1 概述
我國已經(jīng)投入使用了很多高爐煤氣余壓發(fā)電系統(tǒng)（簡稱TRT），其工藝系統(tǒng)和控制系統(tǒng)各式各樣，大多比較復(fù)雜。筆者認(rèn)為TRT很有發(fā)展?jié)摿Γ琓RT的控制系統(tǒng)與工藝系統(tǒng)是密切相關(guān)的，相同的工藝系統(tǒng)可以采用不同的控制系統(tǒng)方案，控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步優(yōu)化，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性可以進(jìn)一步提高。本文將以唐鋼1號(hào)高爐TRT為例，著重介紹TRT核心控制系統(tǒng)的功能和各種優(yōu)化控制方案。
2 TRT工藝系統(tǒng)
TRT工藝系統(tǒng)見圖1。從高爐送出的高壓煤氣經(jīng)（重力除塵器除塵后，送到一級(jí)文氏管（1VS）和二級(jí)文氏管（2VS）；在文氏管內(nèi)對(duì)煤氣進(jìn)行噴水冷卻，經(jīng)過降溫）清洗和除塵處理后，送到余壓透平發(fā)電裝置和減壓閥組；在減壓閥組之前轉(zhuǎn)入TRT進(jìn)口管。經(jīng)全封閉液壓插板閥，緊急切斷閥，調(diào)速閥，可調(diào)靜葉進(jìn)入透平膨脹做功，透平帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。膨脹后的煤氣先經(jīng)旋流板脫水器脫水，再經(jīng)出口全封閉插板閥，送到減壓閥組后的煤氣主管上。這樣TRT與減壓閥組就形成了并聯(lián)關(guān)系。在入口插板閥之后，出口插板閥之前，與TRT并聯(lián)有一旁通管及快開慢關(guān)旁通閥（簡稱旁通快開閥），作為TRT緊急停機(jī)時(shí)，TRT與減壓閥組之間的平穩(wěn)過渡之用，以確保高爐爐頂壓力不產(chǎn)生大的波動(dòng)。從TRT和減壓閥組出來的低壓煤氣再送到高爐煤氣柜和用戶。
T R T 工 藝 流 程 圖 （圖1）
TRT的運(yùn)行工況有：起動(dòng)、正常運(yùn)行、電動(dòng)運(yùn)行、正常停機(jī)、緊急停機(jī)；在能量回收方式上分為：部分回收方式、平均回收方式和全部回收方式；在操作方式上分為：手動(dòng)、自動(dòng)（半自動(dòng)）和全自動(dòng)。TRT專用調(diào)節(jié)器的工作原理詳見圖2。
3 TRT主要控制系統(tǒng)的工作原理
TRT過程檢測和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，首先是要確保證高爐頂壓穩(wěn)定，在保證高爐正常生產(chǎn)的前提下，最大限度地回收高爐煤氣壓力的潛在能量，同時(shí)具有適應(yīng)高爐異常時(shí)控制爐頂壓力的能力。TRT主要檢測和控制項(xiàng)目有:
閥位開度調(diào)節(jié)及控制
閥位開度控制是將調(diào)速閥或可調(diào)靜葉按一定速率逐漸開啟或關(guān)閉，使系統(tǒng)平穩(wěn)過渡，防止?fàn)t頂壓力過大的波動(dòng)，并將開度停留在事先設(shè)定的任一位置上，以限制流過透平的煤氣量，進(jìn)而控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率。也可防止調(diào)速閥或可調(diào)靜葉開過頭或關(guān)過頭，起到閥位開度控制限幅及抗積分飽和作用。另外還有一個(gè)更重要的作用是從高爐拉煤氣的作用。可調(diào)靜葉在未參與自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，是通過開度設(shè)定來控制可調(diào)靜葉開度的。調(diào)速閥開度范圍為全關(guān)0°~90°全開，可調(diào)靜葉的開度范圍為全關(guān)－24°~＋16°全開。可調(diào)靜葉在事故狀態(tài)下還能實(shí)現(xiàn)快速關(guān)閉。
轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)及控制
轉(zhuǎn)速關(guān)系到發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的同步和安全運(yùn)行，也關(guān)系到其它輔機(jī)的啟停。當(dāng)轉(zhuǎn)速過高或發(fā)電機(jī)周波過高和過低時(shí)都要跳閘而緊急停機(jī)。為可靠起見，安裝了兩只磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，通過高速計(jì)數(shù)器測量透平轉(zhuǎn)速，然后用高位選擇器選出其中較高信號(hào)，作為轉(zhuǎn)速的測量值，送入專用調(diào)節(jié)器以控制轉(zhuǎn)速。
負(fù)荷調(diào)節(jié)及控制
負(fù)荷控制功能是防止電網(wǎng)發(fā)生故障，使發(fā)電機(jī)超負(fù)荷，使透平發(fā)電機(jī)輸出功率在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)波動(dòng)，通過專用調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，用最大負(fù)荷設(shè)定限定負(fù)荷。此外，還設(shè)置了3%的初期負(fù)荷設(shè)定值。
爐頂壓力調(diào)節(jié)及控制
