高守龍

（本鋼集團公司燃氣廠，遼寧本溪117021）

TRT故障時對高爐頂壓的影響及對策

高守龍

（本鋼集團公司燃氣廠，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、入口壓力測量信號等幾起故障時對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，如果沒有可靠的對高爐頂壓的保護措施，將對高爐生產(chǎn)造成較大的影響。本文就本鋼集團板材公司燃氣廠TRT運行中出現(xiàn)的故障對高爐頂壓的影響及解決辦法做簡要介紹。

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PW公司環(huán)縫煤氣清洗技術(shù)后，其高壓爐頂和獨特的煤氣清洗方式，即獲得國內(nèi)同行業(yè)的認可，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

設計工作原理如下：

（1）TRT不運行時，TRT進、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，其設定值比高爐頂壓高3 kPa。

（3）TRT啟動，頂壓控制權(quán)由環(huán)縫過渡到旁通閥組的電動調(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不運行時，高爐主控室直接控制旁通閥組；TRT運行時，高爐主控室授權(quán)TRT控制室控制旁通閥組。

這套傳統(tǒng)的設計運行方式，在實際運行中存在下列問題：一個是在啟動，停車時，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，容易對爐頂壓力造成大的波動，甚至有時會出現(xiàn)誤操作而影響高爐的穩(wěn)定。另一個問題是，TRT和旁通閥組距離高爐較遠，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，產(chǎn)生的影響更大。根據(jù)上述存在的問題，我們對TRT的控制方式進行了改進，將原設計的靜葉調(diào)節(jié)爐頂壓力改為靜葉控制透平機入口壓力（已獲國家專利技術(shù)），而仍由環(huán)縫控制爐頂壓力。透平機入口壓力為P2=P1-ΔP，

其中P1——高爐頂壓設定值，

P2——虛擬的透平機入口壓力設定值，ΔP——環(huán)縫差壓設定值。

上式可通過PLC編程實現(xiàn)，PLC程序如圖2。

圖2 PLC編程

圖2 中：M1000.1——爐頂壓力與透平進氣壓力選者開關(guān)

DBD.152——高爐頂壓設定值

DBD.148——高爐頂壓測量值

DBD.4——透平進氣壓力測量值

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啟動前，在操作站上將高爐頂壓設定值/透平機入口壓力選擇開關(guān)（軟件實現(xiàn)）置于透平機入口壓力側(cè)，TRT系統(tǒng)進行低壓啟動→機組升速→機組并網(wǎng)→升功率，當透平進氣壓力測量值等于透平機入口壓力設定值P2時，頂壓調(diào)節(jié)器投自動進行無擾切換，靜葉開始自動跟蹤P2，波動范圍在±3 kPa之內(nèi)。由于塔后壓力穩(wěn)定，促使爐頂壓力進一步穩(wěn)定，在高爐布料時可控制在±5 kPa之內(nèi)。同時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行爐頂壓力調(diào)節(jié)過渡，所以操作步驟大為簡化，TRT系統(tǒng)的整個投運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運行時靜葉調(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，其設定值比P2高3 kPa。

3 典型故障對高爐頂壓的影響

3.1 TRT靜葉突然全關(guān)對高爐頂壓的影響

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。

在系統(tǒng)要求靜葉向開的方向動作時，在執(zhí)行過程中控制靜葉的伺服閥突然接到反向動作命令，造成靜葉全關(guān)。經(jīng)過機械、液壓、儀控等專業(yè)技術(shù)人員對故障原因進行的分析，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)投入運行。伺服閥經(jīng)中國運載火箭技術(shù)研究院第十八研究所檢測正常，結(jié)論是PLC系統(tǒng)輸出模板故障。

3.2 UPS電源停電對高爐頂壓的影響

2010年4月13日16：15分，7#高爐區(qū)域停電造成7#TRT輔助動力電源停電，由于TRT入口快切閥切斷而旁通閥組沒有及時打開，造成高爐頂壓直線上升，高爐放散管打開后頂壓仍達到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)場手動開啟旁通閥組泄掉高爐頂壓。事后查看設備管路，洗滌塔出口管道膨脹節(jié)，TRT入口管道膨脹節(jié)嚴重變形。

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

3.3 TRT入口壓力測量信號故障對高爐頂壓的影響

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

4 解決措施

為了從根本上解決TRT系統(tǒng)故障時對高爐帶來的影響，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)編程中實現(xiàn)，當控制系統(tǒng)檢測到TRT入口壓力實際值高于設定值P2一個數(shù)量級后（一般規(guī)定高于20 kPa），認為TRT系統(tǒng)出現(xiàn)問題，此時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，對高爐進行保護。

4.2 增加爐頂壓力超高旁通閥開啟功能

該項功能作為TRT入口壓力超高旁通閥開啟的后備保護，不論什么原因，只要檢測到爐頂壓力測量值高于設定值一個數(shù)量級（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，對高爐進行保護。

4.3 TRT入口壓力測量采用雙路控制

由于TRT入口壓力測量信號的重要性，一旦該信號出現(xiàn)虛假或故障，將導致TRT系統(tǒng)出現(xiàn)誤動作，因此引入雙測點進行雙路“與”控制，這樣降低了單路控制虛假信號帶來的危害。

5 結(jié)束語

通過對TRT控制技術(shù)的改進，提高了TRT故障時對高爐的保護，在實踐中取得了很好的應用效果，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，本科學歷，工企自動化專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事設備管理工作。