一种高炉TRT启机并网过程的控制装置的制作方法

一种高炉trt启机并网过程的控制装置
技术领域
1.本实用新型涉及高炉煤气余压能量回收装置技术领域，尤其是一种高炉trt启机并网过程的控制装置。


背景技术：

2.高炉冶炼是钢铁工业的支柱，高炉煤气余压能量回收装置（简称trt）是高炉冶炼的重大节能装备，随着工业控制技术的快速发展，对于装备自动化程度和控制可靠性的要求在不断的提高。采用静叶调节全自动升速控制，可使操作人员在高炉煤气余压能量回收装置的升速过程中不需要任何人为的主动操作，这样可使操作人员摆脱复杂的操作过程，大大降低误操作的几率，提高高炉煤气余压能量回收装置升速过程的安全性。但是，静叶运行一段时间后随着设备磨损，造成启机过程控制不平稳，导致高炉炉顶压力大幅波动，影响了高炉正常生产。如何做到高炉煤气余压能量回收装置的全自动升速控制，同时要求高炉煤气余压能量回收装置要平稳、安全，则是需要亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本技术的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。
4.鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本实用新型。
5.因此，本实用新型所要解决的技术问题是透平静叶的叶片倾角不便于改变，无法根据气体流速适应性变换叶片倾角的问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种高炉trt启机并网过程的控制装置，包括，
7.透平机，透平机内设置有腔室，所述透平机上通往腔室内设置有第一阀；
8.透平静叶，所述透平静叶设置于所述腔室中，所述透平静叶包括转轴、承载盘和叶片，所述承载盘设置于所述转轴上，所述叶片分布于所述承载盘的圆周面上。
9.作为本实用新型所述高炉trt启机并网过程的控制装置的一种优选方案，其中：所述承载盘内设置有第一空腔，所述第一空腔中设置有固定盘，所述固定盘内设置有第二空腔；
10.所述第二空腔内设置有控制件。
11.作为本实用新型所述高炉trt启机并网过程的控制装置的一种优选方案，其中：所述叶片一端设置有插接轴，所述承载盘外侧面沿圆周设置有圆孔；
12.所述插接轴设置于所述圆孔中。
13.作为本实用新型所述高炉trt启机并网过程的控制装置的一种优选方案，其中：所述固定盘上设置有圆槽，所述圆槽与所述第二空腔通过方槽相通。
14.作为本实用新型所述高炉trt启机并网过程的控制装置的一种优选方案，其中：所述方槽内嵌有滑动块，所述滑动块一端与所述方槽内通过弹簧连接，所述滑动块另一端与控制件外表面接触。
15.作为本实用新型所述高炉trt启机并网过程的控制装置的一种优选方案，其中：所述控制件外侧设置有波纹状结构，波纹状结构包括波峰和波谷。
16.作为本实用新型所述高炉trt启机并网过程的控制装置的一种优选方案，其中：所述滑动块包括方柱和锥底，所述方柱内设置有嵌槽，所述插接轴端部设置于所述嵌槽中。
17.作为本实用新型所述高炉trt启机并网过程的控制装置的一种优选方案，其中：所述插接轴上设置有卡合盘，所述圆槽侧壁内设置有卡槽，所述卡合盘设置于所述卡槽中。
18.作为本实用新型所述高炉trt启机并网过程的控制装置的一种优选方案，其中：所述插接轴上设置有螺旋槽，所述螺旋槽对称设置有两个。
19.作为本实用新型所述高炉trt启机并网过程的控制装置的一种优选方案，其中：所述嵌槽内对称设置有两个圆凸块，所述圆凸块对应嵌入螺旋槽中。
20.本实用新型的有益效果：本实用新型可根据气体流速变换叶片倾角，更大程度的利用气流，提高效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
22.图1为本实用新型提供的一种实施例所述的高炉trt启机并网过程的控制装置中透平机的整体结构示意图；
23.图2为本实用新型提供的一种实施例所述的高炉trt启机并网过程的控制装置中透平静叶的整体结构示意图；
24.图3为本实用新型提供的一种实施例所述的高炉trt启机并网过程的控制装置中展示插接轴与承载盘连接结构的剖面示意图；
25.图4为本实用新型提供的一种实施例所述的高炉trt启机并网过程的控制装置中承载盘的剖面结构示意图；
26.图5为本实用新型提供的一种实施例所述的高炉trt启机并网过程的控制装置中滑动件的纺织位置示意图；
27.图6为本实用新型提供的一种实施例所述的高炉trt启机并网过程的控制装置中插接轴与滑动件的连接结构示意图；
28.图7为本实用新型提供的一种实施例所述的高炉trt启机并网过程的控制装置中控制件的结构示意图；
29.图8为本实用新型提供的一种实施例所述的高炉trt启机并网过程的控制装置投入使用的控制系统图；
