摘 要:介紹了DCS在天津鋼管公司1000m3高爐配套TRT發(fā)電裝置中的應(yīng)用，包括系統(tǒng)的硬件組成、實(shí)現(xiàn)功能和實(shí)際運(yùn)行的效果。  
　　關(guān)鍵詞:TRT；轉(zhuǎn)速；控制;DCS 

　　0 引言  

　　TRT發(fā)電裝置全稱高爐煤氣余壓回收透平發(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)電機(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?shù)目刂破焚|(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)，在能源綜合利用中獲得了廣泛地應(yīng)用。  

　　在對高爐TRT裝置的控制中，存在兩點(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；一是充分保證高爐爐頂壓力的穩(wěn)定。文章介紹的高爐TRT控制軟件包及控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中綜合考慮了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。天津鋼管公司1000m3高爐配套TRT發(fā)電裝置的實(shí)際使用表明，整套軟件包及控制系統(tǒng)的應(yīng)用達(dá)到了令人滿意的效果，在采用全部回收發(fā)電的同時(shí)，能充分保證爐頂壓力的穩(wěn)定，對充分發(fā)揮機(jī)組的能量回收能力和保證安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟(jì)效益起到了很好的促進(jìn)作用。 

　　1 工藝流程及系統(tǒng)配置  

　　1．1 工藝流程  

　　天津鋼管公司1000 In3高爐TRT工藝流程如圖1所示。高爐煤氣經(jīng)過除塵裝置后，經(jīng)入口電動(dòng)碟閥、人口插板閥、快速切斷閥后，進(jìn)入透平機(jī)，然后經(jīng)出口插板閥、出口電動(dòng)碟閥到煤氣管網(wǎng)，在入口插板閥之前，透平出口之后并聯(lián)著旁通快開閥組，旁通閥組在正常停機(jī)和緊急停機(jī)時(shí)，進(jìn)行高爐頂壓控制。 

　　1．2 系統(tǒng)配置  

　　為保證TRT機(jī)組長期安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，天津鋼管公司1000 高爐TRT控制系統(tǒng)采用了Honey．well公司的Plantscape中小型DCS系統(tǒng)。此系統(tǒng)充分應(yīng)用了最新信號處理技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、可靠的軟件平臺和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)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，具有高速可靠的數(shù)據(jù)輸人、輸出、運(yùn)算等過程控制功能和聯(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、功能完善的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，而各過程中保持高爐頂壓的穩(wěn)定是裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵。  

　　本項(xiàng)目利用Plantscape DCS系統(tǒng)提供的圖形化組態(tài)功能，編制了用戶控制軟件包，很好地實(shí)現(xiàn)了上述要求。  

[$page]　　2．1 啟動(dòng)聯(lián)鎖  

　　TRT機(jī)組的啟動(dòng)必須滿足特定的條件，并按照一定的步驟順序進(jìn)行，當(dāng)條件不滿足時(shí)，則“啟動(dòng)聯(lián)鎖”程序投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)閥和人口電動(dòng)碟閥鎖閉。TRT機(jī)組正常啟動(dòng)的條件主要有：高爐同意，IRT啟動(dòng)、電氣允許Ⅱ啟動(dòng)、潤滑油壓力大于設(shè)定值、動(dòng)力油壓力大于設(shè)定值、透平靜葉全關(guān)等。如上述任何一個(gè)條件不滿足，TRT機(jī)組將（在“啟動(dòng)聯(lián)鎖”程序的保護(hù)下）無法正常啟動(dòng)。  

　　2．2 全自動(dòng)啟機(jī)  

　　啟動(dòng)過程主要分為升轉(zhuǎn)速、并網(wǎng)、升功率。為保證機(jī)組安全，TRT啟機(jī)必須按照一定順序有步驟的進(jìn)行，如圖3所示。 

　　升轉(zhuǎn)速過程主要依靠DCS控制啟動(dòng)閥、人口電動(dòng)碟閥、透平靜葉之間協(xié)同動(dòng)作，使轉(zhuǎn)速按照一定的升速曲線自動(dòng)升至并穩(wěn)定在目標(biāo)值，保證發(fā)電機(jī)并網(wǎng)順利進(jìn)行。升速曲線由4段不同斜率的直線組成，開始時(shí)，啟動(dòng)閥控制回路的設(shè)定值按照一定的速率自動(dòng)增加，依靠PID調(diào)節(jié)來控制啟動(dòng)閥逐步打開，轉(zhuǎn)速升到某一定值后，全開人口電動(dòng)碟閥，關(guān)閉啟動(dòng)閥，靜葉控制轉(zhuǎn)速回路自動(dòng)投入，按照升速曲線繼續(xù)升速，使得透平的轉(zhuǎn)速升到目標(biāo)值，并保持穩(wěn)定，等待并網(wǎng)。只要參數(shù)整定正確，