本系統(tǒng)不改動(dòng)原有爐頂壓力~~減壓閥組控制回路,只在原系統(tǒng)上并一個(gè)爐頂壓力調(diào)節(jié)器來控制TRT系統(tǒng)中的調(diào)速閥或可調(diào)靜葉，利用調(diào)速閥或可調(diào)靜葉實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制爐頂壓力，在不改變高爐操作的情況下，實(shí)現(xiàn)由TRT控制爐頂壓力。
TRT與減壓閥組并列運(yùn)行時(shí)，送入TRT爐頂壓力調(diào)節(jié)器的爐頂壓力測量值與高爐原有爐頂壓力~~減壓閥組控制回路的測量值是同一信號(hào)；同時(shí)將高爐原有爐頂壓力~~減壓閥組控制回路的設(shè)定值送入TRT爐頂壓力調(diào)節(jié)器，經(jīng)過爐頂壓力設(shè)定值偏差（減去或加上一個(gè)固定差值）運(yùn)算后，使其略低于或高于高爐原有爐頂壓力~~減壓閥組控制回路的設(shè)定值，然后作為TRT爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值。這樣就能使TRT爐頂壓力調(diào)節(jié)器自動(dòng)跟蹤高爐的設(shè)定值，同時(shí)也決定了高爐頂壓的設(shè)定權(quán)仍在高爐，高爐操作工只需同以往一樣操作即可。高爐爐頂壓力可由TRT控制，也可由減壓閥組控制，有時(shí)是兩者同時(shí)進(jìn)行爐頂壓力的控制。
將上述四個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)通過一低值選擇器選出其低能級(jí)的信號(hào)輸入伺服放大器，伺服放大器通過控制電－液轉(zhuǎn)換器，再通過液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制調(diào)速閥或可調(diào)靜葉的開度。
上述系統(tǒng)是TRT的核心部分，它是根據(jù)TRT的運(yùn)行特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的專用調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，它的功能都是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)編程時(shí)為專用調(diào)節(jié)器系統(tǒng)中調(diào)速閥和可調(diào)靜葉的分程控制共制定了五種控制方案，具體如下：
1) 調(diào)速閥單控：將可調(diào)靜葉鎖定在全開位置，采用調(diào)速閥對(duì)TRT進(jìn)行全程控制；
2) 可調(diào)靜葉單控：將調(diào)速閥鎖定在全開位置，采用可調(diào)靜葉對(duì)TRT進(jìn)行全程控制；
3) 調(diào)速閥和可調(diào)靜葉分程控制：調(diào)速閥和可調(diào)靜葉的關(guān)系是通過軟件運(yùn)算進(jìn)行分程控制的，即將可調(diào)靜葉鎖定在某一開度位置，用調(diào)速閥對(duì)TRT進(jìn)行啟動(dòng)、升速和并網(wǎng)控制，待并網(wǎng)后，調(diào)速閥再慢慢全開，并自動(dòng)切換到控制可調(diào)靜葉開度。在此之前，可調(diào)靜葉停留在開度設(shè)定器設(shè)定值的位置上。可以改變調(diào)速閥的特性曲線，提高調(diào)速閥的靈敏度，實(shí)現(xiàn)對(duì)透平轉(zhuǎn)速的精確控制。
4) 調(diào)速閥和可調(diào)靜葉分程控制：調(diào)速閥和可調(diào)靜葉的關(guān)系是通過軟件運(yùn)算進(jìn)行分程控制的，即將調(diào)速閥鎖定在某一開度位置，用可調(diào)靜葉對(duì)TRT進(jìn)行啟動(dòng)、升速和并網(wǎng)控制，待并網(wǎng)后，調(diào)速閥再慢慢全開，并自動(dòng)切換到可調(diào)靜葉控制。在此之前，調(diào)速閥停留在開度設(shè)定器設(shè)定值的位置上。可以改變可調(diào)靜葉的特性曲線，提高可調(diào)靜葉的靈敏度，實(shí)現(xiàn)對(duì)透平轉(zhuǎn)速的精確控制。
5) 調(diào)速閥由增加的可調(diào)靜葉前壓控制系統(tǒng)控制，可調(diào)靜葉由專用調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制：利用可調(diào)靜葉前壓檢測與調(diào)速閥組成可調(diào)靜葉前壓控制系統(tǒng)，在TRT并網(wǎng)前，調(diào)速閥由前壓控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，開度控制范圍0-100%，前壓控制系統(tǒng)將可調(diào)靜葉前壓穩(wěn)定在某一壓力值，進(jìn)行恒壓控制，并網(wǎng)后前壓設(shè)定值按一定的速率升高，調(diào)速閥繼續(xù)開大直到全開，前壓控制系統(tǒng)完成任務(wù)，輸出恒定在98%的位置上使調(diào)速閥穩(wěn)定。可調(diào)靜葉由專用調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制，開度控制范圍0-100%。此方案用前壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制調(diào)速閥，用專用調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制可調(diào)靜葉，調(diào)速閥和可調(diào)靜葉各控各的，參數(shù)穩(wěn)定好調(diào)；可以有效避免TRT并網(wǎng)前，可調(diào)靜葉前壓受高爐加料的影響，影響升速和并網(wǎng)。另外通過調(diào)速閥和可調(diào)靜葉的配合還可以提高可調(diào)靜葉的靈敏度，可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)前對(duì)透平轉(zhuǎn)速的精確控制。
