CN201554505U - 一种高炉共用型余压能量回收的启动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高炉共用型余压能量回收的启动控制装置，一种高炉共用型煤气余压能量回收的启动控制装置，该装置包括由煤气透平机、盘车电机、发电机和励磁机串联组成的共用型煤气余压能量回收装置，共用型煤气余压能量回收装置分别连接透平1#侧和2#侧工艺***，用于两座高炉共同使用。本实用新型不同于传统两台单机高炉煤气余压能量回收装置，充分发挥DCS/PLC***的先进控制功能，实现机组启动顺序控制、联锁条件、各启动阶段的平稳转换，尤其是对于入口和出口连通阀的开度控制，两个不同阶段的升功率控制，同时又降低控制***的硬件成本。有效的发挥了高炉煤气余压能量回收装置对高炉顶压的控制优势，解决了两座高炉顶压的相互干扰的难题。

Description

一种高炉共用型余压能量回收的启动控制装置

技术领域

本实用新型属于高炉余压能量回收装置领域，涉及一种控制装置，尤其是一种两座高炉的共用型余压能量回收的启动控制装置。

背景技术

高炉冶炼是钢铁工业的支柱，但高炉的冶炼耗能很大，因此节能降耗是钢铁工业面临的一个突出问题，国家对此有相应的政策支持。在传统的高炉余压能量回收装置市场中，通常采用一个高炉配置一台高炉煤气余压能量回收装置，目前在国内钢铁企业，由于中小高炉较多，为了降低成本，采用共用型余压能量回收装置是一个发展趋势。共用型煤气余压能量回收装置作为钢铁工业的重大节能装置，如何安全简便的开机，如何与高炉减压阀组***进行良好的配合，如何消除两座高炉的顶压相互干扰问题，则是需要解决的问题，尤其是在高炉共用型煤气余压能量回收装置的启动控制和操作中。

解决共用型煤气余压能量回收装置在启机过程中的启动联锁和顺序控制，以及与高炉减压阀组的配合方法，避免共用型煤气余压能量回收装置在启动过程中对于两座高炉顶压产生较大影响。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种共用型煤气余压能量回收装置的启动控制装置，该装置为两座高炉共同使用一套共用型煤气余压能量回收装置，不但可以同时控制两座高炉顶压，更有噪音小的特点，所以共用型煤气余压能量回收装置比传统单机煤气余压能量回收装置的性能优越而被逐渐推广尤其是在中小高炉中。

为实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种高炉共用型煤气余压能量回收的启动控制装置，该装置包括由煤气透平机、盘车电机、发电机和励磁机串联组成的共用型煤气余压能量回收装置，其特征在于，所述的共用型煤气余压能量回收装置分别连接透平1#侧工艺***和透平2#侧工艺***，用于两座高炉共同使用；

所述的透平1#侧工艺***包括：相互连接的第一高炉、第一重力除尘器、第一布袋除尘器和第一减压阀组构成的第一高炉减压阀组，在第一布袋除尘器的输出端依次串联有第一入口电动蝶阀、第一入口电动插板阀、第一流量计、第一紧急切断阀和共用型煤气余压能量回收装置；所述的共用型煤气余压能量回收装置由煤气透平机1#侧的第一静叶、盘车电机、发电机和励磁机串联组成，第一紧急切断阀两端并联有第一均压阀，煤气透平机通过串联的第一出口电动插板阀和第一出口电动蝶阀连接到第一减压阀组之后；第一液动旁通阀与第二液动旁通阀并联，并联后的第一液动旁通阀与第二液动旁通阀与透平机的1#侧管路连通；