30.图9为本实用新型提供的一种实施例所述的高炉trt启机并网过程的控制装置中系统的控制原理图。
具体实施方式
31.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
32.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
33.其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
34.再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
35.实施例1
36.参照图1~7，本实施例提供了一种高炉trt启机并网过程的控制装置，包括，
37.透平机200，透平机200内设置有腔室201，透平机200上通往腔室201内设置有第一阀202；
38.透平静叶100，透平静叶100设置于腔室201中，透平静叶100包括转轴101、承载盘102和叶片103，承载盘102设置于转轴101上，叶片103分布于承载盘102的圆周面上。
39.承载盘102内设置有第一空腔102a，第一空腔102a中设置有固定盘102b，固定盘102b内设置有第二空腔102c；
40.第二空腔102c内设置有控制件104。
41.控制件104整体为环状结构，设置于第二空腔102c中，应说明的是，第二空腔102c中设置有用于驱动控制件104在第二空腔102c中旋转的电机，电机可设置于固定盘102b内。
42.叶片103一端设置有插接轴103a，承载盘102外侧面沿圆周设置有圆孔102d；
43.插接轴103a设置于圆孔102d中。
44.固定盘102b上设置有圆槽102e，圆槽102e与第二空腔102c通过方槽102f相通。
45.方槽102f内嵌有滑动块105，滑动块105一端与方槽102f内通过弹簧102g连接，滑动块105另一端与控制件104外表面接触。
46.控制件104外侧设置有波纹状结构104a，波纹状结构104a包括波峰104b和波谷104c。
47.滑动块105包括方柱105a和锥底105b，方柱105a内设置有嵌槽105c，插接轴103a端部设置于嵌槽105c中。
48.插接轴103a上设置有卡合盘103b，圆槽102e侧壁内设置有卡槽102h，卡合盘103b设置于卡槽102h中。
49.应说明的是，卡合盘103b为设置于插接轴103a上与插接轴103a同轴心设置的圆盘结果，卡槽102h为与圆槽102e同轴心设置的圆形槽结构，卡合盘103b设置于卡槽102h中，对叶片103整体进行限位，使插接轴103a仅可以在卡槽102h中转动，而无法沿固定盘102b径向方向移动或其他动作。
50.同时卡合盘103b与卡槽102h的结构将插接轴103a与固定盘102b连接。
51.插接轴103a上设置有螺旋槽103c，螺旋槽103c对称设置有两个。
52.嵌槽105c内对称设置有两个圆凸块105d，圆凸块105d对应嵌入螺旋槽103c中。
53.在本实施例中，滑动块105的上半部分为与方槽102f配合的方形方柱105a，方柱10a和方槽102f的配合结构使得滑动块05仅能沿着方槽102f内直线滑动，方槽102f与圆槽102e的长度方向为沿固定盘102b的径向方向设置，也即滑动块105沿着固定盘105的径向方向直线运动，插接轴103a固定只能转动，当滑动块105相对于插接轴103a移动时，在圆凸块105d和螺旋槽103c配合结构下，圆凸块105d在螺旋槽103c中移动使得插接轴103a转动，从而使叶片103转动进而实现对其角度的调节。
54.而对滑动块105在方槽102f中的运动位置由锥底105b在控制件104上的接触位置决定，应说明的是，控制件104为圆环结构，其外侧面设置有高低不一的波峰104b和波谷104c结构，波峰104b距控制件104中心的长度大于波谷104c距控制件104中心的长度，波峰104b和波谷104c之间平滑过渡，滑动块105在弹簧102g的作用下，使锥底105b端部始终与控制件104外侧面接触，当锥底105b在波峰104b和波谷104c之间变换接触位置时滑动块105在方槽102f中移动进而使插接轴103a转动。
55.当控制件105被电机驱动转动时，即可实现锥底105b在波峰104b和波谷104c之间变换接触位置，应说明的时，驱动控制件105的电机为步进电机，对控制件105进行精细控制，控制锥底105b在波峰104b和波谷104c之间所处位置，进而控制叶片103的转动角度。
56.在透平机入口液动蝶阀处并联增加液动快切型调节阀，液动快切型调节阀的控制是连接到阀门伺服控制系统，阀门伺服控制系统是一个阀门伺服控制器、位置传感器、阀门伺服阀组成的闭环反馈控制系统。