6) 上述五個(gè)分程控制方案，方案1和方案2比較簡單，但控制的平穩(wěn)性和控制的精確性較差；方案3和方案4實(shí)施較為復(fù)雜，控制的平穩(wěn)性較差，但可以改變調(diào)速閥和可調(diào)靜葉的特性曲線，提高調(diào)速閥和可調(diào)靜葉的靈敏度，實(shí)現(xiàn)對(duì)透平轉(zhuǎn)速的精確控制。方案五實(shí)施較為簡單，控制的平穩(wěn)性和控制的精確性高。
專用調(diào)節(jié)器能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)，半自動(dòng)（人工給定設(shè)定值）及全自動(dòng)（按專用調(diào)節(jié)器內(nèi)設(shè)的程序自動(dòng)控制上述起動(dòng)、停機(jī)過程,操作時(shí)將各段設(shè)定值設(shè)定好后，操作透平的自動(dòng)起、停開關(guān)即可）等控制；上述三種操作方式還可以任意組合，如手動(dòng)＋半自動(dòng)，手動(dòng)＋全自動(dòng)，半自動(dòng)＋全自動(dòng)，操作上非常靈活；并能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)，半自動(dòng)及全自動(dòng)的無擾動(dòng)切換控制；另外在機(jī)旁設(shè)有緊急停機(jī)操作按鈕。TRT自動(dòng)起動(dòng)和正常停機(jī)均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)給定設(shè)定值，并按一定的速率升降，還可通過人工干預(yù)實(shí)現(xiàn)跳步或保持自動(dòng)運(yùn)行的階段；緊急停機(jī)時(shí)不管專用調(diào)節(jié)器處于什么控制方式，都將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制調(diào)節(jié)器的設(shè)定值自動(dòng)給到最小，并將控制方式都打到手動(dòng)；爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器的設(shè)定值等于原爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值；同時(shí)專用調(diào)節(jié)器的輸出也都將自動(dòng)給到最小，以便使調(diào)速閥和可調(diào)靜葉閥位能迅速關(guān)閉。
前饋控制系統(tǒng)
在不改造減壓閥組的條件下，在本系統(tǒng)內(nèi)增加旁通快開閥，通過前饋控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)緊急情況下TRT與高爐控制系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡。
當(dāng)發(fā)生透緊急停機(jī)時(shí)，透平入口處的緊急切斷閥立即關(guān)閉，為防止?fàn)t頂壓力劇烈波動(dòng)，需將旁通快開閥迅速打開（因該閥的信號(hào)超前于爐頂壓力的變化，故稱之為前饋信號(hào)）。
前饋信號(hào)來源于調(diào)速閥和可調(diào)靜葉閥位傳感器的開度信號(hào)，將這兩個(gè)信號(hào)經(jīng)過實(shí)時(shí)補(bǔ)償運(yùn)算，折算為旁通快開閥相應(yīng)的開度信號(hào)，同時(shí)處于待機(jī)狀態(tài)，一旦緊急切斷閥關(guān)閉，前饋信號(hào)立即接入旁通快開閥，并令其開到相應(yīng)的開度。旁通快開閥從全關(guān)~~全開約需2秒鐘。因煤氣清洗系統(tǒng)及管網(wǎng)會(huì)使頂壓的變化存在容積滯后，減壓閥組的調(diào)節(jié)作用要等5~10秒后才能使頂壓有反應(yīng)，故可用旁通快開閥的快開慢關(guān)動(dòng)作來確保爐頂壓力的穩(wěn)定，并使?fàn)t頂壓力的控制由TRT過渡到減壓閥組。
報(bào)警及安全聯(lián)鎖控制系統(tǒng)
通過軟件編程，使各種參數(shù)的超限及設(shè)備的故障診斷都能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并將超限的參數(shù)和故障發(fā)生的部位顯示出來。
緊急情況下能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)，并記錄打印停機(jī)事故原因，不管是什么原因引起的停機(jī)，其信號(hào)都不能自動(dòng)消除，要等操作工或工程技術(shù)人員排除故障并復(fù)位后，才能消除停機(jī)信號(hào)。
除上述由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的安全聯(lián)鎖外，為安全起見，還設(shè)計(jì)了獨(dú)立于計(jì)算機(jī)的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)操作。上述功能是將PID 控制回路、模擬量報(bào)警、特殊功能編程及梯級(jí)邏輯編程等功能結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)的。
