一種trt靜葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)同步控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置(TRT)的靜葉液壓控制系統(tǒng)，尤其涉及一種TRT靜葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)同步控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置(TRT)是利用高爐冶煉的副產(chǎn)品一一高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能，使煤氣通過(guò)透平膨脹機(jī)做功，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電液伺服控制系統(tǒng)在TRT裝置中，屬于八大系統(tǒng)之一的分系統(tǒng)，其根據(jù)主控室的指令實(shí)現(xiàn)TRT的開(kāi)、停、轉(zhuǎn)速控制、功率控制、爐頂壓力以及過(guò)程檢測(cè)等系統(tǒng)控制，以上功能控制最終反映在控制透平機(jī)的轉(zhuǎn)速上，也就是要控制透平靜葉的開(kāi)度。其工作原理是由自控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)，在伺服控制器中與油缸的實(shí)際位置信號(hào)相比較，成為誤差信號(hào)放大后，送入電液伺服閥，伺服閥按一定的比例將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成液壓油流量推動(dòng)油缸運(yùn)動(dòng)，由位置傳感器發(fā)出的反饋信號(hào)不斷改變，直至與指令信號(hào)相等時(shí)，油缸停止運(yùn)動(dòng)，即停在指定的位置上，使透平靜葉穩(wěn)定在此開(kāi)度上。
[0003]現(xiàn)有電液伺服控制系統(tǒng)采用的是一個(gè)伺服閥輸出一路控制油路，然后分為兩路油路支路分別驅(qū)動(dòng)控制兩套油缸動(dòng)作，其控制檢測(cè)也是由一路油缸所配的位置傳感器完成閉環(huán)檢測(cè)控制，另一路油缸為被動(dòng)隨動(dòng)驅(qū)動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，因液壓管路阻力、機(jī)械負(fù)荷不平衡等原因使液壓系統(tǒng)的兩套油缸行程動(dòng)作不同步，且油缸不同步產(chǎn)生的巨大機(jī)械扭力長(zhǎng)期作用于機(jī)組靜葉機(jī)械結(jié)構(gòu)上將導(dǎo)致機(jī)械損壞，影響設(shè)備的使用壽命，并對(duì)高爐及余壓發(fā)電機(jī)組形成安全威脅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種TRT靜葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)同步控制系統(tǒng)及控制方法，采用2個(gè)伺服閥分別控制2個(gè)油缸，確保油缸同步運(yùn)行;設(shè)置油缸自動(dòng)控制、油缸軟手動(dòng)控制和油缸硬手動(dòng)控制三種工作狀態(tài)，確保系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行并可提高運(yùn)行效率、延長(zhǎng)系統(tǒng)運(yùn)行壽命;控制系統(tǒng)電氣元件及伺服執(zhí)行元件全部采用防爆設(shè)計(jì)，徹底解決了原系統(tǒng)中存在的煤氣區(qū)域電氣設(shè)備不防爆的安全隱患。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006 ] —種T RT靜葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)同步控制系統(tǒng)，包括由液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成的電液伺服系統(tǒng)；
[0007]所述液壓系統(tǒng)的壓力油進(jìn)油管道上分別設(shè)置有伺服閥一、伺服閥二、同步閥、手動(dòng)換向閥和帶輔助手柄電磁換向閥，其中:
[0008]伺服閥一的2個(gè)工作油口分別通過(guò)液控單向閥I一和液控單向閥I二連接油缸一的有桿腔和無(wú)桿腔，油缸一上安裝的位置傳感器一通過(guò)控制系統(tǒng)連接伺服閥一;伺服閥二的2個(gè)工作油口分別通過(guò)液控單向閥II一和液控單向閥II二連接油缸二的有桿腔和無(wú)桿腔，油缸二上安裝的位置傳感器二通過(guò)控制系統(tǒng)連接伺服閥二;液控單向閥I一、液控單向閥I二、液控單向閥II一、液控單向閥II二的控制油口分別與手動(dòng)換向閥連接；以上部分共同組成油缸自動(dòng)控制回路；
[0009]同步閥分別通過(guò)液控?fù)Q向閥一連接液壓鎖一，通過(guò)液控?fù)Q向閥二連接液壓鎖二，液壓鎖一的2個(gè)單向閥分別并聯(lián)在油缸一前的進(jìn)油路和回油路上，液壓鎖二的2個(gè)單向閥分別并聯(lián)在油缸二前的進(jìn)油路和回油路上;液控?fù)Q向閥一和液控?fù)Q向閥二分別通過(guò)帶輔助手柄電磁換向閥連接控制系統(tǒng)；以上各部共同組成油缸手動(dòng)控制回路；
[0010]手動(dòng)換向閥上設(shè)有觸發(fā)按鈕，觸發(fā)銨鈕與控制系統(tǒng)相連接；
[0011]所述控制系統(tǒng)由邏輯運(yùn)算單元、信號(hào)輸出模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、防爆觸摸屏和聲光報(bào)警單元組成，邏輯運(yùn)算單元與信號(hào)輸出模塊、防爆觸摸屏之間均為雙向連接，信號(hào)轉(zhuǎn)換器分別與邏輯運(yùn)算單元和信號(hào)輸出模塊連接;信號(hào)輸出模塊另外連接液壓系統(tǒng)執(zhí)行及反饋元件及聲光報(bào)警單元，液壓系統(tǒng)執(zhí)行及反饋元件與信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接，所述液壓系統(tǒng)執(zhí)行及反饋元件包括油缸一上的位置傳感器一、油缸二上的位置傳感器二、手動(dòng)換向閥上的觸發(fā)按鈕、伺服閥一、伺服閥二以及帶輔助手柄電磁換向閥;邏輯運(yùn)算單元另外與TRT控制系統(tǒng)連接。
