
4、关系.中不断膨胀做功,压力和温度逐级减低,并转化为动能作用于工作轮(即转子及动叶片)使之旋转,工作轮通过联轴器带动发电机一起转动而发电.叶栅出口的气体经过扩压器进行扩压,以提高其背压达一定值,然后经过蜗壳流出透平机,再经过出口插板阀,蝶阀进入减压阀组后管道供用户使用.TRT的工艺流程是高炉冶炼产生的带有细小炉料微粒的高炉煤气通过重力除尘器一次除尘后再经过干法除尘装置后就达到煤气含尘量≤5mg/m(标态下)的净煤气了,净煤气送到减压阀组和TRT装置.净煤气通过人口蝶阀,插板阀和快速切断阀后进入透平机.透平机膨胀做功后经出口插板阀,蝶阀后回煤气总管供用户使用.2工作原
5、理及工艺流程3控制系统TRT的工作原理是在减阀组前把高炉煤气引出,经过人口蝶阀,入口捅饭阀等阀门后进入透平机入口,通过导流器使气体转成轴向进入叶栅.气体在静叶栅和动叶栅组成的流道3.1系统构成柳钢8号高炉TRT装置的控制系统采用SIEMENS公司的Step7—400控制系统,系统硬件由控制器,扩展I/O支架,工程师站,操作2006年第2期韦金珍等:8号高炉煤气余压透平发电装置的自动控制43员站以及连接它们的Profibus通讯网和以太网(Ethernet)组成,为保证TRT机组长期安全,稳定的运行,整个系统包括CPU以及网络均按冗余方式配置.工程师站,操作员站采用
6、高性能的DELLPC,并安装运行SIEMENS公司的Step7—400应用控制软件包,包括下位机(Step7)和上位机(inCC监控中心)控制程序,负责控制数据运行过程中的缓存,记录,报警处理等,同时还提供标准操作站功能,可显示总趋势,分组,流程图等画面.两个CPU控制器通过冗余模件的高带宽光纤通道保持数据同步,可保证在切换时的控制连续性.3.2系统软件操作系统采用的是Windows2000.编程软件是两门子SIMATIC家族中的Step7--400,是一款为中档到高档性能范围的自动化任务而设计的功能强大的PLC.它提供语句表(IL),梯形图(LAD)和功能块图(
7、FBD)等3种编程语言,并可直接编程操作员站画面.综合应用这3种编程方法,方便地实现控制.监控软件是西门子系统自带的WinCC中央监控软件,利用它来完成对象相关的图形编辑,报警和信息编辑,变量存档,宴现对整个生产过程的运行参数和设备状态进行集中监控.4功能实现直用Step7-400控制系统,实现了对透平机和发电机运行状态及机械状态的监测,报警,记录,分析,对润滑油系统,动力油系统,氮气密封差压控制和管理,实现了单回路控制或手动控制难以实现的连锁保护功能,提高了整个机组安全运行的安全系数,降低操作员的劳动强度:FRT装置的自控主要包括启动联锁,自动升速摔制,功率/顶
8、压控制,正