4 TRT的運(yùn)轉(zhuǎn)控制
TRT準(zhǔn)備啟動(dòng)時(shí)，先開啟潤滑油系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，然后開啟出口插板閥、入口插板閥和緊急切斷閥，即將各項(xiàng)起動(dòng)前的準(zhǔn)備工作均作好之后，具體啟動(dòng)可以劃分為以下幾個(gè)階段：
1) 先將系統(tǒng)復(fù)位，按全自動(dòng)操作方式將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制、爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器都打到遠(yuǎn)程控制方式，閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制調(diào)節(jié)器的設(shè)定值都將由計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)定到初始位置值零位，爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器的設(shè)定值減去一個(gè)偏差值；開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制、爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器打到自動(dòng)位置，并使負(fù)荷控制調(diào)節(jié)器和爐頂壓力調(diào)節(jié)器的輸出跟蹤低選輸出。功率調(diào)節(jié)器的輸出和爐頂壓力調(diào)節(jié)器的輸出在啟動(dòng)過程中需要加以限定，因?yàn)槠漭敵鍪遣淮_定的，低選后會(huì)影響轉(zhuǎn)速和閥位控制。
2) 檢查系統(tǒng)正常后，按啟動(dòng)按鈕開始起動(dòng)透平，計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)定閥位開度控制調(diào)節(jié)器設(shè)定值，使設(shè)定值按一定的速率上升，調(diào)速閥或可調(diào)靜葉隨之開啟，透平轉(zhuǎn)速亦隨之上升。TRT開始轉(zhuǎn)入與減壓閥組并列運(yùn)行，由于調(diào)速閥和可調(diào)靜葉開啟，通過透平的煤氣量增加，透平入口處的煤氣壓力（透平前壓）有所降低，導(dǎo)致爐頂壓力也有所下降；為保持爐頂壓力的穩(wěn)定，原爐頂壓力調(diào)節(jié)器將減小減壓閥組的開度，并使?fàn)t頂壓力穩(wěn)定。閥位調(diào)節(jié)器的設(shè)定值開始增加。
3) 0~600轉(zhuǎn)閥位控制轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速控制階段；初始升速采用閥位控制，當(dāng)轉(zhuǎn)速測量值收到后，轉(zhuǎn)速控制投入并起作用，計(jì)算機(jī)將閥位開度控制調(diào)節(jié)器設(shè)定值和轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)器設(shè)定值逐漸給大；在600轉(zhuǎn)以前快速動(dòng)作使透平盡快達(dá)到600轉(zhuǎn)，減少TRT在低轉(zhuǎn)速工況下的磨損。
閥位調(diào)節(jié)器的輸出始終稍高于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出，起到限幅保護(hù)作用，避免轉(zhuǎn)速波動(dòng)過大使?fàn)t頂壓力波動(dòng)過大。另外，在手動(dòng)操作時(shí)也可以起到限幅保護(hù)，起到防止誤操作的作用。
剛啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速測量信號(hào)幅值低，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速測量值還進(jìn)不來，因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出是不確定的，需要加以限定，否則會(huì)影響低選后的結(jié)果。使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出跟蹤低選后的輸出值，即閥位調(diào)節(jié)器的輸出；當(dāng)轉(zhuǎn)速信號(hào)出現(xiàn)后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器開始發(fā)揮作用，轉(zhuǎn)速設(shè)定值開始從收到測量值的點(diǎn)開始按一定的速率增加，而不是從零開始。此時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不再跟蹤（閥位調(diào)節(jié)器的輸出）低選運(yùn)算后的輸出值。從而實(shí)現(xiàn)閥位開度控制與轉(zhuǎn)速控制的無擾動(dòng)平穩(wěn)切換。
