一种高炉TRT系统仿真模拟操作方法与流程

一种高炉trt系统仿真模拟操作方法
技术领域
1.本发明涉及高炉煤气余压发电技术领域，尤其涉及一种高炉trt系统仿真模拟操作方法。


背景技术：

2.trt是top gas pressure recovery turbine unit的缩写，被称作高炉煤气余压发电装置，它利用高炉产生的高温高压煤气推动透平机，进而带动发电机发电。目前trt可回收高炉煤气中35％～40％的能量。
3.原本的高炉煤气通过洗涤和除尘，再经过减压阀组，将220kpa左右的压力减弱到合适水平送至用户，这个过程使高炉煤气余压白白消耗掉了。而通过trt机组，可以将煤气余压转换成电能，然后再送至最终用户，把原本没有用的余压转换成了电能。与传统方式相比，trt不仅能为钢铁企业带来巨大的经济效益，还极大的减小了减压阀组带来的噪声污染，实现了环保节能的目的。
4.典型的trt系统工艺流程如附图1所示。trt是自动化程度非常高的运行设备，分大型阀门、主煤气、氮气密封、液压、润滑、给排水、高低压发配电、励磁并网等8大系统，共有96个检测参数，其中急停参数17个、二级报警参数22个。
5.trt是以高炉煤气(具有易燃、易爆炸、易中毒特性)为介质的发电设备，随着trt工艺与技术的进步，trt系统操作进入智能化、精细化阶段。钢铁企业trt生产及调试过程中，煤气泄漏导致人员中毒、高炉顶压升高导致煤气管道爆炸、发配电设备起火等重大事故时有发生，安全生产精细操作显得尤为重要。而实际生产中，岗位人员的培训机会较少，实际操作中遇到故障时因缺乏操作经验很容易慌乱，导致误操作或操作不及时、不准确，进而使小的故障发展为设备事故，给安全生产和经济化运行带来不利影响。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种高炉trt系统仿真模拟操作方法，用于钢铁企业员工的岗位培训及考核，通过trt仿真模拟操作系统进行操作演练，有效提高生产岗位人员实际生产操作及应对各类突发故障和事故的能力。
7.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
8.一种高炉trt系统仿真模拟操作方法，包括如下步骤：
9.1)针对trt系统的各组成单元开发对应的仿真模块，各仿真模块均具有编辑和设定参数的功能；建立由仿真模块组成的trt仿真模拟操作系统；
10.2)按照trt系统实际运行方式，通过trt仿真模拟操作系统进行模拟操作，调节各仿真模块中的参数值，使trt仿真模拟操作系统达到稳定运行状态；
11.3)在trt仿真模拟操作系统中增设煤气系统置换模块、启停机升速模块、pid反馈控制模块及机组并网模块；在煤气系统置换模块中设定煤气标准化操作状态下各阀门间的联锁关系；在启停机升速模块中设定高炉间的联系制度、减压阀组与trt煤气系统的对应关
系、系统暖机参数、机组跨临界的关键参数以及二级报警系统；在机组并网模块中设定转速稳定条件和励磁柜操作步骤；
12.4)trt仿真模拟操作系统设置仿真参数，根据trt系统日常操作进行仿真操作，对操作过程中出现的各类故障进行总结分析，并形成事故处置模块。
13.所述仿真模块包括：
14.仿真模块a：依据trt系统操作规程，仿真操作过程中出现超速、振动、位移、温度超标状态时判定为重故障，机组停机；
15.仿真模块b：针对每项故障设置对应的操作方式；
16.仿真模块c：故障操作执行时，按照trt系统操作规程设定的程序进行；
17.仿真模块d：trt仿真模拟操作系统中油泵倒换、快切阀及快开阀的操作，通过plc系统控制及管理。
18.将仿真模拟操作的结果与设定的预期效果进行比较，对trt仿真模拟操作系统进行调试，获得最佳操作控制方案。
19.所述trt仿真模拟操作系统基于simaticwincc软件环境建立。
20.所述仿真参数包括：高炉顶压测量信号、高炉顶压设定信号、trt煤气流量、透平进气压力、透平排气压力、润滑油压力、润滑油液位、快切阀动力油压力、透平转速、透平静叶开度、各阀门开度、透平进气侧振动。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1)设计开发出一种可模拟trt系统标准化操作及故障应对处理的软件，在数据库基础上建立智能模拟操作系统，通过写入各种与实际trt系统紧密相关的仿真系统、操作规程、故障解决方案、事故处理结果等参数和信息，实现人机对话的功能，操作者可根据工况的变化进行相应的模拟操作，计算机通过预先设定的程序进行判断，同时根据操作同步显示trt模拟系统中各参数的变化，从而实现高度仿真的、连续的、完整的模拟演练；
