一种高炉顶压稳定控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高炉顶压稳定控制系统，属于冶金自动化仪表控制领域，解决了顶压测量信号故障引起顶压失控的问题。本实用新型专利技术包括四个压力变送器、高炉炉顶计算机控制系统和顶压调节阀，高炉炉顶计算机控制系统包括顶压信号采集计算单元、一级平均值计算单元和顶压控制单元，四个压力变送器、顶压信号采集计算单元和一级平均值计算单元依次连接，顶压信号采集计算单元和一级平均值计算单元均与顶压控制单元相连，顶压控制单元与顶压调节阀相连。本实用新型专利技术能够将顶压波动维持在一个较小的范围，提高高炉顶压控制品质；在炉况不稳时，高炉炉顶计算机控制系统能够反应出每个上升管压力变化情况。

A Top Pressure Stabilization Control System for Blast Furnace

【技术实现步骤摘要】
一种高炉顶压稳定控制系统
本技术属于冶金自动化仪表控制领域，具体涉及一种高炉顶压稳定控制系统及其控制方法。
技术介绍
高炉冶炼过程中会产生大量的高温、高压煤气，这些煤气一般经高炉炉顶、上升管、重力除尘、煤气净化系统，最后经TRT透平机组或并联的减压阀组自动控制系统调压后输入煤气总管。随着炼铁高炉的大型化和现代化技术的发展，对高炉顶压的稳定性要求也越来越高，高炉顶压稳定的前提是需要一个稳定可靠的顶压测量信号。高炉炉顶一般均匀分布有四个上升管，上升管内的压力能够代表高炉顶压，同时也能够反映炉内相应区域料柱及煤气流的变化情况，用于检测高炉顶压测量信号的压力变送器一般就安装在上升管上，在高炉冶炼稳定的情况下，每个上升管内的压力基本相同，当高炉生产异常波动较大时，四个上升管内的压力会出现不同的波动，因此要想真实反映高炉顶压变化情况，就需要在四个上升管全部安装压力变送器，以便于操作人员根据每个上升管内压力变化来判断炉内相应区域料柱变化情况，以便及时调整炉况。高炉顶压的控制主要是通过TRT透平机组或并联的减压阀组来实现的，高炉顶压不稳，会引起炉内反应的剧烈波动，造成炉况不稳，直接影响生铁的产量和质量以及TRT的发电量，故高炉顶压的稳定是至关重要的。影响高炉顶压稳定性的主要因素是顶压测量信号的准确性，国内高炉顶压测量的常规设置一般为单点压力变送器测量炉顶压力，这种常规的检测方法存在的主要问题有：1.采用单点高炉顶压测量系统检测高炉顶压，在炉况异常时检测参数波动较大，无法将顶压波动维持在一个较小的范围，容易造成高炉顶压自动控制系统不稳，影响高炉顶压控制品质；2.当单台高炉顶压测量系统如取样管路、压力变送器、配电隔离器及信号线路出现故障时，就会造成TRT跳机、高炉顶压失控的安全事故；3.当仪表设备出现故障隐患时，无法在自动控制状态下进行在线故障隐患处理，只能切换到人工手动控制炉顶压力的方式进行故障隐患处理，影响高炉的正常生产；4.采用单点测量方法，只能反映一个上升管下方炉内气流压力变化情况，在炉况异常时，无法判断其它三个上升管下方相对位置料面及气流的变化情况，影响炉况的及时调整。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高炉顶压稳定控制系统，以解决顶压测量信号故障引起顶压失控的问题。本技术的技术方案是：一种高炉顶压稳定控制系统，包括四个压力变送器、高炉炉顶计算机控制系统和顶压调节阀，高炉炉顶计算机控制系统包括顶压信号采集计算单元、一级平均值计算单元和顶压控制单元，顶压信号采集计算单元包括计算机模拟量输入模板、累加计算器、一级平均值计算器和循环置位器，计算机模拟量输入模板的输入端与四个压力变送器相连，计算机模拟量输入模板的输出端与循环置位器的输入端相连，循环置位器的输出端与累加计算器的输入端相连，累加计算器的输出端与一级平均值计算器的输入端相连，一级平均值计算单元包括一级比较单元、一级屏蔽报警器、二级平均值计算器、一级屏蔽信号比较器和一级解屏器，一级比较单元的输入端分别与一级平均值计算器的输出端和循环置位器的输出端相连，一级比较单元的输出