4) 600～1200轉(zhuǎn)/分穩(wěn)步升速觀察階段；在此升轉(zhuǎn)速階段，透平軸承的磨損比低檔時(shí)要小得多。轉(zhuǎn)速控制到1200轉(zhuǎn)時(shí)保持一段時(shí)間，觀察系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀況；
5) 1200～2850轉(zhuǎn)/分快速升速?zèng)_過共振區(qū)（1400附近）階段；在接近透平共振區(qū)時(shí)，計(jì)算機(jī)使轉(zhuǎn)速設(shè)定值的上升速率加快，以便使透平快速通過共振區(qū)。
6) 2850～2940轉(zhuǎn)/分緩慢升速自動(dòng)倒泵及升電壓階段；為緩解1200～2850檔快速升速的過沖，吸收部分過沖能量，使轉(zhuǎn)速能平滑地接近2940轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2850轉(zhuǎn)/分時(shí)，專用調(diào)節(jié)器發(fā)出信號(hào)，控制潤滑油系統(tǒng)自動(dòng)倒泵、發(fā)電機(jī)的電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置及自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置自動(dòng)啟動(dòng)（2850轉(zhuǎn)也可暫停一段時(shí)間，也可以跳過去不停）；待倒泵、升壓及自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置啟動(dòng)平穩(wěn)后，轉(zhuǎn)速也升到2940轉(zhuǎn)。到達(dá)2940轉(zhuǎn)后，暫停幾分鐘，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，各項(xiàng)參數(shù)正常，沒有異常響動(dòng)后，緩慢升速到3000轉(zhuǎn)。此時(shí)閥位調(diào)節(jié)器的輸出使調(diào)速閥或靜葉開度達(dá)到能使透平轉(zhuǎn)速達(dá)到3100~3120轉(zhuǎn)附近時(shí)，處于保持狀態(tài)，起到限幅保護(hù)防止超速作用，等發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后輸出再繼續(xù)增加。
7) 3000轉(zhuǎn)/分并網(wǎng)階段；把轉(zhuǎn)速調(diào)整到接近3000轉(zhuǎn)/分時(shí)；自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置微調(diào)控制轉(zhuǎn)速上升或下降，自動(dòng)接近電網(wǎng)的頻率和相位（也可手動(dòng)控制一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)接近），當(dāng)頻率和相位與電網(wǎng)一致后，自動(dòng)或手動(dòng)并網(wǎng)。發(fā)電機(jī)并列以后即保持與電網(wǎng)周波同步，轉(zhuǎn)速測量值穩(wěn)定在約3000轉(zhuǎn)基本不變。
8) 并網(wǎng)后轉(zhuǎn)速設(shè)定值增加到3120轉(zhuǎn)；計(jì)算機(jī)繼續(xù)自動(dòng)改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)定值，使迅速達(dá)到3120/轉(zhuǎn)，由于偏差的存在，這將使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出值繼續(xù)緩慢增加并達(dá)到最大，也可以將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出自動(dòng)跟蹤閥位調(diào)節(jié)器的輸出（或使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出掛起來不參與低選）。閥位調(diào)節(jié)器的設(shè)定值繼續(xù)按一定的速率增加，一直增加到98％為止。透平的發(fā)電功率將隨之增加。
9) 升功率并轉(zhuǎn)爐頂壓力控制；負(fù)荷調(diào)節(jié)器和爐頂壓力調(diào)節(jié)器的輸出開始由跟蹤低選后的輸出值狀態(tài)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為功率和爐頂壓力調(diào)節(jié)器輸出開始參與低選，使負(fù)荷調(diào)節(jié)器和爐頂壓力調(diào)節(jié)器起作用，這樣專用調(diào)節(jié)器的輸出才能平穩(wěn)過渡，沒有階躍。功率調(diào)節(jié)器的設(shè)定值開始增加，頂壓調(diào)節(jié)器開始發(fā)揮作用。頂壓調(diào)節(jié)器的設(shè)定值是從高爐控制室送過來的，經(jīng)過運(yùn)算減去300mmH2O，比高爐頂壓調(diào)節(jié)器低，這樣就將通過減壓閥組的煤氣慢慢地過渡到TRT，直到全部通過透平作功發(fā)電。負(fù)荷調(diào)節(jié)器的設(shè)定值一直增加，一直到最大頂壓及最大流量使透平輸出負(fù)荷達(dá)到最大為止，然后保持不變，起到限幅保護(hù)作用。在本系統(tǒng)中，因?yàn)橛虚y位調(diào)節(jié)控制，起到了從高爐拉煤氣的過渡作用，因此負(fù)荷調(diào)節(jié)器在啟動(dòng)、升功率階段的作用已經(jīng)不大，負(fù)荷調(diào)節(jié)器可以用來做恒功率控制。待調(diào)到合適位置，閥位調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器及負(fù)荷調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器的輸出值將大于爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器的輸出；使得TRT自動(dòng)轉(zhuǎn)為爐頂壓力控制。