所述的透平2#侧工艺***包括：相互连接的第二高炉、第二重力除尘器、第二布袋除尘器和第二减压阀组构成的第二高炉减压阀组***，在第二布袋除尘器的输出端依次串联有第二入口电动蝶阀、第二入口电动插板阀、第二流量计、第二紧急切断阀和共用型煤气余压能量回收装置，所述的共用型煤气余压能量回收装置由煤气透平机的2#侧的第二静叶、盘车电机、发电机和励磁机串联组成，第二紧急切断阀两端并联有第二均压阀，煤气透平机的2#侧管路通过串联的第二出口电动插板阀和第二出口电动蝶阀连接到第二减压阀组之后；煤气透平机的2#侧管路上还有相互并联的第三液动旁通阀与第四液动旁通阀，第三液动旁通阀与第四液动旁通阀同时与第二流量计连接；

在煤气透平机的1#侧的入口侧和2#入口侧之间，设置有入口电动连通阀，在煤气透平机的1#出口侧和2#出口侧之间，设置有出口电动连通阀，入口电动连通阀和出口电动连通阀均带有位置反馈检测。

所述的入口电动连通阀和出口电动连通阀的100％开度，作为共用型煤气余压能量回收装置的启动联锁条件，在启动过程中适当的关闭入口电动连通阀一定的开度，当所述的共用型煤气余压能量回收装置进入顶压调节后，先关闭入口连通阀，然后再关闭出口连通阀。

本实用新型根据高炉减压阀组***的特点，使共用型高炉煤气余压能量回收装置的1#侧和2#侧分别与高炉减压阀***并联，在共用型高炉余压能量回收装置的1#侧和2#侧未投入之前，高炉顶压由两座高炉各自的减压阀组***控制，减压后的煤气进入工艺***；在共用型煤气余压能量回收装置启动过程中，高炉顶压由减压阀组***控制，避免共用型煤气余压能量回收装置在启动过程中对于高炉顶压产生较大影响；在共用型煤气余压能量回收装置投入运行之后，高炉1顶压由透平1#侧静叶控制，高炉20顶压由透平2#侧静叶控制，两座高炉的减压阀组都分别全关，两座高炉顶压设定值与测量值分别来自两个高炉，并输入到两个独立的比例、积分、微分调节器(简称PID调节器)，透平机的1#静叶组和2#静叶组分别依据两个PID调节器的输出值分别调节开度，最终控制两座高炉炉顶压力的稳定，由于两个PID顶压调节器在软件控制逻辑上是独立的，所以PID调节器的输出是互不干扰的，从而保证两座高炉顶压的控制互不干扰。本实用新型不同于传统高炉煤气余压能量回收装置的形式，在传统高炉煤气余压能量回收装置只能控制一座高炉的顶压。随着钢铁企业高炉的节能降耗及降成本项目的实施，共用型煤气余压能量回收装置得到广泛的应用，目前根据所投运的现场验证，该启动控制装置效果很好。

附图说明

图1是高炉共用型煤气余压能量回收装置的结构示意图；

图2是启动联锁逻辑框图；

图3是启动顺序控制逻辑框图。

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

具体实施方式

参见图1，依照本实用新型的技术方案，本实用新型的高炉共用型煤气余压能量回收的启动控制装置，首先从1#高炉侧工艺***分析，包括相互连接的1#高炉1、1#重力除尘器2、1#布袋除尘器3和四台减压阀组16构成的第一高炉减压阀组，在1#布袋除尘器3的输出端依次串联有1#入口电动蝶阀4、1#入口电动插板阀5、1#流量计6、1#紧急切断阀9和共用型煤气余压能量回收装置，其中，共用型煤气余压能量回收装置由煤气透平机11的1#侧第一静叶34、盘车电机19、发电机12和励磁机13串联组成，1#紧急切断阀9两端并联有1#均压阀10，煤气透平机11通过串联的1#出口电动插板阀14和1#出口电动蝶阀15连接到减压阀组5之后。

