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【转载】模糊控制在多焦炉集气管压力控制上的应用  

2013-05-12 10:44:46|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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摘 要:焦炉集气管压力的稳定控制不仅仅关系到焦炉的寿命,更直接影响着煤化工产品的质量和产量。因此对焦炉集气管压力的稳定调节一直以来都是焦化厂普遍关心的问题。大小不同、产量不同的多座焦炉集气管压力控制更是让很多焦化企业头痛的事情。达钢焦化公司采用了西安中程自动化工程公司的多焦炉集气管压力无级模糊控制系统以后,对这一难题得到了极大的改善。

关键词:多焦炉集气管压力控制 模糊控制系统

  达州钢铁集团焦化公司具有三座JN4.3-80型机械化焦炉,年产冶金机焦100万吨,煤化工产品近10万吨。由于达钢焦化公司三座焦炉建设时间不同,因此导致工艺管线缺乏合理性。在以前用两座焦炉生产时,对集气管压力的控制采用了DCS系统进行控制基本能够满足工艺要求,但是第三座焦炉投产后原来的控制方案就已无法满足生产的需要。经过多次研讨和攻关均无明显改善。经多方论证最后采用了西安中程自动化工程公司的多焦炉集气管压力无级模糊控制系统以后,焦炉冒烟冒火的情况基本得到了控制。

一、集气管压力控制影响因素分析

  1、集气管压力调节回路之间的强耦合效应。焦炉集气管到初冷器前管道互通,任何一座焦炉集气管的压力波动都将影响其它各座焦炉集气管压力。在常规调节方式下,各个集气管压力独立调节,没有沟通和协调,任何一座焦炉集气管压力的调节过程必然影响到其它焦炉集气管压力的稳定,进而触发其调节机构的动作。不同焦炉集气管压力的调节过程相互影响,从而形成典型的集气管并联耦合振荡现象。这种振荡在推焦、装煤和喷洒高压氨水的过程中更加严重。由于焦炉数量较多,进一步增加了整个系统的不稳定因素,如果没有有效的控制措施,必然导致系统常时间处于连续振荡状态,调节品质严重恶化。

  2、 初冷器前吸力不稳定。鼓风机后的煤气压力波动剧烈导致鼓风机前吸力的持续变化,并通过初冷器前吸力的波动直接影响焦炉集气管压力及调节过程,如果初冷器前吸力不稳定,将直接诱发集气管压力波动并触发振荡。目前,初冷器前吸力仅仅通过鼓风机进口翻板的开度进行粗略控制,吸力实际仍然处于连续的大幅度的波动状态,这无疑严重破坏了集气管压力的稳定。初冷器前吸力的扰动因素很多,例如焦炉加热换向、使用或停用高压氨水、鼓风机后压力的变化、焦炉产气量变化、初冷器阻力变化以及煤气用户用量的变化等等。

  3、以前集气管压力控制采用DCS系统单回路控制处于孤立状态,缺乏相互顾及和协调。后来对集气管压力的控制采用程序控制,针对不同的状况采用不同的控制方式,但收效甚微。鼓风机后压力调节、鼓风机前吸力的变化、初冷器前吸力监控都是集气管压力控制的重要的因素,但这三个参数本身就变化大并且又相互影响,所以集气管压力的稳定控制就无法保证。

  4、鼓风机前的吸力完全依靠机前翻板的开度进行调节 。为了保障鼓风机的稳定运转,防止气流变化太快导致风机出现异常,因此鼓风机前的翻板不可能快速调整,当鼓风机后的压力出现大幅度变化时,鼓风机前的吸力依靠机前翻板的调整来平稳机前吸力就显得比较困难,从而导致初冷器前的吸力剧烈波动,因此无法快速克服瞬间的集气管系统气量波动。气量的波动将恶化各个焦炉集气管的压力调节,并有可能使集气管调节翻板快速进入不灵敏区,失去调节作用。

二、工艺布局情况

 


三、工艺部分的改进

  由于达钢焦化三座焦炉的建设时间前后相距很大,并且地理位置的限制,所以想规范煤气管线以利于DCS系统对集气管压力的控制调整,但安全、施工难度大比较困难,因而只能通过小范围改动来改善。

  将1#焦炉和3#焦炉的集气管连通,并根据生产的情况控制阀门开度。在原大循环管道上增加调节机构,调节初冷器前的吸力,使其在一个相对小的范围内波动。更换集气管翻板调节机构提高调整精度,同时加大工艺调整的管理力度,尽量减小鼓风机后煤气压力的大幅度波动。

四、控制手段的改善

  原焦炉DCS系统只完成三座焦炉煤气主管和机、焦侧分烟道吸力的调节,以及完成对交换机交换时间的控制。集气管压力和初冷器前的吸力和大循环翻板的控制由专门的模糊系统完成,为了保障模糊系统数据库的稳定性,模糊系统不对压力和吸力的变化曲线进行记录,压力和吸力的变化趋势记录由DCS系统完成。对初冷器前吸力的稳定控制是稳定集气管压力的重要手段,因此大循环调节翻板的控制就尤为重要。集气管翻板执行机构的灵敏度要求控制在±0.6 – 0.8%左右。

五、控制系统投入前后的效果

 

模糊系统投入前集气管压力趋势图

模糊系统投入后集气管压力趋势图

六、模糊系统使用的体会

  该模糊系统的核心程序是采用VC语言编写,经过编译以后把目标代码提供给用户。虽然这种控制系统对用户的开放性无法与PLC和DCS相比,但从控制上较好地解决了多焦炉之间的耦合效应,利用大循环快速调整初冷器前的吸力,从而稳定集气管的压力,总体的控制效果还是狠命不错的。

 

文章来源:中国传动网
原文网址:http://www.chuandong.com/publish/tech/application/2009/8/tech_3_16_14607.html

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