10) 當(dāng)把爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器打到遠(yuǎn)程控制方式時(shí)，因?qū)Ｓ谜{(diào)節(jié)器中爐頂壓調(diào)節(jié)器的設(shè)定值略低于原爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，如果此時(shí)爐頂壓力測量值低于兩個(gè)頂壓調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，減壓閥組、調(diào)速閥或可調(diào)靜葉將關(guān)小以便使頂壓升高；當(dāng)頂壓升高并高于專用調(diào)節(jié)器的頂壓設(shè)定值，而低于原爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值時(shí)，調(diào)速閥和可調(diào)靜葉將在調(diào)節(jié)器的積分作用下被開大，減壓閥組在調(diào)節(jié)器的積分作用下將被關(guān)小，最終將使減壓閥組中的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥和量程閥關(guān)閉，而將TRT的調(diào)速閥和可調(diào)靜葉打開，爐頂壓力的控制將由減壓閥組自動(dòng)移至TRT。TRT進(jìn)行全部回收。如果爐頂壓力測量值瞬時(shí)間高于兩個(gè)頂壓調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，減壓閥組、調(diào)速閥和可調(diào)靜葉都將開大，以便使頂壓降低，起到雙重保護(hù)的作用。正常情況下頂壓的波動(dòng)值將不高于原爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，因此減壓閥組將一直被關(guān)閉。
專用調(diào)節(jié)器中爐頂壓調(diào)節(jié)器和原爐頂壓力調(diào)節(jié)器并列運(yùn)行時(shí)，原爐頂壓力調(diào)節(jié)器ＰＩＤ功能全部用上，會(huì)使原爐頂壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)過快，就會(huì)出現(xiàn)與ＴＲＴ并行調(diào)節(jié)爐頂壓力過渡時(shí)間較長的情況，最好的辦法是當(dāng)ＴＲＴ運(yùn)行轉(zhuǎn)到爐頂壓力控制時(shí)，將高爐原爐頂壓力調(diào)節(jié)器ＰＩＤ中的Ｄ去掉，只保留ＰＩ功能，這樣就可以保證ＴＲＴ運(yùn)行時(shí)煤氣全部通過ＴＲＴ，并使減壓閥組關(guān)閉，沒有煤氣被旁減壓閥組通掉。ＴＲＴ停機(jī)時(shí)再連鎖增加Ｄ功能。通過增加ＴＲＴ與高爐的聯(lián)鎖信號(hào)，可以提高各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性、安全性及參數(shù)的平穩(wěn)性。
TRT停機(jī)運(yùn)行
TRT手動(dòng)停機(jī)運(yùn)行
首先將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制、爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器都打到手動(dòng)，使閥位開度控制調(diào)節(jié)器輸出值操作向減的方向，透平機(jī)的調(diào)速閥或可調(diào)靜葉隨即關(guān)小，通過透平的煤氣量也減少，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷亦隨之減小；透平的前壓將升高，并導(dǎo)致爐頂壓力升高。當(dāng)爐頂壓力稍高于原頂壓設(shè)節(jié)器的設(shè)定值時(shí)，處于等待狀態(tài)的原爐頂壓調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)，打開減壓閥并調(diào)節(jié)爐頂壓力。此時(shí)，高爐頂壓的控制逐漸由TRT移向減壓閥組。
當(dāng)TRT透平負(fù)荷降低，功率測量值低于3%，并即將進(jìn)入電動(dòng)運(yùn)行前（這樣可避免透平停機(jī)時(shí)超速），按下正常停機(jī)開關(guān)，使發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列，計(jì)算機(jī)將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制調(diào)節(jié)器的設(shè)定值和輸出值自動(dòng)給到最小，并將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制、爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器都打到手動(dòng)；同時(shí)專用調(diào)節(jié)器的輸出也都自動(dòng)給到最小，以便使調(diào)速閥和可調(diào)靜葉能迅速關(guān)閉，透平機(jī)停止運(yùn)行。然后使?fàn)t頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值等于原爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，輸出值自動(dòng)給到最小。