57.透平机使用在图8中所示的trt透平发电机组中。
58.图8所示系统来凝结图为现有技术，故不再具体说明。
59.转速检测系统至少包括机组转速传感器和转速pid 调节器；转速pid 调节器连接在比较器上，通过比较器和阀门伺服控制器相连以及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 ；
60.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，静叶伺服控制系统的作用是启机过程执行调节器的输出指令，并网后执行转速pid 调节器的输出指令，控制煤气透平静叶的开度；
61.本控制方法及其装置，安全易操作，达到了行业的先进水平，在升速过程中避免了对于高炉炉顶压力的影响，且安全可靠，经多个现场验证，得到了非常理想的效果。
62.本实用新型区别于传统的静叶控制升速方法，使机组的plc/dcs 控制系统的功能得到了充分发挥，实现了trt机组启动冲转时控制煤气量以达到稳定升速的目的，防止出现超速现象，使机组在不影响高炉正常生产的情况下，顺利并网发电。
63.参照图9所述控制眼里图，具体方法在于：
64.构建启机阀及控制系统
65.在透平机入口液动蝶阀处并联增加液动快切型调节阀，液动快切型调节阀的控制是连接到阀门伺服控制系统，阀门伺服控制系统是一个阀门伺服控制器、位置传感器、阀门伺服阀组成的闭环反馈控制系统。
66.转速检测系统至少包括机组转速传感器和转速pid 调节器；转速pid 调节器连接在比较器上，通过比较器和阀门伺服控制器相连以及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 ；
67.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，静叶伺服控制系统的作用是启机过程执行调节器的输出指令，并网后执行转速pid 调节器的输出指令，控制煤气透平静叶的开度。
68.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，整个自动升速曲线分为3个阶段：
69.第一阶段，透平转速从0r/min 上升到1100r/min，此阶段转速以80r/min的速率上升，达到1100r/min稳定状态；
70.第二阶段，转速以2700r/min的速率上升，直到2300r/min，此阶段转速上升速率的增加是为了使机组迅速通过临界转速区，时间小于10秒；
71.第三阶段，当转速达到2700r/min，减小升速的速率，使转速以100r/min的速率上升，达到3000r/min稳定状态，停止升速；
72.通过静叶伺服控制系统输出指令，透平机静叶开度控制在初始角度，(通常为3
‑
10%)
73.通过伺服控制系统输出指令，液动快切型调节阀开启，煤气进入透平机，透平机转速从0r/min 上升，过程中按设定启机曲线，由液动快切型调节阀(2)的开度控制煤气流量，煤气流量控制透平机转速，最后达到机组的额定转速3000r/min，机组升转速控制完成
74.并网操作步骤：转速调整到接近3000转/分时；自动准同期装置微调控制转速上升或下降，自动接近电网的频率和相位，当频率和相位与电网一致后，自动或手动并网。
75.采用启机阀及控制系统进行trt引煤气冲转升速，煤气流量和升速控制比较准确，使透平机快速越过临界转速区，达到3000r/min，可以达到100%的启机成功率。
76.启机控制流程：定静叶开动，启机阀开启进行trt引煤气冲转升速。启机成功后由静叶控制顶压。
77.当煤气量波动，顶压控制与设定值偏差较大时，旁通阀打开参与控制。
78.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的（例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值（例如，温度、压力等）、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等）。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
79.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特
征（即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征）。
80.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
81.应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。