[发明专利]高炉煤气余压能量回收装置的全自动升转速控制方法

摘要

本发明公开了一种高炉煤气余压能量回收装置的全自动升转速控制方法，该升速控制方法包括了转速检测系统，静叶伺服控制系统。转速检测系统的作用是检测煤气透平机的实时转速，为转速PID调节器提供一个转速测量值PV；静叶伺服控制系统的作用是执行转速PID调节器的输出指令，控制煤气透平静叶的开度；将两者同时输入PID调节器运算，PID调节器的输出MV最终控制静叶开度大小，实现机组的自动升转速控制，此过程中，自动升速曲线是核心部分。本发明区别于传统的手动升速方法，使机组的PLC/DCS控制系统的功能得到了充分发挥。大大节省了人力，目前根据所投运的现场验证，该全自动升速控制方法效果很好。

主权项

一种高炉煤气余压能量回收装置的全自动升转速控制方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：1)首先通过高炉煤气流量变化规律，根据透平机组自身临界转速的特点，设计出一个透平机组初步升速曲线，再根据工业现场的实际情况对透平机组初步升速曲线进行修正，形成一个最终的透平机组升速曲线，该透平机组升速曲线为一个转速的设定值SV的连续变化趋势，包括用于柔性轴机组的升速曲线和用于刚性轴机组的升速曲线；2)实现全自动升转速控制方法的转速控制系统包括转速检测系统、静叶伺服控制系统；转速检测系统至少包括机组转速传感器和转速PID调节器；静叶伺服控制系统是一个静叶伺服控制器、位置传感器、静叶伺服阀组成的闭环反馈控制系统，转速PID调节器连接在比较器上，通过比较器和静叶伺服控制器相连；其中，转速传感器的作用是检测煤气透平机的实时转速，为转速PID调节器提供一个转速测量值PV；静叶伺服控制系统的作用是执行转速PID调节器的输出指令，控制煤气透平静叶的开度；全自动升转速控制步骤如下：用于柔性轴机组的升速曲线，整个自动升速曲线分为8个阶段：第一阶段，透平转速从0r/min上升到400r/min，此阶段转速以每分钟75转的速率上升，持续时间为5.5分钟；第二阶段，也叫做过临界转速阶段，当转速稳定后，增大升速曲线的斜率，使转速以每分钟540转的速率上升，直到2350r/min，此阶段速率的增加是为了使机组迅速通过一阶临界转速，避免共振所产生的停机；第三阶段，为了避免转速的惯性上升对于机组造成不安全影响，此阶段将要使转速稳定到2350转，时间为2.5分钟；第四阶段，从2350转/min匀速上升到2450转/min；第五阶段，在2450转/min的速度上稳定2分钟；第六阶段，当转速稳定后，增大升速曲线的斜率，使转速以每分钟250转的速率上升，直到转速达到2900r/min；第七阶段，稳定机组转速到2900r/min，持续6分钟到10分钟，为机组完成相关的电气操作提供条件；第八阶段，使转速再次增加100转，达到机组的额定转速3000r/min，机组升转速控制完成；用于刚性轴机组的升速曲线，整个自动升速曲线分为7阶段，省去了过临界转速阶段；第一阶段，透平转速从0r/min上升到400r/min，此阶段转速以每分钟75转的速率上升，持续时间5.5分钟；第二阶段，当转速稳定在400r/min后，增大升速曲线的斜率，使转速以每分钟300转的速率上升，直到2350r/min；第三阶段，从2350转/min匀速上升到2450转/min；第四阶段，在2450转/min的速度上稳定2分钟；第五阶段，当转速稳定2450转/min后，增大升速曲线的斜率，使转速以每分钟250转的速率上升，直到转速达到2900r/min；第六阶段，稳定机组转速到2900r/min，持续6分钟到10分钟，为机组完成相关的电气操作提供条件；第七阶段，使转速再次增加100转，达到机组的额定转速3000r/min，机组升转速控制完成。