專利名稱：一種高爐共用型余壓能量回收的啟動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于高爐余壓能量回收裝置領(lǐng)域，涉及一種控制裝置，尤其是一種兩座高爐的共用型余壓能量回收的啟動控制裝置。
背景技術(shù)：
高爐冶煉是鋼鐵工業(yè)的支柱，但高爐的冶煉耗能很大，因此節(jié)能降耗是鋼鐵工業(yè) 面臨的一個突出問題，國家對此有相應(yīng)的政策支持。在傳統(tǒng)的高爐余壓能量回收裝置市場 中，通常采用一個高爐配置一臺高爐煤氣余壓能量回收裝置，目前在國內(nèi)鋼鐵企業(yè)，由于中 小高爐較多，為了降低成本，采用共用型余壓能量回收裝置是一個發(fā)展趨勢。共用型煤氣余 壓能量回收裝置作為鋼鐵工業(yè)的重大節(jié)能裝置，如何安全簡便的開機，如何與高爐減壓閥 組系統(tǒng)進行良好的配合，如何消除兩座高爐的頂壓相互干擾問題，則是需要解決的問題，尤 其是在高爐共用型煤氣余壓能量回收裝置的啟動控制和操作中。解決共用型煤氣余壓能量回收裝置在啟機過程中的啟動聯(lián)鎖和順序控制，以及與 高爐減壓閥組的配合方法，避免共用型煤氣余壓能量回收裝置在啟動過程中對于兩座高爐 頂壓產(chǎn)生較大影響。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種共用型煤氣余壓能量回收裝置的啟動控制裝 置，該裝置為兩座高爐共同使用一套共用型煤氣余壓能量回收裝置，不但可以同時控制兩 座高爐頂壓，更有噪音小的特點，所以共用型煤氣余壓能量回收裝置比傳統(tǒng)單機煤氣余壓 能量回收裝置的性能優(yōu)越而被逐漸推廣尤其是在中小高爐中。為實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型采取如下的技術(shù)解決方案一種高爐共用型煤氣余壓能量回收的啟動控制裝置，該裝置包括由煤氣透平機、 盤車電機、發(fā)電機和勵磁機串聯(lián)組成的共用型煤氣余壓能量回收裝置，其特征在于，所述的 共用型煤氣余壓能量回收裝置分別連接透平1#側(cè)工藝系統(tǒng)和透平2#側(cè)工藝系統(tǒng)，用于兩 座高爐共同使用；所述的透平1#側(cè)工藝系統(tǒng)包括相互連接的第一高爐、第一重力除塵器、第一布 袋除塵器和第一減壓閥組構(gòu)成的第一高爐減壓閥組，在第一布袋除塵器的輸出端依次串聯(lián) 有第一入口電動蝶閥、第一入口電動插板閥、第一流量計、第一緊急切斷閥和共用型煤氣余 壓能量回收裝置；所述的共用型煤氣余壓能量回收裝置由煤氣透平機1#側(cè)的第一靜葉、盤 車電機、發(fā)電機和勵磁機串聯(lián)組成，第一緊急切斷閥兩端并聯(lián)有第一均壓閥，煤氣透平機通 過串聯(lián)的第一出口電動插板閥和第一出口電動蝶閥連接到第一減壓閥組之后；第一液動旁 通閥與第二液動旁通閥并聯(lián)，并聯(lián)后的第一液動旁通閥與第二液動旁通閥與透平機的1# 側(cè)管路連通；所述的透平2#側(cè)工藝系統(tǒng)包括相互連接的第二高爐、第二重力除塵器、第二布 袋除塵器和第二減壓閥組構(gòu)成的第二高爐減壓閥組系統(tǒng)，在第二布袋除塵器的輸出端依次串聯(lián)有第二入口電動蝶閥、第二入口電動插板閥、第二流量計、第二緊急切斷閥和共用型煤氣余壓能量回收裝置，所述的共用型煤氣余壓能量回收裝置由煤氣透平機的2#側(cè)的第二 靜葉、盤車電機、發(fā)電機和勵磁機串聯(lián)組成，第二緊急切斷閥兩端并聯(lián)有第二均壓閥，煤氣 透平機的2#側(cè)管路通過串聯(lián)的第二出口電動插板閥和第二出口電動蝶閥連接到第二減壓 閥組之后；煤氣透平機的2#側(cè)管路上還有相互并聯(lián)的第三液動旁通閥與第四液動旁通閥， 第三液動旁通閥與第四液動旁通閥同時與第二流量計連接；在煤氣透平機的1#側(cè)的入口側(cè)和2#入口側(cè)之間，設(shè)置有入口電動連通閥，在煤氣 透平機的1#出口側(cè)和2#出口側(cè)之間，設(shè)置有出口電動連通閥，入口電動連通閥和出口電動 連通閥均帶有位置反饋檢測。