1#液动旁通阀组7与2#液动旁通阀组8并联，同时与透平机11并联，高炉煤气从布袋除尘器3流出后分为两路，一路进入减压阀组16，另一路通过1#入口电动蝶阀4、1#入口电动插板阀5、1#流量计6、1#紧急切断阀9、进入透平机11的1#入口。在透平机11未投入之前，高炉煤气通过第一高炉1的第一减压阀组16，第一高炉1的顶压由第一减压阀组16调节；当高炉煤气余压能量回收装置投入运行之后，第一减压阀组16处于全关状态，煤气透平机11驱动发电机12回收能量，透平机11的1#静叶35调节第一高炉1的炉顶压力，第一高炉1的顶压压力设定值与测量值输入到比例、积分、微分调节器33(PID调节器)中，其中测量值由第一高炉1炉顶压力变送器(PT)测量，设定值来源于第一高炉1的顶压设定，PID调节器的输出值作为指令信号控制透平静叶开度，最终控制高炉1的炉顶压力稳定。

共用型煤气余压能量回收的2#侧的工艺***控制设备结构与1#侧相似，包括相互连接的第二高炉20、第二重力除尘器21、第二布袋除尘器22和第二减压阀组32构成的第二高炉减压阀组，在第二布袋除尘器22的输出端依次串联有2#入口电动蝶阀23、2#入口电动插板阀24、2#流量计25、2#紧急切断阀28和共用型煤气余压能量回收装置，所述的共用型煤气余压能量回收装置由煤气透平机11的2#侧的2#静叶36、盘车电机19、发电机12和励磁机13串联组成，2#紧急切断阀28两端并联有2#均压阀29，煤气透平机11的2#侧管路通过串联的2#出口电动插板阀30和2#出口电动蝶阀31连接到2#减压阀组32之后；煤气透平机11的2#侧管路上还有相互并联的3#液动旁通阀26与4#液动旁通阀27，3#液动旁通阀26与4#液动旁通阀27同时与2#流量计25连接。

在煤气透平机的1#入口侧和2#入口侧之间设置有入口电动连通阀18，在煤气透平机的1#出口侧和2#出口侧之间设置有出口电动连通阀17，该两个入口、出口电动连通阀在共用型余压能量回收装置启动过程中，使入口连通阀关闭一定的开度(作为启动条件，在启动前入口连通阀是全开的)，使煤气透平机未投入侧通过少量的煤气，入口连通阀开度的大小以透平机轴承温度不升高为准，以防止透平机内的温度过高，对于机组的安全造成严重影响。当共用型高炉煤气余压能量回收装置的1#侧和2#侧都完全投入后，入口电动连通阀18和出口电动连通阀17依次关闭。

共用型高炉煤气余压能量回收装置的启动条件联锁逻辑参见图2，共用型高炉煤气余压能量回收装置的启动联锁条件包括：1#/2#/3#/4#液动旁通阀组全关、入口/出口电动连通阀全开、动力油供油总管压力大于设定值、润滑油最远点压大于设定值、电气***正常、透平1#/2#静叶全关、1#/2#入口电动碟阀全关、氮气总管压力大于设定值、冷却循环水进水总管大于设定值、各阀门转换开关处于自动控制状态、盘车装置运行。当上述条件都满足后，共用型高炉煤气余压能量回收装置控制***分别向两座高炉控制***同时发出申请启动信号，两座高炉确定炉况正常后分别向共用型能量回收装置发出允许启动信号，此时1#/2#入口电动蝶阀闭锁解除，能量回收装置的启动条件具备。

整个共用型高炉煤气余压能量回收装置的启动顺序控制过程参见图3，具体如下：首先判断煤气余压能量回收装置的启动条件是否满足，如果满足则煤气余压能量回收装置向第一高炉1发出申请启动信号，第一高炉1在接到该信号后判断第一高炉1的工况是否满足煤气余压能量回收装置的启动需要，如果满足则发出同意启动信号给共用型煤气余压能量回收装置，接下来的步骤依次是：首先打开1#出口电动蝶阀15，1#出口电动插板阀14，1#均压阀10，继而打开1#紧急切断阀9后即关1#均压阀10；然后打开入口电动插板阀5，慢开1#入口电动蝶阀4的开度逐渐达到50％，此时透平转速逐渐开始上升到一定的转速值，当转速稳定后，透平机的1#静叶34自动打开直至≥5％开度时，2#静叶36逐步打开直至5％开度，使少量煤气通过透平2#侧，紧接着HMI上的机组升速控制转换开关将手动操作转入自动，，自动升速程序启动，转速延升速曲线平稳上升，当转速达到3000r/min时，自动升速程序停止，透平转速调节投入并稳定转速到3000r/min；