[0012]所述控制系統(tǒng)中所有電子元件及液壓系統(tǒng)中的伺服執(zhí)行元件均滿(mǎn)足GB3836.14-2000《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備》的要求。
[0013]所述控制系統(tǒng)的輸入電源為兩路交流電源，分別通過(guò)電源轉(zhuǎn)換模塊和冗余電源模塊連接智能電器保護(hù)模塊，智能電器保護(hù)模塊具有4路獨(dú)立負(fù)載保護(hù)電路，其中2路獨(dú)立負(fù)載保護(hù)電路分別連接伺服閥一和伺服閥二。
[0014]所述控制系統(tǒng)設(shè)有防爆控制面板，防爆控制面板上設(shè)防爆觸摸屏、控制旋鈕及信號(hào)燈。
[0015]一種TRT靜葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)同步控制方法，包括油缸自動(dòng)控制、油缸軟手動(dòng)控制和油缸硬手動(dòng)控制3種工作模式，具體步驟如下:
[0016]I)油缸自動(dòng)控制過(guò)程:手動(dòng)換向閥手柄推向油路自動(dòng)控制一側(cè)，油路切換為油缸自動(dòng)控制回路工作狀態(tài)，同時(shí)通過(guò)觸發(fā)按鈕將該狀態(tài)信息送至控制系統(tǒng);此時(shí)從壓力油進(jìn)口輸入的液壓油連通液控單向閥I 一、液控單向閥I 二、液控單向閥II 一、液控單向閥II 二上的控制油口，液壓油進(jìn)入油缸一和油缸二推動(dòng)活塞桿移動(dòng)；油缸一和油缸二上的位置傳感器分別將檢測(cè)位置信號(hào)反饋到控制系統(tǒng)，與TRT控制系統(tǒng)傳送的靜葉開(kāi)度控制信號(hào)相比較，經(jīng)比較處理后的位置控制輸出信號(hào)分別送往伺服閥一和伺服閥二，伺服閥一和伺服閥二分別控制經(jīng)對(duì)應(yīng)液控單向閥輸出到油缸一或油缸二的液壓油流量，實(shí)現(xiàn)油缸一和油缸二自動(dòng)同步控制；
[0017]2)油缸軟手動(dòng)控制過(guò)程:當(dāng)手動(dòng)換向閥手柄推向手動(dòng)控制一側(cè)時(shí)，油路切換為油缸手動(dòng)控制回路工作狀態(tài);通過(guò)觸發(fā)按鈕將該狀態(tài)信息送至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)分別向帶輔助手柄電磁換向閥的兩側(cè)電磁線(xiàn)圈發(fā)出遠(yuǎn)方軟手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制液控?fù)Q向閥一通過(guò)液壓鎖一控制油缸一的行程，同時(shí)控制液控?fù)Q向閥二通過(guò)液壓鎖二控制油缸二的行程；實(shí)現(xiàn)油缸一和油缸一.軟手動(dòng)問(wèn)步te制；
[0018]3)油缸硬手動(dòng)控制過(guò)程:當(dāng)控制系統(tǒng)因供電故障斷電或液壓系統(tǒng)電氣部分故障時(shí)，僅有油栗運(yùn)轉(zhuǎn)為液壓系統(tǒng)供油，系統(tǒng)既不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制又不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方軟手動(dòng)控制；此時(shí)通過(guò)手動(dòng)換向閥或帶輔助手柄電磁換向閥上的手動(dòng)操作手柄，直接硬手動(dòng)操作控制油路控制油缸一和油缸二的行程，從而保障設(shè)備安全運(yùn)行。
[0019]所述控制系統(tǒng)的交流電源輸入端并聯(lián)有電源監(jiān)控模塊，實(shí)時(shí)檢測(cè)兩路交流電源供電狀態(tài)，交直流電路故障時(shí)分別有報(bào)警提示；當(dāng)任意一路交直流電路故障時(shí)，通過(guò)冗余電源模塊，另一路交直流供電電路仍可對(duì)系統(tǒng)正常供電，即具備系統(tǒng)供電冗余保護(hù)功能。
[0020]所述智能電器保護(hù)模塊的4路獨(dú)立負(fù)載保護(hù)電路上分別設(shè)有電流顯示和保險(xiǎn)電阻，保護(hù)電流參數(shù)設(shè)多檔參數(shù)可調(diào)；當(dāng)邏輯控制單元檢測(cè)到某一獨(dú)立負(fù)載保護(hù)電路上的負(fù)荷變化接近預(yù)先設(shè)定的保護(hù)電流值時(shí)，即實(shí)施預(yù)報(bào)警顯示，提示相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員干預(yù)，避免因普通電氣保護(hù)開(kāi)關(guān)直接關(guān)斷回路電流造成損失。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]I)采用2個(gè)伺服閥分別控制2個(gè)油缸，確保油缸同步運(yùn)行，2個(gè)油缸自動(dòng)控制時(shí)的同步控制精度可達(dá)0.1mm，從而對(duì)TRT透平靜葉的開(kāi)度實(shí)施安全、可靠、精準(zhǔn)的控制；
[0023]2)設(shè)置油缸自動(dòng)控制、油缸軟手動(dòng)控制和油缸硬手動(dòng)控制三種工作狀態(tài)，確保系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行并可提高運(yùn)行效率、延長(zhǎng)系統(tǒng)運(yùn)行壽命；
[0024]3)控制系統(tǒng)電氣元件及伺服執(zhí)行元件全部采用防