TRT故障时对高炉顶压的影响及对策

高守龙

（本钢集团公司燃气厂，辽宁本溪117021）

TRT故障时对高炉顶压的影响及对策

高守龙

（本钢集团公司燃气厂，辽宁本溪117021）

介绍了TRT的工艺过程及控制方式,叙述了在发生静叶突然全关、UPS电源停电、入口压力测量信号等几起故障时对高炉顶压的影响以及解决问题的办法

TRT；入口压力控制；炉顶压力控制；旁通阀组

1 前言

TRT技术的发展是二次能源利用，它在降低炼铁工序成本上起着至关重要的作用。但在TRT系统故障时，如果没有可靠的对高炉顶压的保护措施，将对高炉生产造成较大的影响。本文就本钢集团板材公司燃气厂TRT运行中出现的故障对高炉顶压的影响及解决办法做简要介绍。

2 工艺过程及TRT控制方式

自2000年，本钢5#高炉首次成功引进PW公司环缝煤气清洗技术后，其高压炉顶和独特的煤气清洗方式，即获得国内同行业的认可，目前，已有十多家钢铁公司采用该系统，本钢的高炉均为环缝煤气清洗系统，TRT工艺流程如图1。

图1 TRT工艺流程图

设计工作原理如下：

（1）TRT不运行时，TRT进、出口管道的阀门全关，旁通阀组全开，高炉由环缝调顶压。

（2）TRT正常工作情况下，旁通阀组全关，环缝洗涤器处于恒差压工作方式，炉顶压力仅由TRT控制，旁通阀组的调节阀配合静叶控制高炉顶压，其设定值比高炉顶压高3 kPa。

（3）TRT启动，顶压控制权由环缝过渡到旁通阀组的电动调节阀，再由旁通阀组过渡到静叶。

（4）TRT停车，顶压控制权由TRT过渡到旁通阀组，再由旁通阀组过渡到环缝。

旁通阀组的控制由高炉主控室发出指令，TRT不运行时，高炉主控室直接控制旁通阀组；TRT运行时，高炉主控室授权TRT控制室控制旁通阀组。

这套传统的设计运行方式，在实际运行中存在下列问题：一个是在启动，停车时，炉顶压力的控制权需要经过旁通阀组过渡，操作过程较繁琐，容易对炉顶压力造成大的波动，甚至有时会出现误操作而影响高炉的稳定。另一个问题是，TRT和旁通阀组距离高炉较远，调节过程存在很大的滞后性，调节精度不够，尤其在高炉布料时，产生的影响更大。根据上述存在的问题，我们对TRT的控制方式进行了改进，将原设计的静叶调节炉顶压力改为静叶控制透平机入口压力（已获国家专利技术），而仍由环缝控制炉顶压力。透平机入口压力为P2=P1-ΔP，

其中P1——高炉顶压设定值，

P2——虚拟的透平机入口压力设定值，ΔP——环缝差压设定值。

上式可通过PLC编程实现，PLC程序如图2。

图2 PLC编程

图2 中：M1000.1——炉顶压力与透平进气压力选者开关

DBD.152——高炉顶压设定值

DBD.148——高炉顶压测量值

DBD.4——透平进气压力测量值

MD267——PID调节器SP值

MD55——PID调节器PV值

经过这样的改变后，TRT的控制过程为：在TRT启动前，在操作站上将高炉顶压设定值/透平机入口压力选择开关（软件实现）置于透平机入口压力侧，TRT系统进行低压启动→机组升速→机组并网→升功率，当透平进气压力测量值等于透平机入口压力设定值P2时，顶压调节器投自动进行无扰切换，静叶开始自动跟踪P2，波动范围在±3 kPa之内。由于塔后压力稳定，促使炉顶压力进一步稳定，在高炉布料时可控制在±5 kPa之内。同时该操作方法由于始终处于环缝调节炉顶压力，而不使用旁通阀组进行炉顶压力调节过渡，所以操作步骤大为简化，TRT系统的整个投运过程由原来的专职人员操作1.5 h左右，缩短到现在的由普通操作工操作30～40 min。