TRT半自動(dòng)停機(jī)運(yùn)行
首先將轉(zhuǎn)速控制，負(fù)荷控制，爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器都打到手動(dòng)，然后使閥位開度控制調(diào)節(jié)器的設(shè)定值操作向減的方向（也可改變負(fù)荷調(diào)節(jié)器的設(shè)定值），透平機(jī)的調(diào)速閥和可調(diào)靜葉隨即關(guān)小，通過透平的煤氣量也減少，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷亦隨之減小；透平的前壓將升高且導(dǎo)致爐頂壓力升高。當(dāng)爐頂壓力稍高于原頂壓設(shè)節(jié)器的設(shè)定值時(shí)，處于等待狀態(tài)的原爐頂壓調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)，打開減壓閥并調(diào)節(jié)爐頂壓力。此時(shí)，高爐頂壓的控制逐漸由TRT移向減壓閥組。
當(dāng)功率測量值降低到低于3%，在即將進(jìn)入電動(dòng)運(yùn)行前，按下正常停機(jī)開關(guān)，使發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列。計(jì)算機(jī)將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制調(diào)節(jié)器的設(shè)定值和輸出值自動(dòng)給到最小，并將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制、爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器都打到手動(dòng)；同時(shí)專用調(diào)節(jié)器的輸出也都自動(dòng)給到最小，以便使調(diào)速閥和可調(diào)靜葉能迅速關(guān)閉，透平機(jī)停止運(yùn)行。然后使?fàn)t頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值等于原爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，輸出值自動(dòng)給到最小。
TRT全自動(dòng)正常停機(jī)運(yùn)行
按下正常停機(jī)開關(guān)，計(jì)算機(jī)使閥位開度控制和負(fù)荷控制調(diào)節(jié)器的設(shè)定值自動(dòng)按一定的速率遞減，同時(shí)將處于遠(yuǎn)程控制方式的爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值由始終減去一個(gè)固定差，改變?yōu)槭冀K加上一個(gè)固定差值，使專用調(diào)節(jié)器中爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值略高于原爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，透平機(jī)的調(diào)速閥和可調(diào)靜葉隨即關(guān)小，通過透平的煤氣量也減少，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷亦隨之減小；透平的前壓將升高且導(dǎo)致爐頂壓力升高。當(dāng)爐頂壓力稍高于原頂壓設(shè)節(jié)器的設(shè)定值時(shí)，處于等待狀態(tài)的原爐頂壓調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)，打開減壓閥組并調(diào)節(jié)爐頂壓力。此時(shí)，高爐頂壓的控制逐漸由TRT移向減壓閥組。
當(dāng)透平負(fù)荷降低到低于3%，并進(jìn)入電動(dòng)運(yùn)行之前，專用調(diào)節(jié)器發(fā)出信號(hào)使發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列，計(jì)算機(jī)將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制調(diào)節(jié)器的設(shè)定值和輸出值自動(dòng)給到最小，并將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制、爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器都打到手動(dòng)；同時(shí)專用調(diào)節(jié)器的輸出也都自動(dòng)給到最小，以便使調(diào)速閥和可調(diào)靜葉能迅速關(guān)閉，透平機(jī)停止運(yùn)行。然后使?fàn)t頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值等于原爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，輸出值自動(dòng)給到最小。
