關(guān)于焦爐集氣管壓力智能控制系統(tǒng)
發(fā)布時間:2014-07-29 08:35
摘要:焦爐集氣管系統(tǒng)是焦爐系統(tǒng)的重要組成部分,針對目前我國焦爐集氣管壓力系統(tǒng)波動大及自動化低下的現(xiàn)狀,開發(fā)了焦爐集氣管壓力智能控制系統(tǒng)。通過采用Honeywell集散控制系統(tǒng)和VC軟件編程,實現(xiàn)了焦爐集氣管壓力的可視化調(diào)節(jié),將集氣管壓力穩(wěn)定在給定的工藝波動范圍內(nèi)。該系統(tǒng)在漣源鋼鐵有限公司進行了試驗和使用,效果良好。
1 引言
焦爐集氣管系統(tǒng)是焦爐系統(tǒng)的重要組成部分,它負責收集焦爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的焦爐煤氣,對其進行氣液分離,冷卻,洗滌等凈化操作,提供給民用供氣,鍋爐或高爐加熱等進一步使用[1~4]。在焦爐工業(yè)中焦爐集氣管壓力的穩(wěn)定是焦爐正常生產(chǎn)的重要保證。生產(chǎn)中受到多種因素的影響,如出焦,裝煤,爐底換向,煤氣量發(fā)生變化,工藝設(shè)備及管道阻力變化都會引起集氣管壓力大幅度波動。當壓力過低時,空氣就會進入爐體,導(dǎo)致焦碳燃燒,灰份增加,焦碳質(zhì)量下降,加重冷卻系統(tǒng)的負擔并縮短爐體使用壽命,當壓力過高時,荒煤氣將會冒出,造成跑煙冒火,降低了荒煤氣的回收率并造成環(huán)境污染。目前我國很多鋼鐵企業(yè)集氣管壓力波動范圍達,自動化程度較低,因此,研制焦爐集氣管壓力控制系統(tǒng)以及成功應(yīng)用,對于改善環(huán)境,提高煤氣回收量和質(zhì)量,提高焦爐輔助產(chǎn)品和質(zhì)量,具有重要意義[5,6]。
2 工藝現(xiàn)狀
漣源鋼鐵有限公司焦化廠目前有1#、2#、新2#三座焦爐,其中1#、2#焦爐焦炭產(chǎn)量相對新2#焦爐(簡稱N2#)要小,相應(yīng)其荒煤氣的產(chǎn)量和集氣管氣壓也要小些。1#、2#焦爐相距很近,其集氣管壓力耦合嚴重,其中任一集氣管壓力的變化都會引起另一集氣管氣壓的波動。兩座老焦爐集氣管壓力原先設(shè)定值為80~120Pa,現(xiàn)因爐體老化,其值設(shè)定在40~80Pa之間才能防止焦爐出現(xiàn)跑煙、冒火的現(xiàn)象,在實際生產(chǎn)中,有時甚至設(shè)定在20Pa。1#、2#焦爐荒煤氣匯合后,經(jīng)一段長為600m左右的輸氣管傳輸后與N2#焦爐的荒煤氣匯合。N2#焦爐與鼓風機相距較近,鼓風機轉(zhuǎn)速的變化對N2#焦爐影響顯著,對1#、2#焦爐影響較小。因為1#、2#焦爐集氣管與N2#焦爐集氣管相距較遠,輸氣管長且阻尼大,同時鼓風機吸力氣壓遠大于集氣管所能產(chǎn)生的最大負氣壓,所以1#、2#焦爐與N2#焦爐之間耦合相對較小。
3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
控制系統(tǒng)選用Honeywell公司生產(chǎn)的Honeywell PlantScape集散控制系統(tǒng),該系統(tǒng)開放性好,筆耕論文,使用方便,功能強大,能滿足集成和分散控制的各種要求。
集氣管壓力控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,系統(tǒng)為冗余結(jié)構(gòu),每一個主機架都由電源模塊TK-FPCXX2,網(wǎng)絡(luò)接口模塊TC-CCR013,中央處理模塊TC-PRS021,冗余模塊TK-PRR021構(gòu)成。從機架由電源模塊TK-FPCXX2,網(wǎng)絡(luò)接口模塊TC-CCR013,數(shù)字量輸入模塊TK-IDD321,數(shù)字量輸出模塊TK-ODK161,模擬量輸入模塊TC-FIAH81,模擬量輸出模塊TK-OAV081,熱電阻模塊TB-IXR061構(gòu)成。操作員控制與監(jiān)視(人機界面)采用戴爾工控機,配置以太網(wǎng)卡和1784-PCIC卡,以太網(wǎng)卡用于服務(wù)器與各工作站的通信。1784-PCIC卡用于和DCS系統(tǒng)的CONTROLNET網(wǎng)連接。系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集選用Honeywell公司的PlantScape,提供操作員監(jiān)視,操作,系統(tǒng)報警及報表生成功能。另外,在鼓風機房配置了兩臺工作站,通過光纜和中控室服務(wù)器相連,用于監(jiān)控鼓風機運行和集氣管壓力狀況。