端分别与一级屏蔽报警器的输入端和一级平均值计算器的输入端相连，一级屏蔽报警器的输出端分别与循环置位器的输入端和一级屏蔽信号比较器的输入端相连，二级平均值计算器的输入端与累加计算器的输出端相连，二级平均值计算器的输出端与一级屏蔽信号比较器的输入端相连，一级屏蔽信号比较器的输出端分别与一级解屏器的输入端和二级平均值计算器的输入端相连，一级解屏器的输出端与一级平均值计算器的输入端相连，顶压控制单元包括顶压平均值选择器和顶压PID调节器，平均值选择器的输入端分别与一级平均值计算器的输出端和二级平均值计算器的输出端相连，平均值选择器的输出端与顶压PID调节器的输入端相连，顶压PID调节器的输出端与顶压调节阀的输入端相连。作为本技术的进一步改进，还包括二级平均值计算单元，二级平均值计算单元包括二级比较单元、二级屏蔽报警器、三级平均值计算器、二级屏蔽信号比较器和二级解屏器，二级比较单元的输入端分别与二级平均值计算器的输出端和循环置位器的输出端相连，二级比较单元的输出端分别与二级屏蔽报警器的输入端和二级平均值计算器的输入端相连，二级屏蔽报警器的输出端分别与循环置位器的输入端和二级屏蔽信号比较器的输入端相连，三级平均值计算器的输入端与累加计算器的输出端相连，三级平均值计算器的输出端分别与二级屏蔽信号比较器的输入端和平均值选择器的输入端相连，二级屏蔽信号比较器的输出端分别与二级解屏器的输入端和三级平均值计算器的输入端相连，二级解屏器的输出端与二级平均值计算器的输入端相连。本技术的有益效果是：1、本技术可剔除异常压力信号数据，能够更准确地获取高炉顶压数据，将顶压波动维持在一个较小的范围，提高高炉顶压控制品质；2、能有效克服因取样管路、压力变送器、配电隔离器及信号线路出现故障导致的顶压自动调节系统失控的安全生产事故；3、能够实现在顶压自动控制不解列的情况下，在线进行仪表故障处理，最终达到可靠、稳定控制高炉顶压的目的；4、本技术能够反应出每个上升管压力变化情况，指导操作人员正确判断炉内相应区域炉料变化情况，及时进行炉况调整。附图说明图1是本技术实施例1的结构示意图；图2是本技术实施例1的控制原理图；图3是本技术实施例2的结构示意图；图4是本技术实施例2的控制原理图。图中，1-顶压信号采集计算单元；101-计算机模拟量输入模板；102-累加计算器；103-一级平均值计算器；104-循环置位器；2-一级平均值计算单元；201-一级比较单元；202-一级屏蔽报警器；203-二级平均值计算器；204-一级屏蔽信号比较器；205-一级解屏器；3-二级平均值计算单元；301-二级比较单元；302-二级屏蔽报警器；303-三级平均值计算器；304-二级屏蔽信号比较器；305-二级解屏器；4-压力变送器；5-顶压控制单元；501-顶压平均值选择器；502-顶压PID调节器；6-顶压调节阀。具体实施方式下面的实施例可以进一步说明本技术，但不以任何形式限制本技术。以下实施例中所使用的各元器件均为现有产品。实施例1、如图1所示，一种高炉顶压稳定控制系统，包括四个压力变送器4、高炉炉顶计算机控制系统和顶压调节阀6，高炉炉顶计算机控制系统包括顶压信号采集计算单元1、一级平均值计算单元2和顶压控制单元5，顶压信号采集计算单元1包括计算机模拟量输入模板101、累加计算器102、一级平均值计算器103和循环置位器104，计算机模拟量输入模板101的输入端与四个压力变送器4相连，计算机模拟量输入模板101的输出端与循环置位器104的输入端相连，循环置位器104的输出端与累加计算器102的输入端相连，累加计算器102的输出端与一级平均值计算器103的输入端相连，一级平均值计算单元2包括一级比较单元201、一级屏蔽报警器202、二级平均值计算器203、一级屏蔽信号比较器204和一级解屏器205，一级比较单元201的输入端分别与一级平均值计算器103的输出端和循环置位器104的输出端相连，一级比较单元201的输出端分别与一级屏蔽报警器202的输入端和一级平均值计算器103的输入端相连，一级屏蔽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