所述的入口電動連通閥和出口電動連通閥的100%開度，作為共用型煤氣余壓能 量回收裝置的啟動聯(lián)鎖條件，在啟動過程中適當(dāng)?shù)年P(guān)閉入口電動連通閥一定的開度，當(dāng)所 述的共用型煤氣余壓能量回收裝置進入頂壓調(diào)節(jié)后，先關(guān)閉入口連通閥，然后再關(guān)閉出口 連通閥。本實用新型根據(jù)高爐減壓閥組系統(tǒng)的特點，使共用型高爐煤氣余壓能量回收裝置 的1#側(cè)和2#側(cè)分別與高爐減壓閥系統(tǒng)并聯(lián)，在共用型高爐余壓能量回收裝置的1#側(cè)和2# 側(cè)未投入之前，高爐頂壓由兩座高爐各自的減壓閥組系統(tǒng)控制，減壓后的煤氣進入工藝系 統(tǒng)；在共用型煤氣余壓能量回收裝置啟動過程中，高爐頂壓由減壓閥組系統(tǒng)控制，避免共用 型煤氣余壓能量回收裝置在啟動過程中對于高爐頂壓產(chǎn)生較大影響；在共用型煤氣余壓能 量回收裝置投入運行之后，高爐1頂壓由透平1#側(cè)靜葉控制，高爐20頂壓由透平2#側(cè)靜 葉控制，兩座高爐的減壓閥組都分別全關(guān)，兩座高爐頂壓設(shè)定值與測量值分別來自兩個高 爐，并輸入到兩個獨立的比例、積分、微分調(diào)節(jié)器(簡稱PID調(diào)節(jié)器)，透平機的1#靜葉組和 2#靜葉組分別依據(jù)兩個PID調(diào)節(jié)器的輸出值分別調(diào)節(jié)開度，最終控制兩座高爐爐頂壓力的 穩(wěn)定，由于兩個PID頂壓調(diào)節(jié)器在軟件控制邏輯上是獨立的，所以PID調(diào)節(jié)器的輸出是互不 干擾的，從而保證兩座高爐頂壓的控制互不干擾。本實用新型不同于傳統(tǒng)高爐煤氣余壓能 量回收裝置的形式，在傳統(tǒng)高爐煤氣余壓能量回收裝置只能控制一座高爐的頂壓。隨著鋼 鐵企業(yè)高爐的節(jié)能降耗及降成本項目的實施，共用型煤氣余壓能量回收裝置得到廣泛的應(yīng) 用，目前根據(jù)所投運的現(xiàn)場驗證，該啟動控制裝置效果很好。

圖1是高爐共用型煤氣余壓能量回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是啟動聯(lián)鎖邏輯框圖；圖3是啟動順序控制邏輯框圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
具體實施方式
參見圖1，依照本實用新型的技術(shù)方案，本實用新型的高爐共用型煤氣余壓能量回 收的啟動控制裝置，首先從1#高爐側(cè)工藝系統(tǒng)分析，包括相互連接的1#高爐1、1#重力除 塵器2、1#布袋除塵器3和四臺減壓閥組16構(gòu)成的第一高爐減壓閥組，在1#布袋除塵器3 的輸出端依次串聯(lián)有1#入口電動蝶閥4、1#入口電動插板閥5、1#流量計6、1#緊急切斷閥9和共用型煤氣余壓能量回收裝置，其中，共用型煤氣余壓能量回收裝置由煤氣透平機11 的1#側(cè)第一靜葉34、盤車電機19、發(fā)電機12和勵磁機13串聯(lián)組成，1#緊急切斷閥9兩端 并聯(lián)有1#均壓閥10，煤氣透平機11通過串聯(lián)的1#出口電動插板閥14和1#出口電動蝶閥 15連接到減壓閥組5之后。