CN214937585U - 一种trt高炉压力控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种TRT高炉压力控制系统，用于对高炉炉顶压力进行调节，包括：调压阀组、PID调节器、位置传感器、第一PLC单元；调压阀组与TRT并联设置；位置传感器设置于调压阀组上，用于实时监测调压阀组的实时位置，并将监测到的位置信号实时发送至PID调节器；第一PLC单元与第二PLC单元通讯，与PID调节器控制连接，并在接收到第二PLC单元发送的TRT信号后，向PID调节器发送调节信号；其中，TRT信号包括：TRT停机信号和/或TRT故障信号；第二PLC单元用于对TRT单独进行控制；PID调节器对接收到的位置信号与调节信号进行偏差对比，并根据比对结果控制调压阀组动作，以对高炉炉顶压力进行调节。

Description

一种TRT高炉压力控制系统

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，特别涉及一种TRT高炉压力控制系统。

背景技术

TRT(高炉煤气预压透平发电装置)是利用高炉冶炼的副产品(高炉煤气)具有的压力及热能，使煤气通过透平机做功，将其转化为机械能，驱动发电机或其它装置发电的一种二次能源回收装置。该装置既回收减压阀组释放的能量，又净化煤气、降低噪音、稳定炉顶压力、改善高炉生产的条件，不产生任何污染，可实现无公害发电。与TRT连接的地方，还有两组快开慢关的旁通阀(比如，例如FV106/FO107)，作为TRT停机时TRT与减压阀之间的平稳过渡使用，以确保高炉炉顶压力不产生大的波动，确保高炉生产的稳定安全。

另一方面，与TRT出口管网配备有冗余调压阀组，当TRT机组正常发电时，调压阀组全部处于后备关闭状态，只有TRT检修或出现重大故障时，调压阀组才会开启，因此，调压阀组95％以上的时间处于“闲置”状态。同时，TRT单独配备的旁通阀，所需控制器、伺服阀、管线结构复杂，工艺繁琐，成本较高。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种TRT高炉压力控制系统，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请提供了一种TRT高炉压力控制系统，用于对高炉炉顶压力进行调节，包括：调压阀组、PID调节器、位置传感器、第一PLC单元；所述调压阀组与TRT并联设置；所述位置传感器设置于所述调压阀组上，用于实时监测所述调压阀组的实时位置，并将监测到的位置信号实时发送至所述PID调节器；所述第一PLC单元与第二PLC单元通讯，与所述PID调节器控制连接，并在接收到所述第二PLC单元发送的TRT信号后，向所述PID调节器发送调节信号；其中，所述TRT信号包括：TRT停机信号和/或TRT故障信号；所述第二PLC单元用于对TRT单独进行控制；所述PID调节器对接收到的所述位置信号与所述调节信号进行偏差对比，并根据比对结果控制所述调压阀组动作，以对所述高炉炉顶压力进行调节。

优选的，所述调压阀组与所述PID调节器的输出端之间设置有I/V转换模块，对应的，所述位置传感器通过所述I/V转换模块将监测到的位置信号转换为直流电信号后，实时发送至所述PID调节器。

优选的，所述PID调节器的输出端与所述调压阀组之间设置由电液伺服阀，对应的，所述PID调节器通过所述电液伺服阀控制所述调压阀组的动作，以对所述高炉炉顶压力进行调节。

优选的，所述PID调节器的输出端与所述电液伺服阀之间设置有V/I转换模块，对应的，所述PID调节器发出的信号通过V/I转换模块转换为交流电信号后发送至所述电液伺服阀。

优选的，所述PID调节器与所述第二PLC单元通讯连接，并将所述调压阀组的位置信号实时发送至所述第一PLC单元和所述第二PLC单元。

优选的，所述第一PLC单元中预置所述调压阀组的输出开度，所述PID调节器根据比对结果，控制所述调压阀组动作至所述输出开度位置处，以对所述高炉炉顶压力进行调节。

优选的，所述调压阀组有多个，多个所述调压阀组并联设置。

优选的，多个所述调压阀组接力开启，动作至对应的所述输出开度位置处，以对所述高炉炉顶压力进行调节。

优选的，所述第二PLC单元输出DO点通过硬线接入所述第一PLC单元的DI点。

优选的，所述位置传感器为磁伸缩传感器。

有益效果：

本申请提供的实施例中，通过将调压阀组与TRT进行并联设置，并通过位置传感实时监测调压阀组的位置，并将监测到的位置信号实时发送至PID调节器；在第一PLC单元接收到第二PLC单元发送的TRT信号后，向PID调节器发送调节信号，由PID调节器对接收到的调节信号和位置进行好进行偏差对比，并根据比对结果控制调压阀组动作，实现对高炉炉顶压力的调节。籍此，利用高炉后备的调压阀组替代旁通阀，并能够实现旁通阀的作用，在TRT检修、故障时可以有效的TRT进行调压控制；同时，有效减少了控制器、伺服阀等液压设备的数量，管路结构更加简单，有效降低了系统成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：

