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高炉煤气余压发电装置中炉顶压力稳定性分析与控制试验研究

印建安  
【摘要】:高炉煤气余压发电装置(简称TRT装置)技术,是利用了高炉炼铁工艺中 所产生煤气的压力能驱动透平发电,将原本通过减压阀消耗掉的压力能转变为 电能,同时还减弱了由减压阀组产生的噪音污染,因此TRT是一种低投入、高 产出的高技术环保节能设备。但由于TRT装置的高炉顶压的稳定性是影响主流 程高炉生产工艺的重要因素,因此如何解决安装TRT装置后的高炉顶压稳定性 问题对于TRT技术的质量和推广是很关键的。本论文的研究通过对顶压稳定性 的分析,研制了控制软件,成功地解决了顶压稳定性的控制问题。 论文的研究工作是由陕鼓集团主持的“高炉TRT环保节能技术产业化示范 工程”项目的一部分,该项目已被国家计委列入“国家高技术产业发展项目计 划”。本论文具有重要工程应用意义和经济价值。 本文基于流体力学理论对TRT系统中的顶压波动进行了深入的理论分析和 研究,建立了TRT管路系统的流体力学平衡控制方程;同时首创性地设计和建 造了TRT装置模拟试验台,并制定了TRT装置顶压稳定性问题的实验方案;本 文根据流体力学控制模型成功地研制出基于SIEMENS WINCC组态平台的TRT 顶压稳定性控制软件(STPC),并在TRT装置模拟试验台上对STPC软件进行 了反复试验,结果表明该软件对模拟炉顶压力波动和重故障紧急停机切换过程, 控制准确、有效,精度高,可以工程应用。 论文的创新点主要表现在: .(1)首次对TRT装置中管路系统压力流量变化进行流体力学理论分析,建 立了控制顶压稳定性的理论模型与数学方程,并据此研制出顶压稳定性软件。 (2)设计并制造了TRT装置的模拟试验台,并成功地进行了项压稳定性的 控制软件的模拟试验。这在国内是首创的,国际上也未见报道。 (3)采用本论文的控制软件,通过在模拟试验台上的实验,表明该软件对 于顶压稳定性的控制精度大大高于目前工程中所采用的PID控制精度,在国内 是领先的,国际上居先进水平。 本论文的成果已经通过陕西省科技厅主持的成果鉴定,并获得“中国机械 工业科学技术”二等奖。


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