1#液動旁通閥組7與2#液動旁通閥組8并聯(lián)，同時與透平機11并聯(lián)，高爐煤氣 從布袋除塵器3流出后分為兩路，一路進入減壓閥組16，另一路通過1#入口電動蝶閥4、1# 入口電動插板閥5、1#流量計6、1#緊急切斷閥9、進入透平機11的1#入口。在透平機11 未投入之前，高爐煤氣通過第一高爐1的第一減壓閥組16，第一高爐1的頂壓由第一減壓閥 組16調(diào)節(jié)；當(dāng)高爐煤氣余壓能量回收裝置投入運行之后，第一減壓閥組16處于全關(guān)狀態(tài)， 煤氣透平機11驅(qū)動發(fā)電機12回收能量，透平機11的1#靜葉35調(diào)節(jié)第一高爐1的爐頂壓 力，第一高爐1的頂壓壓力設(shè)定值與測量值輸入到比例、積分、微分調(diào)節(jié)器33 (PID調(diào)節(jié)器) 中，其中測量值由第一高爐1爐頂壓力變送器(PT)測量，設(shè)定值來源于第一高爐1的頂壓 設(shè)定，PID調(diào)節(jié)器的輸出值作為指令信號控制透平靜葉開度，最終控制高爐1的爐頂壓力穩(wěn) 定。共用型煤氣余壓能量回收的2#側(cè)的工藝系統(tǒng)控制設(shè)備結(jié)構(gòu)與1#側(cè)相似，包括相 互連接的第二高爐20、第二重力除塵器21、第二布袋除塵器22和第二減壓閥組32構(gòu)成的 第二高爐減壓閥組，在第二布袋除塵器22的輸出端依次串聯(lián)有2#入口電動蝶閥23、2#入 口電動插板閥24、2#流量計25、2#緊急切斷閥28和共用型煤氣余壓能量回收裝置，所述的 共用型煤氣余壓能量回收裝置由煤氣透平機11的2#側(cè)的2#靜葉36、盤車電機19、發(fā)電機 12和勵磁機13串聯(lián)組成，2#緊急切斷閥28兩端并聯(lián)有2#均壓閥29，煤氣透平機11的2# 側(cè)管路通過串聯(lián)的2#出口電動插板閥30和2#出口電動蝶閥31連接到2#減壓閥組32之 后；煤氣透平機11的2#側(cè)管路上還有相互并聯(lián)的3#液動旁通閥26與4#液動旁通閥27， 3#液動旁通閥26與4#液動旁通閥27同時與2#流量計25連接。在煤氣透平機的1#入口側(cè)和2#入口側(cè)之間設(shè)置有入口電動連通閥18，在煤氣透 平機的1#出口側(cè)和2#出口側(cè)之間設(shè)置有出口電動連通閥17，該兩個入口、出口電動連通閥 在共用型余壓能量回收裝置啟動過程中，使入口連通閥關(guān)閉一定的開度(作為啟動條件， 在啟動前入口連通閥是全開的)，使煤氣透平機未投入側(cè)通過少量的煤氣，入口連通閥開度 的大小以透平機軸承溫度不升高為準，以防止透平機內(nèi)的溫度過高，對于機組的安全造成 嚴重影響。當(dāng)共用型高爐煤氣余壓能量回收裝置的1#側(cè)和2#側(cè)都完全投入后，入口電動 連通閥18和出口電動連通閥17依次關(guān)閉。共用型高爐煤氣余壓能量回收裝置的啟動條件聯(lián)鎖邏輯參見圖2，共用型高爐煤 氣余壓能量回收裝置的啟動聯(lián)鎖條件包括1#/2#/3#/4#液動旁通閥組全關(guān)、入口 /出口電 動連通閥全開、動力油供油總管壓力大于設(shè)定值、潤滑油最遠點壓大于設(shè)定值、電氣系統(tǒng)正 常、透平1#/2#靜葉全關(guān)、1#/2#入口電動碟閥全關(guān)、氮氣總管壓力大于設(shè)定值、冷卻循環(huán)水 進水總管大于設(shè)定值、各閥門轉(zhuǎn)換開關(guān)處于自動控制狀態(tài)、盤車裝置運行。