系統(tǒng)概述

      焦?fàn)t集氣管的作用是匯集各炭化室的荒煤氣。荒煤氣經(jīng)初冷器冷卻、電捕焦油、利用風(fēng)機(jī)將其回收。集氣管壓力是影響焦炭質(zhì)量、煤氣產(chǎn)量和焦?fàn)t壽命的一個(gè)重要生產(chǎn)控制指標(biāo)。

      多座焦?fàn)t共用一套冷鼓時(shí)，集氣管壓力系統(tǒng)是一個(gè)強(qiáng)耦合、具有嚴(yán)重非線性、時(shí)變特性、擾動(dòng)變化激烈且幅值大的多變量系統(tǒng)。焦?fàn)t的正常推焦裝煤操作、結(jié)焦時(shí)間的變更等，造成焦?fàn)t產(chǎn)生荒煤氣量的變化，直接影響集氣管壓力；而鼓風(fēng)機(jī)前吸力的變化、循環(huán)氨水流量、高壓氨水流量的變化、用戶負(fù)荷的變化又間接影響集氣管壓力。

      目前國(guó)內(nèi)焦化廠還大部分采用焦?fàn)t工段和冷鼓工段分兩套獨(dú)立控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)， 必要時(shí)兩者之間通過(guò)簡(jiǎn)單的人力通訊進(jìn)行協(xié)調(diào)操作，不但操作效率低，而且很難保證兩者之間調(diào)節(jié)的一致性和協(xié)調(diào)性。

      近年來(lái)，隨著市場(chǎng)的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的提高，節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境成為社會(huì)生產(chǎn)的首要任務(wù)。正泰中自為了更好的適應(yīng)用戶的需求，在著力完善好 DCS 系統(tǒng)的同時(shí)，深入研究焦?fàn)t集氣管壓力優(yōu)化控制方案，采用全智能混合解耦的方式進(jìn)行自動(dòng)控制，取得了良好的效果，目前已在全國(guó)各地的焦化企業(yè)進(jìn)行了大量的成功應(yīng)用，得到用戶好評(píng)。

工藝HMI界面和控制效果

控制方案

工藝數(shù)據(jù)模型（控制方案）

1、焦?fàn)t集氣管執(zhí)行器控制集氣管壓力，大循環(huán)執(zhí)行器控制塔前吸力，人工調(diào)節(jié)液偶或者風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；

2、焦?fàn)t集氣管執(zhí)行器控制集氣管壓力，大循環(huán)執(zhí)行器控制塔前吸力，程序用液偶或者風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷(推薦)；

3、焦?fàn)t集氣管執(zhí)行器控制集氣管壓力，程序用液偶或者風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷和機(jī)前吸力（不推薦 液偶/風(fēng)機(jī)頻繁動(dòng)作不好）。

算法架構(gòu)

設(shè)備選型優(yōu)勢(shì)及控制方案優(yōu)點(diǎn)

設(shè)備選型

1、焦?fàn)t集氣管執(zhí)行器，不需要精度太高，1%-1.5%就可以；

2、大循環(huán)執(zhí)行器分兩種情況，當(dāng)大循環(huán)安裝在主管道上一般需要高精度執(zhí)行器0.5%-0.8%。如果安裝到旁路支管道上一般精度的就行1%-1.5%。

設(shè)備安裝

執(zhí)行器底座一定要牢靠、結(jié)實(shí)，執(zhí)行器和閥門(mén)連桿間隙一定要小，不晃動(dòng)。否則就相當(dāng)于精度變差。

重要指標(biāo)的改善

1、非換向、非裝煤出焦情況時(shí)集氣管壓力可以達(dá)到設(shè)定值的±20Pa；

2、由于出焦裝煤、交換及其它非預(yù)知的工藝或設(shè)備因素引起的集氣管壓力大于 200Pa 或小于30Pa（此數(shù)據(jù)根據(jù)工藝要求調(diào)整）時(shí)，系統(tǒng)將集氣管壓力在較短時(shí)間內(nèi)調(diào)回正常值，最短時(shí)間可達(dá)到 15S；

3、控制指標(biāo)優(yōu)于業(yè)界同行很多。

降低能耗

減弱或降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的頻繁調(diào)節(jié)，減少風(fēng)機(jī)的電流增加次數(shù)，節(jié)約風(fēng)機(jī)耗電量，提高風(fēng)機(jī)的使用壽命，保護(hù)液偶；

控制安全的氧含量，減少裝煤時(shí)因炭化室負(fù)壓過(guò)大而吸入過(guò)多空氣，避免由此造成的焦炭質(zhì)量下降、煤氣燃燒等浪費(fèi)，提供電捕焦油器安全作業(yè)環(huán)境；

穩(wěn)定調(diào)節(jié)集氣管壓力，裝煤時(shí)減少煤煙塵外溢造成的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染（環(huán)保局查）；

集氣管壓力越穩(wěn)定閥門(mén)動(dòng)作頻次越低，集氣管執(zhí)行器使用壽命長(zhǎng)。

控制方案優(yōu)點(diǎn)

●反應(yīng)過(guò)程更安全

  當(dāng)前做法是在SIS上做聯(lián)鎖壓力高于某個(gè)數(shù)值就會(huì)啟動(dòng)保護(hù)程序。本方案通過(guò)模型計(jì)算出的壓力保護(hù)，不是一個(gè)固定值，所以化工生產(chǎn)更安全，比SIS安全。溫度控制平穩(wěn)本身就是一個(gè)安全狀態(tài)。

●提高產(chǎn)品質(zhì)量

  溫度是化工反應(yīng)最重要的參數(shù)，溫度的控制精度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。

●節(jié)省人工,提高效率

  目前基本上所有化工溫控是人工控制，人一直看著溫度調(diào)節(jié)，工作強(qiáng)度大，容易出錯(cuò)，控制效果差，這套算法方案可以節(jié)省人工，同樣產(chǎn)量用時(shí)少，提高產(chǎn)量。

●節(jié)能

  對(duì)于放熱反應(yīng)，算法只用冷媒，吸熱反應(yīng)只用熱媒，而人工做不到。