阅读说明：本技术 一种利用bprt机组调节高炉顶压的方法 (Method for adjusting top pressure of blast furnace by using BPRT (blast furnace pressure recovery turbine) unit ) 是由 暴振岭 张军红 崔继森 刘广武 毕新兴 张春茂 侯景恩 陈月光 郭瑞明 郭彦刚 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：一种利用BPRT机组调节高炉顶压的方法,所述方法包括以下步骤：a.在高炉的煤气上升管上同时安装三个顶压变送器,将三个顶压变送器输出的三路顶压信号输入到BPRT机组自控系统；b.BPRT机组自控系统将接收到的三路顶压信号分别与设定的上限值和下限值进行比较,再根据比较结果对顶压信号做出选择；c.BPRT机组自控系统根据顶压信号的选定测量值和由高炉自控系统提供的顶压设定值对高炉顶压进行调控。本发明同时测量多路顶压信号并采用合理的选择顶压信号的测量值。同传统高炉顶压调控方法相比,该方法克服了单路顶压信号易丢失或不准的缺陷,可有效提高高炉顶压调控水平,确保炉顶压力的稳定性,保证高炉生产的顺利进行。(A method for adjusting top pressure of a blast furnace by using a BPRT unit comprises the following steps: a. three top pressure transmitters are simultaneously installed on a gas ascending pipe of the blast furnace, and three top pressure signals output by the three top pressure transmitters are input into a BPRT (blast furnace process control room) unit automatic control system; the BPRT unit automatic control system compares the received three paths of top pressure signals with a set upper limit value and a set lower limit value respectively, and then selects the top pressure signals according to the comparison result; and c, regulating and controlling the top pressure of the blast furnace by the automatic control system of the BPRT set according to the selected measured value of the top pressure signal and the top pressure set value provided by the automatic control system of the blast furnace. The invention simultaneously measures multiple paths of top pressure signals and reasonably selects the measured value of the top pressure signals. Compared with the traditional blast furnace top pressure regulating and controlling method, the method overcomes the defect that a single-way top pressure signal is easy to lose or inaccurate, can effectively improve the regulation and control level of the top pressure of the blast furnace, ensures the stability of the top pressure of the blast furnace, and ensures the smooth production of the blast furnace.)

一种利用BPRT机组调节高炉顶压的方法

技术领域

本发明涉及一种利用BPRT机组来调节高炉顶压的方法，可提高高炉顶压的稳定性，属于冶金技术领域。

背景技术

在高炉冶炼过程中，顶压是否稳定对高炉生产至关重要。BPRT机组是一种高炉鼓风机与煤气透平机同轴驱动机组，它利用煤气透平机输出的机械能直接驱动鼓风机，可节省鼓风机耗电50％左右，相较传统的TRT系统，减少了发电并网环节，能够更加有效地回收高炉煤气余压余温，并具备调节高炉炉顶压力的功能。在BPRT机组调节高炉炉顶压力的过程中，难免会出现高炉炉顶压力变送器故障、顶压测量线路短路或断路故障、高炉自控系统PLC模块故障以及BPRT机组自控系统PLC模块故障，因此高炉顶压信号及高炉顶压设定值信号也难免会出现丢失或不准的现象，进而造成BPRT机组调压功能丧失，导致高炉顶压过高，煤气管道憋压，或者顶压骤降等情况的发生，影响高炉生产的顺利进行，给企业造成巨大的经济损失，严重时还有可能引发煤气管道破裂，煤气泄漏等重大安全事故，因此维持高炉炉顶压力的稳定性显得尤为重要。