當(dāng)上述條件都滿 足后，共用型高爐煤氣余壓能量回收裝置控制系統(tǒng)分別向兩座高爐控制系統(tǒng)同時發(fā)出申請 啟動信號，兩座高爐確定爐況正常后分別向共用型能量回收裝置發(fā)出允許啟動信號，此時 1#/2#入口電動蝶閥閉鎖解除，能量回收裝置的啟動條件具備。整個共用型高爐煤氣余壓能量回收裝置的啟動順序控制過程參見圖3，具體如下首先判斷煤氣余壓能量回收裝置的啟動條件是否滿足，如果滿足則煤氣余壓能量回收裝置向第一高爐1發(fā)出申請啟動信號，第一高爐1在接到該信號后判斷第一高爐1的工況是否 滿足煤氣余壓能量回收裝置的啟動需要，如果滿足則發(fā)出同意啟動信號給共用型煤氣余壓 能量回收裝置，接下來的步驟依次是首先打開1#出口電動蝶閥15，1#出口電動插板閥 14，1#均壓閥10，繼而打開1#緊急切斷閥9后即關(guān)1#均壓閥10 ；然后打開入口電動插板 閥5，慢開1#入口電動蝶閥4的開度逐漸達到50%，此時透平轉(zhuǎn)速逐漸開始上升到一定的 轉(zhuǎn)速值，當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，透平機的1#靜葉34自動打開直至開度時，2#靜葉36逐步打 開直至5 %開度，使少量煤氣通過透平2#側(cè)，緊接著HMI上的機組升速控制轉(zhuǎn)換開關(guān)將手動 操作轉(zhuǎn)入自動，，自動升速程序啟動，轉(zhuǎn)速延升速曲線平穩(wěn)上升，當(dāng)轉(zhuǎn)速達到3000r/min時， 自動升速程序停止，透平轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)投入并穩(wěn)定轉(zhuǎn)速到3000r/min ；接下來的步驟是發(fā)電機12并網(wǎng)，全開1#電動蝶閥4，煤氣透平機11升功率控制，1#減壓閥組16 逐漸緩慢關(guān)閉，當(dāng)其開度小于5%時，1#高爐1的爐頂壓力PID調(diào)節(jié)器33控制投入，1#高 爐1的頂壓由透平機11的1#側(cè)的靜葉33調(diào)節(jié)，共用型高爐煤氣余壓能量回收裝置的1# 側(cè)啟動結(jié)束，共用型高爐煤氣余壓能量回收裝置進入了 2#側(cè)啟動過程，此時2#高爐20已 經(jīng)發(fā)出了允許啟動信號，2#側(cè)的2#均壓閥29打開，2#快切閥28逐步打開，緊接著慢開2# 入口電動蝶閥24直至50%，慢開2#側(cè)的透平機11的靜葉36，共用型高爐煤氣余壓能量回 收裝置進入到了第二階段的升功率控制，當(dāng)2#高爐20的2#減壓閥組32逐步關(guān)閉至開度 ^ 5%時，第二階段的升功率控制結(jié)束，2#高爐20的爐頂壓力PID調(diào)節(jié)器35控制投入，2# 高爐20的頂壓由透平機11的2#側(cè)的靜葉36調(diào)節(jié)，高爐共用型煤氣余壓能量回收裝置2# 側(cè)啟動結(jié)束，共用型高爐煤氣余壓能量回收裝置進入正常工作狀態(tài)。有效的將兩座高爐的 煤氣余壓余熱能量轉(zhuǎn)換為電能。本實用新型的高爐共用型余壓能量回收的啟動控制裝置，安全易操作，達到了行 業(yè)的先進水平，在啟動過程中避免了對于高爐生產(chǎn)的較大影響，有效的解決了啟動過程中 兩座高爐的相互干擾影響，經(jīng)多個現(xiàn)場驗證，得到了非常理想的效果。