23.2)通过模拟操作、设置故障进行员工的岗位培训及考核，可在较短时间内，提高岗位员工的操作技能及对事故的判断准确性；接近实战的模拟操作是最佳的岗位培训和应急演练手段，能够使员工在短时间内快速掌握trt系统的操作要领,具有广泛应用性和推广价值。
附图说明
24.图1是典型的trt系统工艺流程图。
具体实施方式
25.本发明所述一种高炉trt系统仿真模拟操作方法，包括如下步骤：
26.1)针对trt系统的各组成单元开发对应的仿真模块，各仿真模块均具有编辑和设定参数的功能；建立由仿真模块组成的trt仿真模拟操作系统；
27.2)按照trt系统实际运行方式，通过trt仿真模拟操作系统进行模拟操作，调节各仿真模块中的参数值，使trt仿真模拟操作系统达到稳定运行状态；
28.3)在trt仿真模拟操作系统中增设煤气系统置换模块、启停机升速模块、pid反馈控制模块及机组并网模块；在煤气系统置换模块中设定煤气标准化操作状态下各阀门间的
联锁关系；在启停机升速模块中设定高炉间的联系制度、减压阀组与trt煤气系统的对应关系、系统暖机参数、机组跨临界的关键参数以及二级报警系统；在机组并网模块中设定转速稳定条件和励磁柜操作步骤；
29.4)trt仿真模拟操作系统设置仿真参数，根据trt系统日常操作进行仿真操作，对操作过程中出现的各类故障进行总结分析，并形成事故处置模块。
30.所述仿真模块包括：
31.仿真模块a：依据trt系统操作规程，仿真操作过程中出现超速、振动、位移、温度超标状态时判定为重故障，机组停机；
32.仿真模块b：针对每项故障设置对应的操作方式；
33.仿真模块c：故障操作执行时，按照trt系统操作规程设定的程序进行；
34.仿真模块d：trt仿真模拟操作系统中油泵倒换、快切阀及快开阀的操作，通过plc系统控制及管理。
35.将仿真模拟操作的结果与设定的预期效果进行比较，对trt仿真模拟操作系统进行调试，获得最佳操作控制方案。
36.所述trt仿真模拟操作系统基于simaticwincc软件环境建立。
37.所述仿真参数包括：高炉顶压测量信号、高炉顶压设定信号、trt煤气流量、透平进气压力、透平排气压力、润滑油压力、润滑油液位、快切阀动力油压力、透平转速、透平静叶开度、各阀门开度、透平进气侧振动。
38.本发明所述一种高炉trt系统仿真模拟操作方法，基于所建立的trt仿真模拟操作系统进行操作，该操作系统具备煤气系统置换、辅助系统投入、联锁实验、启停机、并网以及故障处理等模拟操作功能，员工在电脑上可进行全方位的trt机组操作，跟实际生产操作一致，通过人机对话界面即可完成生产操作及事故处理的模拟操作。
39.本发明所述一种高炉trt系统仿真模拟操作方法的流程如下：1、建立控制程序与界面作为后台支撑系统。2、采用纯软件模式，建立trt仿真模拟操作系统的数学模型及机组联锁保护系统模型，使其具备实时故障计算及处理各种复杂故障的功能。3、由专业人员编写与trt系统实际运行相关的系统、操作、故障、事故处理方面的参数和信息，形成标准模板。4、在trt仿真模拟操作系统中设置故障变量，利用故障设置和管理功能模拟典型故障，开展故障分析和处置训练。
40.以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
41.【实施例1】
42.本实施例模拟trt启机标准化作业过程中机组启动前的准备过程。模拟操作人员按照trt启动规程，完成大型阀门、氮气系统、液压系统、润滑油系统、静叶位置等系统自检，以及盘车启动、重故障复位等全过程操作。
43.设置trt机组启动条件，模拟trt启机时，当系统投运未正常，trt启动条件不满足时，无法申请启动。只有系统投运正常，trt启动条件满足时，才能申请启动。
44.【实施例2】
45.本实施例模拟trt启机的标准化作业过程，主要包括煤气系统置换、大型阀门操作等模拟操作过程。模拟操作人员按照trt启动规程，完成机组验收、trt氮气置换、大型阀门
操作的模拟操作全过程。
46.大型阀门操作时，按照煤气标准化要求设置联锁关系，考察操作标准化执行情况。当操作无法完成时，点击设备操作按键，查看是否有对应的联锁关系。
47.【实施例3】
48.本实施例模拟trt机组重要工况参数波动和紧急停机处理过程，包括因trt机组重要工况参数波动而可能衍生出的多种情况。具体操作时，首先选择模拟故障类型和可能出现的情况明细表，再根据实际发生的情况选择应对措施进行模拟操作。
49.如表1所示，在trt机组模拟运行状态下，点击模拟系统人机操作界面上的模拟故障项目，模拟对应故障状态下应采取的相应处置措施。
50.表1 trt轴系统参数故障模拟
[0051][0052]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。