TRT全自動(dòng)緊急停機(jī)運(yùn)行
TRT正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，減壓閥處于全關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)，如果發(fā)生重故障至使透平跳閘，緊急切斷閥立即關(guān)閉。為防止?fàn)t頂壓力波動(dòng)，TRT專用調(diào)節(jié)器及時(shí)輸出“前饋信號(hào)”，將處于等待狀態(tài)的旁通快開閥開到預(yù)定的開度（動(dòng)作時(shí)間為２秒鐘左右），開到位后延時(shí)5秒鐘，然后慢慢關(guān)閉（動(dòng)作時(shí)間為90秒鐘左右），多余的煤氣使頂壓升高導(dǎo)致原爐頂壓調(diào)節(jié)器打開減壓閥組，使?fàn)t頂壓力保持穩(wěn)定。
專用調(diào)節(jié)器在發(fā)出“前饋信號(hào)”的同時(shí)，不管專用調(diào)節(jié)器處于什么控制方式，都將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制調(diào)節(jié)器的設(shè)定值和輸出值自動(dòng)給到最小，并將閥位開度控制、轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制、爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器都打到手動(dòng)，同時(shí)專用調(diào)節(jié)器的輸出也都自動(dòng)給到最小，以便使調(diào)速閥和可調(diào)靜葉能迅速關(guān)閉，透平機(jī)停止運(yùn)行。然后使?fàn)t頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值等于原爐頂壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，輸出值自動(dòng)給到最小。
TRT的電動(dòng)運(yùn)行
當(dāng)高爐出現(xiàn)故障需要短時(shí)間修風(fēng)時(shí)，為避免TRT不必要的頻繁啟動(dòng)，TRT需由電網(wǎng)帶著作電動(dòng)運(yùn)行，TRT作電動(dòng)運(yùn)行時(shí)就相當(dāng)于是鼓風(fēng)機(jī)，因此調(diào)速閥、可調(diào)靜葉及減壓閥組必需打開，以利于煤氣循環(huán)。
高爐修風(fēng)運(yùn)行
高爐修風(fēng)時(shí)，需與TRT取得聯(lián)系，并發(fā)出修風(fēng)信號(hào)；高爐修風(fēng)有如下幾種操作方式：
(1)TRT爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器保持遠(yuǎn)程控制方式，由高爐主控制室改變高爐頂壓的設(shè)定值，使?fàn)t頂壓力測量值始終高于設(shè)定值，以便使調(diào)速閥和可調(diào)靜葉在透平作電動(dòng)運(yùn)行期間始終打開。
(2)人工將TRT處于保位狀態(tài)，使調(diào)速閥和可調(diào)徑葉鎖定，并將TRT爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器由遠(yuǎn)程控制方式打到手動(dòng)控制方式，使調(diào)速閥和可調(diào)靜葉保持原開度。
(3)人工將TRT爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器由遠(yuǎn)程控制方式打到手動(dòng)控制方式，使調(diào)速閥和可調(diào)靜葉保持原開度。
(4)當(dāng)高爐緊急修風(fēng)時(shí)，TRT將爐頂壓力由遠(yuǎn)程控制方式自動(dòng)打到手動(dòng)控制方式，使調(diào)速閥和可調(diào)靜葉保持原開度。
高爐復(fù)風(fēng)
當(dāng)高爐故障排除需復(fù)風(fēng)時(shí)，需與TRT取得聯(lián)系，并發(fā)出復(fù)風(fēng)信號(hào)；高爐復(fù)風(fēng)有如下幾種操作方式：
(1)TRT爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器保持串級(jí)控制方式，由高爐主控制室改變頂壓的設(shè)定值，高爐頂壓由TRT調(diào)節(jié)逐漸升高。
(2)人工解除TRT保位狀態(tài)，改變專用調(diào)節(jié)器的輸出值將閥位開度減小，高爐頂壓讓高爐減壓閥組去調(diào)。待頂壓恢復(fù)正常后，將TRT 爐頂壓力控制調(diào)節(jié)器由手動(dòng)控制方式打到串級(jí)控制方式，使頂壓控制逐漸由高爐減壓閥組控制移到由TRT控制。
(3)發(fā)出復(fù)風(fēng)信號(hào)，以消除緊急修風(fēng)信號(hào)，其它操作與(2)相同。
5 結(jié)束語
上述控制方案都是為唐鋼1號(hào)高爐TRT控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，從原理上就可以分析出各方案的優(yōu)缺點(diǎn)。上述控制方案不需要增加投資，只是通過修改軟件，即可實(shí)現(xiàn)。
TRT控制系統(tǒng)硬件和軟件控制策略還在繼續(xù)發(fā)展，還有更多更好的方法應(yīng)用于TRT，展望未來，TRT的投資會(huì)更省，發(fā)電效率和可靠性會(huì)更高，控制效果會(huì)更加理想。