图1为根据本申请的一些实施例提供的一种TRT高炉压力控制系统的结构示意图；

图2为根据本申请的一些实施例提供的一种TRT高炉压力控制系统的原理示意图；

图3为根据本申请的一些实施例提供的多组调压阀组的控制示意图。

附图标记说明：

101-第一PLC单元；102-调压阀组；103-PID调节器；104-V/I转换模块；105-电液伺服阀；106-位置传感器；107-I/V转换模块；108-第二PLC单元；901-透平机；902-发电机；903-柱塞泵；904-蓄能器。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。各个示例通过本申请的解释的方式提供而非限制本申请。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本申请的范围或精神的情况下，可在本申请中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本申请包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本申请的描述中，本申请中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

首先，需要说明的是，本申请实施例中，TRT(高炉煤气预压透平发电装置)利用高炉冶炼的副产品(高炉煤气)具有的压力及热能，使煤气通过透平机901做功，将其转化为机械能，驱动发电机902或其它装置发电。

图1为根据本申请的一些实施例提供的一种TRT高炉压力控制系统的结构示意图；图2为根据本申请的一些实施例提供的一种TRT高炉压力控制系统的原理示意图；如图1、图2所示，该TRT高炉压力控制系统，用于对高炉炉顶压力进行调节，包括：调压阀组102、PID调节器103、位置传感器106、第一PLC单元101。调压阀组102与TRT并联设置；位置传感器106设置于调压阀组102上，用于实时监测调压阀组102的实时位置，并将监测到的位置信号实时发送至PID调节器103；第一PLC单元101与第二PLC单元108，与PID调节器103控制连接，并在接收到第二PLC单元108发送的TRT信号后，向PID调节器103发送调节信号；其中，TRT信号包括：TRT停机信号和/或TRT故障信号；第二PLC单元108用于对TRT单独进行控制；PID调节器103对接收到的位置信号与调节信号进行偏差对比，并根据比对结果控制调压阀组102动作，以对高炉炉顶压力进行调节。

在本申请实施例中，第一PLC单元101为TRT高炉压力控制系统的控制单元，第二PLC单元108为TRT的控制单元，当TRT故障或需要检修时，第二PLC单元108向第一PLC单元101发出故障信号或停机信号，触发第一PLC单元101启动预先存储的调节程序，自动切换至调压阀组102的调节。

在本申请实施例中，在调压阀组102与PID调节器103的输出端之间设置有I/V转换模型，对应的，位置传感器106通过I/V转换模块107将监测到的位置信号转换为直流(DC)电信号(4～20mA)后，实时发送至PID调节器103。籍此，便于对调节信号与位置信号进行偏差对比。

在本申请实施例中，PID调节器103通过对位置信号和调节信号进行电流偏差对比，确定是否需要对调压阀组102的位置(开度)进行调节，当位置信号与调节信号的偏差较大时，PID调节器103控制调压阀组102向偏差减小的方向移动，直至位置信号和调节信号的电流偏差小于预设阈值，停止对调压阀组102的调节。

在本申请实施例中，PID调节器103的输出端与调压阀组102之间设置有电液伺服阀105，对应的，PID调节器103通过电液伺服阀105控制调压阀组102的动作，以对高炉炉顶压力进行调节。进一步的，PID调节器103的输出端与电液伺服阀105之间设置有V/I转换模块104，对应的，PID调节器103发出的信号通过V/I转换模块104转换为交流(AC)电信号(4～20mA)后发送至电液伺服阀105。

在本申请实施例中，调节信号经过PID控制器进行放大之后输出电压信号，再经V/I转换模块104转换后发送给电液伺服阀105，由电液伺服阀105控制调压阀组102向偏差减小的方向移动，直至调压阀组102动作至给定信号对应的位置上。

在本申请实施例中，PID调节器103与第二PLC单元108通讯连接，并将调压阀组102的位置信号实时发送至第一PLC单元101和第二PLC单元108。具体的，在PID调节器103内部经V/I转换后输出4～20mA的DC反馈信号至第二PLC单元108，由第二PLC单元108对调压阀组102的位置进行实时监视。

在本申请实施例中，第一PLC单元101中预置调压阀组102的输出开度，PID调节器103根据比对结果，控制调压阀组102动作至输出开度位置处，以对高炉炉顶压力进行调节。籍此，通过再第一PLC单元101中预先存储调节程序，当需要对TRT进行调压时，自动切换至调压阀组102，由调压阀组102根据设定的输出开度对TRT进行调压控制。

在本申请实施例中，第二PLC单元输出DO点通过硬线接入第一PLC单元108101的DI点；调压阀组102有多个，多个调压阀组102并联设置。进一步的，多个调压阀组102接力开启，动作至对应的输出开度位置处，以对高炉炉顶压力进行调节。