控制过程如下：

（1）不论TRT工作与否，高炉顶压始终由环缝控制。

（2）TRT运行时静叶调节TRT入口压力，旁通阀组的调节阀配合静叶控制TRT入口压力，其设定值比P2高3 kPa。

3 典型故障对高炉顶压的影响

3.1 TRT静叶突然全关对高炉顶压的影响

2011年5月5日8：50 1#TRT由于静叶突然全关，TRT入口前管道压力升高，造成炉顶压力超高，高炉放散阀开启，高炉要求TRT停机。

在系统要求静叶向开的方向动作时，在执行过程中控制静叶的伺服阀突然接到反向动作命令，造成静叶全关。经过机械、液压、仪控等专业技术人员对故障原因进行的分析，确定原因可能为：

（1）PLC系统输出模板故障。

（2）PLC输出模板至静叶伺服阀电缆故障。

（3）伺服阀放大器故障。

经过现场检查电缆绝缘正常，更换了输出模板和伺服阀放大器，系统投入运行。伺服阀经中国运载火箭技术研究院第十八研究所检测正常，结论是PLC系统输出模板故障。

3.2 UPS电源停电对高炉顶压的影响

2010年4月13日16：15分，7#高炉区域停电造成7#TRT辅助动力电源停电，由于TRT入口快切阀切断而旁通阀组没有及时打开，造成高炉顶压直线上升，高炉放散管打开后顶压仍达到350 kPa。由于停电，操作人员无法在电脑上操作旁通阀，只能到现场手动开启旁通阀组泄掉高炉顶压。事后查看设备管路，洗涤塔出口管道膨胀节，TRT入口管道膨胀节严重变形。

原因分析:由于TRT辅助电源停电，TRT快切阀快速切断煤气，同时发出信号使旁通阀组在0.5 s内快开。可是由于TRT系统UPS电源当时恰逢故障状态，导致PLC控制柜也处于停电状态，信号无法从TRT控制室PLC系统传出，旁通阀组也就无法开启。

3.3 TRT入口压力测量信号故障对高炉顶压的影响

2011年5月14日3时18分，1#TRT入口压力测量值为零，1#TRT静叶全关，造成炉顶压力超高，高炉放散阀开启。故障原因为TRT入口压力测量信号变送器故障，导致输出信号为零，TRT控制系统据此作出判断导致静叶全关。

4 解决措施

为了从根本上解决TRT系统故障时对高炉带来的影响，我们采取了以下措施：

4.1 增加TRT入口压力超高旁通阀开启功能

在系统编程中实现，当控制系统检测到TRT入口压力实际值高于设定值P2一个数量级后（一般规定高于20 kPa），认为TRT系统出现问题，此时PLC系统发出指令，要求旁通阀组的主作用快开阀开启，泄掉超高的压力，对高炉进行保护。

4.2 增加炉顶压力超高旁通阀开启功能

该项功能作为TRT入口压力超高旁通阀开启的后备保护，不论什么原因，只要检测到炉顶压力测量值高于设定值一个数量级（一般规定高于10 kPa），高炉的DCS系统发出指令要求旁通阀组的主作用快开阀开启，泄掉超高的压力，对高炉进行保护。

4.3 TRT入口压力测量采用双路控制

由于TRT入口压力测量信号的重要性，一旦该信号出现虚假或故障，将导致TRT系统出现误动作，因此引入双测点进行双路“与”控制，这样降低了单路控制虚假信号带来的危害。

5 结束语

通过对TRT控制技术的改进，提高了TRT故障时对高炉的保护，在实践中取得了很好的应用效果，满足了生产工艺的要求，而且投资少、见效快。

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

高守龙（1966-），男，本科学历，工企自动化专业，工程师，现从事设备管理工作。