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1、电液伺服控制技术在TRT自动控制系统中的应用TRT为高炉煤气余压能量回收透平发电装置的简称Blast-FurnaceToppressureRecoveryTurbineUnit，它是利用高炉出口煤气中所蕴含的压力能和热能，使透平膨胀机作功，驱动发电机发电的一种能量回收装置。进而到达节能、降噪、环保的目的，具有很好的经济效益和社会效益，是目前当代国际、国内钢铁企业公认的节能环保装置。TRT自动控制系统分为主煤气系统、光滑油系统、电液伺服控制系统动力油系统、透平机轴运动检测系统、氮气密封系统和水系统等6个系统。电液伺服控制技术概述电液伺服控制技术作为连接当代微电子技术、计算机技术和液压技术的桥梁，
2、已经成为当代控制技术的重要构成。由于它具有线性好、死区小、灵敏度高，动态性能好、响应快、精度高等显著优点，因此得到了广泛的应用。本文针对这一问题，利用电液伺服控制技术和计算机技术，设计了一套适用在TRT自控系统中的电液伺服控制系统。电液伺服控制系统的组成、作用及工作原理电液伺服控制系统的构成电液伺服控制系统由液控单元、伺服油缸、动力油占三大局部组成。液控单元包括调速阀控制单元和透平静叶控单元，每一单元均由电液伺服阀、点动用电磁阀、快关用电磁阀、油路块及底座等组成。伺服油缸为双活塞杆构造，摩擦力很小，密封性能良好。动力油站由油箱、变量油泵、滤油器、冷却器、管道阀门、检测仪表等组成。电液伺服控制系
3、统的作用电液伺服控制系统，在TRT装置中，属于几个主要系统之一。根据主控室的指令，来实现TRT的开、停、转速控制、炉顶压力以及经过检测等系统控制。要实现以上系统的功能控制，最终将要反映在控制透平机的转速上。要控制透平机的转速，就要控制调速阀或者透平静叶的开度。而控制静叶或者调速阀开度的手段就是电液伺服控制系统。控制系统的精度、误差，直接影响着TRT系统各阶段经过的控制。由此可见，该系统在TRT中的地位和作用是特别重要的。电液伺服控制系统的工作原理由机、电、液供构成电液伺服控制系统，其控制方框图如图1所示。ALIGN=CENTER图1电液伺服控制系统原理框图/ALIGN由自控系统发出的指令信号，
4、在伺服控制器中与油缸的实际位置信号相比拟，成为误差的信号放大后，送入电液伺服阀。伺服阀按一定的比例将电流信号转变成液压油量量推动油缸运动。由位置传感器发出的反应信号不断改变，直至于指令信号相等时，油缸停顿运动。油缸停在指定的位置上，使透平静叶稳定在一定的开度上。油缸的直线运动、通过一套曲柄转变成阀板静叶的旋转运动，改变阀板或者静叶的工作开度。随着系统信号的不断变化，透平静叶的开度也将不断改变，并通过静叶开度的变化，到达控制转数，控制煤气流量、控制透平出力大小的目的。其动力油系统控制图如图2所示。ALIGN=CENTER图2动力油系统控制框图/ALIGN电液伺服控制系统中的主要控制设备TRT最重
5、要的控制设备是透平机静叶和快开旁通阀。它们都是液压伺服驱动的闭环系统。主要控制设备包括伺服控制器、伺服阀、LVDT反应位置传感器、油动机、电磁阀。通过对电磁阀的得失电控制可以实现阀门和静叶的快速开关。伺服控制器伺服控制器选用型号为ESA-3E主要适用于轴流压缩机静叶角度控制、TRT压差发电、位置控制以及其它相关的电液执行机构的伺服控制。该控制器中有两块线路板:PARKER控制板是对控制指令信号和传感器反应信号进展比拟，经过比例、积分运算及功率放大后，送出相应的电流信号，用于驱动伺服阀;信号调理板是用于对反应信号进展调理，正反作用的转换，并提供指令信号丧失和反应信号丧失两项报警功能及420mA位
6、置指示信号。在伺服阀的控制下，伺服阀会将伺服控制器输出的420mA信号转换成液压油流量推动伺服油缸运动，由位置传感器发出的反应信号不断改变，直至与调节信号相等时，伺服阀输出的液压油流量信号为0，伺服油缸不再运动，进而带动透平机静叶、快开旁通阀到达预期位置，实现位置调节的目的。是一种液控方向阀，其主要作用是用来向作动筒提供系统在断电、掉压时的保护。位置传感器位置传感器角位移传感器或者线位移传感器用来测量实际位置信号，并将其转换成对应的电流信号420mA或者电压信号-3V3V送至ESA-3E伺服控制器作为反应信号。同时控制器还接收来自主控室位置指令信号调节器的420mA指令信号。电液伺服控制系统的
7、功能应用电液伺服控制系统中的功能主要是应用在对透平机的转速控制，而转速控制中的主要对象就是静叶，利用控制静叶的开度来控制透平机的转速，进而到达对高炉顶压平稳控制的目的。应用在电液伺服控制系统中的转速控制大致可分为三个经过：系统启动条件全部具备并且机组无重故障信号，得到电气的“电气同意启动信号和高炉主控室的“允许TRT启动信号后，确认高炉减压阀组在自动控制下并且高炉顶压和煤气温度稳定在工艺范围内，机组具备升速条件。分自动控制和手动控制两种方式，控制对象为静叶。这个经过的实现是通过互为反函数的静叶控制时间曲线和转速设定升速曲线来实现的。当顶压的测量值和设定值的偏向超过2Kpa的时候，转速不允许上升
8、。静叶控制时间曲线是转速设定值与静叶控制时间的折线函数，与升速曲线互为反函数。根据当前的转速设定值计算出一定的静叶控制时间，然后根据该静叶控制时间和升速曲线，得到下一个转速设定值。如此循环，实现转速设定值的不断增加。手动方式运行时，给系统发出手动升速的指令，通过系统画面上手动调节入口液动阀和调节静叶的开度来控制转速。自动准同期经过当自动准同期装置投入的时候，在并网经过中，通过对转速的微调实现自动并网。当转速升到2850rpm的时候，PLC发出自动准同期投入信号。只有转速控制在自动方式的时候，自动准同期对转速的调节才会起作用。当给系统中发出升速指令后，自动准同期装置以5rpm进展升/降速控制；当没有系统中发出升速指令时，自动准同期以1rpm进展升/降速控制。将电液伺服控制技术广泛地应用在TRT控制系统中，充分突出了其线性好、死区小、灵敏度高、动态性能好、响应快等显著优点。TRT设备在正常运转中可以回收约占高炉鼓风机所需30%左右的能量，为钢铁企业创造了可观的经济效益和社会效益。