接下来的步骤是：

发电机12并网，全开1#电动蝶阀4，煤气透平机11升功率控制，1#减压阀组16逐渐缓慢关闭，当其开度小于5％时，1#高炉1的炉顶压力PID调节器33控制投入，1#高炉1的顶压由透平机11的1#侧的静叶33调节，共用型高炉煤气余压能量回收装置的1#侧启动结束，共用型高炉煤气余压能量回收装置进入了2#侧启动过程，此时2#高炉20已经发出了允许启动信号，2#侧的2#均压阀29打开，2#快切阀28逐步打开，紧接着慢开2#入口电动蝶阀24直至50％，慢开2#侧的透平机11的静叶36，共用型高炉煤气余压能量回收装置进入到了第二阶段的升功率控制，当2#高炉20的2#减压阀组32逐步关闭至开度≤5％时，第二阶段的升功率控制结束，2#高炉20的炉顶压力PID调节器35控制投入，2#高炉20的顶压由透平机11的2#侧的静叶36调节，高炉共用型煤气余压能量回收装置2#侧启动结束，共用型高炉煤气余压能量回收装置进入正常工作状态。有效的将两座高炉的煤气余压余热能量转换为电能。

本实用新型的高炉共用型余压能量回收的启动控制装置，安全易操作，达到了行业的先进水平，在启动过程中避免了对于高炉生产的较大影响，有效的解决了启动过程中两座高炉的相互干扰影响，经多个现场验证，得到了非常理想的效果。

Claims (2)

1.一种高炉共用型煤气余压能量回收的启动控制装置，该装置包括由煤气透平机(11)、盘车电机(19)、发电机(12)和励磁机(13)串联组成的共用型煤气余压能量回收装置，其特征在于，所述的共用型煤气余压能量回收装置分别连接透平1#侧工艺***和透平2#侧工艺***，用于两座高炉共同使用；

所述的透平1#侧工艺***包括：相互连接的第一高炉(1)、第一重力除尘器(2)、第一布袋除尘器(3)和第一减压阀组(16)构成的第一高炉减压阀组，在第一布袋除尘器(3)的输出端依次串联有第一入口电动蝶阀(4)、第一入口电动插板阀(5)、第一流量计(6)、第一紧急切断阀(9)和共用型煤气余压能量回收装置；所述的共用型煤气余压能量回收装置由煤气透平机(11)1#侧的第一静叶(34)、盘车电机(19)、发电机(12)和励磁机(13)串联组成，第一紧急切断阀(9)两端并联有第一均压阀(10)，煤气透平机(11)通过串联的第一出口电动插板阀(14)和第一出口电动蝶阀(15)连接到第一减压阀组(32)之后；第一液动旁通阀(7)与第二液动旁通阀(8)并联，并联后的第一液动旁通阀(7)与第二液动旁通阀(8)与透平机(11)的1#侧管路连通；

所述的透平2#侧工艺***包括：

在煤气透平机(11)的1#侧的入口侧和2#入口侧之间，设置有入口电动连通阀(18)，在煤气透平机(11)的1#出口侧和2#出口侧之间，设置有出口电动连通阀(17)，入口电动连通阀(18)和出口电动连通阀(17)均带有位置反馈检测。

2.如权利要求1所述的高炉共用型煤气余压能量回收的启动控制装置，其特征在于，所述的入口电动连通阀(18)和出口电动连通阀(17)的100％开度，作为共用型煤气余压能量回收装置的启动联锁条件，在启动过程中适当的关闭入口电动连通阀(18)一定的开度，当所述的共用型煤气余压能量回收装置进入顶压调节后，先关闭入口连通阀(18)，然后再关闭出口连通阀(17)。

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