權(quán)利要求一種高爐共用型煤氣余壓能量回收的啟動控制裝置，該裝置包括由煤氣透平機(11)、盤車電機(19)、發(fā)電機(12)和勵磁機(13)串聯(lián)組成的共用型煤氣余壓能量回收裝置，其特征在于，所述的共用型煤氣余壓能量回收裝置分別連接透平1#側(cè)工藝系統(tǒng)和透平2#側(cè)工藝系統(tǒng)，用于兩座高爐共同使用；所述的透平1#側(cè)工藝系統(tǒng)包括相互連接的第一高爐(1)、第一重力除塵器(2)、第一布袋除塵器(3)和第一減壓閥組(16)構(gòu)成的第一高爐減壓閥組，在第一布袋除塵器(3)的輸出端依次串聯(lián)有第一入口電動蝶閥(4)、第一入口電動插板閥(5)、第一流量計(6)、第一緊急切斷閥(9)和共用型煤氣余壓能量回收裝置；所述的共用型煤氣余壓能量回收裝置由煤氣透平機(11)1#側(cè)的第一靜葉(34)、盤車電機(19)、發(fā)電機(12)和勵磁機(13)串聯(lián)組成，第一緊急切斷閥(9)兩端并聯(lián)有第一均壓閥(10)，煤氣透平機(11)通過串聯(lián)的第一出口電動插板閥(14)和第一出口電動蝶閥(15)連接到第一減壓閥組(32)之后；第一液動旁通閥(7)與第二液動旁通閥(8)并聯(lián)，并聯(lián)后的第一液動旁通閥(7)與第二液動旁通閥(8)與透平機(11)的1#側(cè)管路連通；所述的透平2#側(cè)工藝系統(tǒng)包括在煤氣透平機(11)的1#側(cè)的入口側(cè)和2#入口側(cè)之間，設(shè)置有入口電動連通閥(18)，在煤氣透平機(11)的1#出口側(cè)和2#出口側(cè)之間，設(shè)置有出口電動連通閥(17)，入口電動連通閥(18)和出口電動連通閥(17)均帶有位置反饋檢測。
2.如權(quán)利要求1所述的高爐共用型煤氣余壓能量回收的啟動控制裝置，其特征在于， 所述的入口電動連通閥(18)和出口電動連通閥(17)的100%開度，作為共用型煤氣余壓能 量回收裝置的啟動聯(lián)鎖條件，在啟動過程中適當(dāng)?shù)年P(guān)閉入口電動連通閥(18) —定的開度， 當(dāng)所述的共用型煤氣余壓能量回收裝置進入頂壓調(diào)節(jié)后，先關(guān)閉入口連通閥(18)，然后再 關(guān)閉出口連通閥(17)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于高爐共用型余壓能量回收的啟動控制裝置，一種高爐共用型煤氣余壓能量回收的啟動控制裝置，該裝置包括由煤氣透平機、盤車電機、發(fā)電機和勵磁機串聯(lián)組成的共用型煤氣余壓能量回收裝置，共用型煤氣余壓能量回收裝置分別連接透平1#側(cè)和2#側(cè)工藝系統(tǒng)，用于兩座高爐共同使用。本實用新型不同于傳統(tǒng)兩臺單機高爐煤氣余壓能量回收裝置，充分發(fā)揮DCS/PLC系統(tǒng)的先進控制功能，實現(xiàn)機組啟動順序控制、聯(lián)鎖條件、各啟動階段的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，尤其是對于入口和出口連通閥的開度控制，兩個不同階段的升功率控制，同時又降低控制系統(tǒng)的硬件成本。有效的發(fā)揮了高爐煤氣余壓能量回收裝置對高爐頂壓的控制優(yōu)勢，解決了兩座高爐頂壓的相互干擾的難題。
文檔編號C21B5/06GK201554505SQ20092024535
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者張亞軍, 張保平, 彭洪斌, 王華強, 王航 申請人:西安陜鼓動力股份有限公司