目前，国内BPRT机组顶压调节系统普遍采用单路顶压信号和单路顶压设定信号，高炉自控系统PLC的AO模块输出的4～20mA信号通过电缆线路传送至BPRT机组自控系统。这种控制方式的可靠性较差，当出现模块故障、线路故障、变送器故障时，都会造成顶压失调，无法保证高炉炉顶压力的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种利用BPRT机组调节高炉顶压的方法，以确保高炉炉顶压力的稳定性，保证高炉生产的顺利进行。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种利用BPRT机组调节高炉顶压的方法，所述方法包括以下步骤：

a.在高炉的煤气上升管上同时安装三个顶压变送器，将三个顶压变送器输出的三路顶压信号分别输入到BPRT机组自控系统的不同输入端；

b.BPRT机组自控系统将接收到的三路顶压信号分别与设定的上限值和下限值进行比较，再根据比较结果，按照以下方法对顶压信号做出选择：

①若三路顶压信号均处于正常范围，即位于设定的上限值与下限值之间，则选择三路顶压信号的中间值为选定测量值；

②若三路顶压信号中只有一路超出了正常范围，其余两路均处于正常范围，则仍然选择三路顶压信号的中间值为选定测量值；

③若三路顶压信号中有两路超出正常范围，另外一路处于正常范围，则将处于正常范围的一路顶压信号作为选定测量值；

c.BPRT机组自控系统根据顶压信号的选定测量值和由高炉自控系统提供的顶压设定值对高炉顶压进行调控。

上述利用BPRT机组调节高炉顶压的方法，当BPRT机组自控系统所接收到的三路顶压信号均超出正常范围时，则BPRT机组自控系统将三路顶压信号同时舍弃，并将BPRT机组透平静叶开度置为50％。

上述利用BPRT机组调节高炉顶压的方法，由高炉自控系统向BPRT机组自控系统提供的顶压设定值需要按以下方法进行确认：

BPRT机组自控系统接收到高炉自控系统发出的顶压设定值后，将该信号反馈到高炉自控系统，高炉自控系统收到顶压设定值的反馈信号后将其与发出的顶压设定值进行比较，如果二者的差值小于设定的最大允许误差，则向BPRT机组自控系统发送确认信号，否则不发送确认信号；若BPRT机组自控系统接收到高炉自控系统发出的确认信号则将接收到的顶压设定值用于高炉顶压调控，否则仍维持原来的调控状态，等待重新接收顶压设定值。

上述利用BPRT机组调节高炉顶压的方法，由三个顶压变送器输出的三路顶压信号，其中一路先送入高炉自控系统，再由高炉自控系统发送给BPRT机组自控系统，另外两路直接送入BPRT机组自控系统。

上述利用BPRT机组调节高炉顶压的方法，在BPRT机组自控系统中增加信号异常报警装置，当三路顶压信号中有任意一路超出正常范围、或三路顶压信号中有任意两路之间的偏差超过5KPa、或三路顶压信号中有任意一路偏离顶压设定值10KPa以上时，BPRT机组自控系统触发异常报警装置。

本发明同时测量多路顶压信号并采用合理的选择方法剔除异常值，确定顶压信号的测量值。同传统高炉顶压调控方法相比，该方法克服了单路顶压信号易丢失或不准的缺陷，可有效提高高炉顶压调控水平，确保炉顶压力的稳定性，保证高炉生产的顺利进行。

本发明通过优化顶压设定信号的选用模式，有效避免了顶压设定值失真造成的顶压调节失控现象，进一步提高了高炉顶压的调控水平。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1是BPRT机组安装示意图；

图2是本发明针对高炉顶压控制系统的信号进行优化工艺流程图。

图中各标号为：1、高炉，2、煤气上升管，3、重力除尘，4、布袋除尘，5、高压煤气管道，6、BPRT机组，7、低压煤气管道。

具体实施方式

本发明提供了一种利用BPRT机组来调节高炉顶压的方法，该方法通过改进高炉顶压信号及顶压设定值选用模式，有效克服了单一信号源容易失真带来的顶压调节失控现象，解决背景技术中所述的问题。