高炉顶压稳定控制系统，包括四个压力变送器（4）、高炉炉顶计算机控制系统和顶压调节阀（6），其特征在于：所述高炉炉顶计算机控制系统包括顶压信号采集计算单元（1）、一级平均值计算单元（2）和顶压控制单元（5），所述顶压信号采集计算单元（1）包括计算机模拟量输入模板（101）、累加计算器（102）、一级平均值计算器（103）和循环置位器（104），计算机模拟量输入模板（101）的输入端与四个压力变送器（4）相连，计算机模拟量输入模板（101）的输出端与循环置位器（104）的输入端相连，循环置位器（104）的输出端与累加计算器（102）的输入端相连，累加计算器（102）的输出端与一级平均值计算器（103）的输入端相连，所述一级平均值计算单元（2）包括一级比较单元（201）、一级屏蔽报警器（202）、二级平均值计算器（203）、一级屏蔽信号比较器（204）和一级解屏器（205），一级比较单元（201）的输入端分别与一级平均值计算器（103）的输出端和循环置位器（104）的输出端相连，一级比较单元（201）的输出端分别与一级屏蔽报警器（202）的输入端和一级平均值计算器（103）的输入端相连，一级屏蔽报警器（202）的输出端分别与循环置位器（104）的输入端和一级屏蔽信号比较器（204）的输入端相连，二级平均值计算器（203）的输入端与累加计算器（102）的输出端相连，二级平均值计算器（203）的输出端与一级屏蔽信号比较器（204）的输入端相连，一级屏蔽信号比较器（204）的输出端分别与一级解屏器（205）的输入端和二级平均值计算器（203）的输入端相连，一级解屏器（205）的输出端与一级平均值计算器（103）的输入端相连，所述顶压控制单元（5）包括顶压平均值选择器（501）和顶压PID调节器（502），平均值选择器（501）的输入端分别与一级平均值计算器（103）的输出端和二级平均值计算器（203）的输出端相连，平均值选择器（501）的输出端与顶压PID调节器（502）的输入端相连，顶压PID调节器（502）的输出端与顶压调节阀（6）的输入端相连。...

【技术特征摘要】
1.一种高炉顶压稳定控制系统，包括四个压力变送器（4）、高炉炉顶计算机控制系统和顶压调节阀（6），其特征在于：所述高炉炉顶计算机控制系统包括顶压信号采集计算单元（1）、一级平均值计算单元（2）和顶压控制单元（5），所述顶压信号采集计算单元（1）包括计算机模拟量输入模板（101）、累加计算器（102）、一级平均值计算器（103）和循环置位器（104），计算机模拟量输入模板（101）的输入端与四个压力变送器（4）相连，计算机模拟量输入模板（101）的输出端与循环置位器（104）的输入端相连，循环置位器（104）的输出端与累加计算器（102）的输入端相连，累加计算器（102）的输出端与一级平均值计算器（103）的输入端相连，所述一级平均值计算单元（2）包括一级比较单元（201）、一级屏蔽报警器（202）、二级平均值计算器（203）、一级屏蔽信号比较器（204）和一级解屏器（205），一级比较单元（201）的输入端分别与一级平均值计算器（103）的输出端和循环置位器（104）的输出端相连，一级比较单元（201）的输出端分别与一级屏蔽报警器（202）的输入端和一级平均值计算器（103）的输入端相连，一级屏蔽报警器（202）的输出端分别与循环置位器（104）的输入端和一级屏蔽信号比较器（204）的输入端相连，二级平均值计算器（203）的输入端与累加计算器（102）的输出端相连，二级平均值计算器（203）的输出端与一级屏蔽信号比较器（204）的输入端相连，一级屏蔽信号比较器（204）的输出端分别与一级解屏器（205）的输入端和二级平均值计算器（203）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙忠玉，范军，
申请(专利权)人：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃,62