比如，在高炉出口净煤气管道配备4台液动调压阀组102，其中3台为DN700，一台为DN500，并设液压油站一间，配备蓄能器904、柱塞泵903等，液压控制间配小仪表柜一个，内设4套I/V(4～20mA转±10V)转换模块、4套V/I(±10V转4～20mA)转换模块；4台ATOS的PID调节器103；24VDC单双极开关8个、接线端子若干，如图3所示。当TRT重故障或其它异常情况，通过第二PLC单元输出DO点经硬接线接入至第一PLC单元101108的DI点，触发启动程序，自动切换到调压阀组102，第一PLC单元101中预置给定输出开度，如1#阀预开60％，2#阀预开30％，二者接力控制高炉顶压。当调压阀组102中某一台因故不能在给定时间内开到预设位时，第三台阀将快开备用。籍此，利用高炉后备的调压阀组102替代旁通阀，并能够实现旁通阀的作用，在TRT检修、故障时可以有效的TRT进行调压控制；同时，有效减少了控制器、伺服阀等液压设备的数量，管路结构更加简单，有效降低了系统成本。

在本申请实施例中，位置传感器106为磁伸缩传感器。来自第二PLC单元108输出的4路模拟量AO，经硬接线直接进入各自PID调节器103输入端，伺服油缸位置反馈，由磁伸缩传感器检测送出4～20mADC信号，经外部I/V转换模块107转换后送PID调节器103，在调节器内部经V/I转换模块104输出4～20mADC反馈信号远传至第二PLC单元108作阀位监视；另一路伺服油缸位置反馈经PID调节器103内部处理与给定信号进行偏差比较，并经PID运算放大后输出电压信号，再经外部V/I转换模块104转换后送MOOG电液伺服阀105，电液伺服阀105朝偏差减小方向动作，最终停留在与给定信号对应位置上。

本申请提供的实施例中，通过将调压阀组102与TRT进行并联设置，并通过位置传感实时监测调压阀组102的位置，并将监测到的位置信号实时发送至PID调节器103；在第一PLC单元101接收到第二PLC单元108发送的TRT信号后，向PID调节器103发送调节信号，由PID调节器103对接收到的调节信号和位置进行好进行偏差对比，并根据比对结果控制调压阀组102动作，实现对高炉炉顶压力的调节。籍此，利用高炉后备的调压阀组102替代旁通阀，并能够实现旁通阀的作用，在TRT检修、故障时可以有效的TRT进行调压控制；同时，有效减少了控制器、伺服阀等液压设备的数量，管路结构更加简单，有效降低了系统成本。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种TRT高炉压力控制系统，用于对高炉炉顶压力进行调节，其特征在于，包括：调压阀组、PID调节器、位置传感器、第一PLC单元；

所述调压阀组与TRT并联设置；

所述位置传感器设置于所述调压阀组上，用于实时监测所述调压阀组的实时位置，并将监测到的位置信号实时发送至所述PID调节器；

所述第一PLC单元与第二PLC单元通讯，与所述PID调节器控制连接，并在接收到所述第二PLC单元发送的TRT信号后，向所述PID调节器发送调节信号；其中，所述TRT信号包括：TRT停机信号和/或TRT故障信号；所述第二PLC单元用于对TRT单独进行控制；

所述PID调节器对接收到的所述位置信号与所述调节信号进行偏差对比，并根据比对结果控制所述调压阀组动作，以对所述高炉炉顶压力进行调节。

2.根据权利要求1所述的TRT高炉压力控制系统，其特征在于，所述调压阀组与所述PID调节器的输出端之间设置有I/V转换模块，

对应的，

所述位置传感器通过所述I/V转换模块将监测到的位置信号转换为直流电信号后，实时发送至所述PID调节器。

3.根据权利要求1所述的TRT高炉压力控制系统，其特征在于，所述PID调节器的输出端与所述调压阀组之间设置由电液伺服阀，

对应的，

所述PID调节器通过所述电液伺服阀控制所述调压阀组的动作，以对所述高炉炉顶压力进行调节。

4.根据权利要求3所述的TRT高炉压力控制系统，其特征在于，所述PID调节器的输出端与所述电液伺服阀之间设置有V/I转换模块，

对应的，

所述PID调节器发出的信号通过V/I转换模块转换为交流电信号后发送至所述电液伺服阀。

5.根据权利要求1所述的TRT高炉压力控制系统，其特征在于，所述PID调节器与所述第二PLC单元通讯连接，并将所述调压阀组的位置信号实时发送至所述第一PLC单元和所述第二PLC单元。

6.根据权利要求1所述的TRT高炉压力控制系统，其特征在于，所述第一PLC单元中预置所述调压阀组的输出开度，所述PID调节器根据比对结果，控制所述调压阀组动作至所述输出开度位置处，以对所述高炉炉顶压力进行调节。

7.根据权利要求6所述的TRT高炉压力控制系统，其特征在于，所述调压阀组有多个，多个所述调压阀组并联设置。

8.根据权利要求7所述的TRT高炉压力控制系统，其特征在于，多个所述调压阀组接力开启，动作至对应的所述输出开度位置处，以对所述高炉炉顶压力进行调节。

9.根据权利要求1所述的TRT高炉压力控制系统，其特征在于，所述第二PLC单元输出DO点通过硬线接入所述第一PLC单元的DI点。

10.根据权利要求1-9任一所述的TRT高炉压力控制系统，其特征在于，所述位置传感器为磁伸缩传感器。

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