同传统方法相比，本方法具有以下特征：

1.BPRT机组自控系统接入的高炉顶压信号优化至三个；

2.对顶压信号的采集方式进行优化；

3.对顶压过程值的采用进行程序筛选；

4.高炉自控系统与BPRT机组自控系统之间联系信号优化；

5.对顶压设定值采取确认措施；

6.增加信号异常报警装置。

参看图1和图2，BPRT机组自控系统接入的高炉顶压信号优化至三个是指，在高炉1的煤气上升管2上安装顶压变送器，共需三个，将其中一路顶压信号(顶压PV)引入高炉自控系统，由高炉自控系统提供压力变送器所需电源；将另外两路顶压信号(顶压PV2、顶压PV3)引入BPRT机组自控系统，由BPRT机组自控系统提供压力变送器所需电源；再将高炉自控系统接收到的顶压信号通过AO模块输出4～20mA信号(顶压PV1)，顶压PV1经过电缆线路传送至BPRT机组自控系统。

对顶压信号的采集方式进行优化是指，将BPRT机组自控系统接收到的来自高炉自控系统AO模块的顶压信号(顶压PV1)，和来自高炉煤气上升管的两路顶压信号(顶压PV2、顶压PV3)，分别接入到BPRT机组自控系统的三个不同AI模块中(AI模块1、AI模块2和AI模块3)，防止出现单个模块故障造成所有的顶压信号异常。

对顶压过程值的采用进行程序筛选是指，针对顶压变送器测得的三路顶压信号编写自动判断选用程序：1)若三路顶压信号正常，即三路顶压信号均位于设定的上限值与下限值之间，自动选择三路信号中的中间值为测量值；2)当其中一路顶压信号异常时(大于上限值或小于下限值)，仍然会自动选择中间值为测量值，保证所采用的顶压测量值的真实性；3)当两路顶压信号测量值都异常时，判定为两路顶压信号同时故障，程序自动选定与顶压设定值最接近的另一路正常顶压信号为测量值；4)极端情况下，三路顶压信号全部故障，需采取紧急措施，此时将BPRT机组透平静叶开度置为50％，保证煤气管网及设备处于安全压力范围内，顶压信号选用规则如表1所示。

表1：顶压信号选用规则

高炉自控系统与BPRT机组自控系统之间联系信号优化是指，顶压设定值仍由高炉工长设定后，通过高炉自控系统AO模块输出(顶压设定SV，4～20mA信号)，再经过电缆线路传送至BPRT机组自控系统；优化后，在BPRT机组自控系统中增加一路输出信号(顶压设定反馈SV_F)，将从高炉自控系统中接收到的顶压设定值信号再传回高炉自控系统，形成闭环。同时，在高炉自控系统DO模块中增加一路数字量输出信号，通过继电器转换及电缆线路传送至BPRT机组自控系统的数字量输入(DI)模块中，作为顶压设定值确认信号。

对顶压设定值采取确认措施是指，当高炉工长通过操作画面输入顶压设定值(顶压设定SV)以后，该值不会立即生效，而是弹出对话窗画面，画面中显示从BPRT机组自控系统中传送过来的即将生效的设定值(顶压设定反馈SV_F)，如果顶压设定SV与顶压设定反馈SV_F数值相差不超过1Kpa，判定两数值一致，可点击确认，发送确认信号至BPRT机组自控系统，完成顶压设定。

增加信号异常报警装置是指，增加专用报警器，当三路顶压信号中任意一路出现异常情况、或三路顶压信号之间相互偏差超过5KPa、或顶压信号测量值偏离顶压设定值10KPa以上时都会触发报警功能，BPRT机组岗位操作人员及时调整或反馈到相关部门进行维护和工艺调整。

本发明通过编制控制器程序、分散信号采集、改进操作画面、优化顶压信号及设定信号选用模式，有效避免了顶压测量及顶压设定单一信号源容易失真带来的顶压调节失控现象，解决背景技术中的问题。即使单个信号回路出现问题，也不会影响BPRT机组正常工作，并能在不影响生产的情况下进行相关设备检维修，提高BPRT机组调节高炉顶压的可靠性，充分提高经济效益和安全效益。