三座焦爐因投產(chǎn)時間和設(shè)計的原因,使用的調(diào)節(jié)閥各不相同,其中1#焦爐使用的是西貝公司的SCHIEBEL調(diào)節(jié)閥,2#焦爐使用的是ROTORK調(diào)節(jié)閥,3#焦爐使用的是川儀的調(diào)節(jié)閥,均為電動調(diào)節(jié)閥,動作力矩大,缺點是不能頻繁的調(diào)節(jié),容易引起電機發(fā)熱,安裝位置在集氣管的末端,從運行的情況看,因集氣管內(nèi)焦油的逐漸增多,引起閥門動作力矩增大。
圖1 集氣管壓力控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
4 智能控制方案
在Honeywell系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計了集氣管協(xié)調(diào)專家控制器、1#、2#智能解耦控制器、N2#專家模糊控制器和協(xié)調(diào)控制器。其整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。
從圖2中可以看出,集氣管壓力智能解耦控制系統(tǒng)的工作原理如下:三座焦爐的集氣管壓力設(shè)定值以及外送壓力、鼓風機轉(zhuǎn)速和蝶閥閥位的檢測值輸入到集氣管協(xié)調(diào)專家控制器,由專家控制器根據(jù)專家經(jīng)驗,處理有關(guān)的設(shè)定值和檢測值,并把處理的數(shù)據(jù)傳給1#、2#智能解耦控制器和N2#專家模糊控制器。
本文編號:6641
1 引言
焦爐集氣管系統(tǒng)是焦爐系統(tǒng)的重要組成部分,它負責收集焦爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的焦爐煤氣,對其進行氣液分離,冷卻,洗滌等凈化操作,提供給民用供氣,鍋爐或高爐加熱等進一步使用[1~4]。在焦爐工業(yè)中焦爐集氣管壓力的穩(wěn)定是焦爐正常生產(chǎn)的重要保證。生產(chǎn)中受到多種因素的影響,如出焦,裝煤,爐底換向,煤氣量發(fā)生變化,工藝設(shè)備及管道阻力變化都會引起集氣管壓力大幅度波動。當壓力過低時,空氣就會進入爐體,導(dǎo)致焦碳燃燒,灰份增加,焦碳質(zhì)量下降,加重冷卻系統(tǒng)的負擔并縮短爐體使用壽命,當壓力過高時,荒煤氣將會冒出,造成跑煙冒火,降低了荒煤氣的回收率并造成環(huán)境污染。目前我國很多鋼鐵企業(yè)集氣管壓力波動范圍達,自動化程度較低,因此,研制焦爐集氣管壓力控制系統(tǒng)以及成功應(yīng)用,對于改善環(huán)境,提高煤氣回收量和質(zhì)量,提高焦爐輔助產(chǎn)品和質(zhì)量,具有重要意義[5,6]。
2 工藝現(xiàn)狀
漣源鋼鐵有限公司焦化廠目前有1#、2#、新2#三座焦爐,其中1#、2#焦爐焦炭產(chǎn)量相對新2#焦爐(簡稱N2#)要小,相應(yīng)其荒煤氣的產(chǎn)量和集氣管氣壓也要小些。1#、2#焦爐相距很近,其集氣管壓力耦合嚴重,其中任一集氣管壓力的變化都會引起另一集氣管氣壓的波動。兩座老焦爐集氣管壓力原先設(shè)定值為80~120Pa,現(xiàn)因爐體老化,其值設(shè)定在40~80Pa之間才能防止焦爐出現(xiàn)跑煙、冒火的現(xiàn)象,在實際生產(chǎn)中,有時甚至設(shè)定在20Pa。1#、2#焦爐荒煤氣匯合后,經(jīng)一段長為600m左右的輸氣管傳輸后與N2#焦爐的荒煤氣匯合。N2#焦爐與鼓風機相距較近,鼓風機轉(zhuǎn)速的變化對N2#焦爐影響顯著,對1#、2#焦爐影響較小。因為1#、2#焦爐集氣管與N2#焦爐集氣管相距較遠,輸氣管長且阻尼大,同時鼓風機吸力氣壓遠大于集氣管所能產(chǎn)生的最大負氣壓,所以1#、2#焦爐與N2#焦爐之間耦合相對較小。
3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
控制系統(tǒng)選用Honeywell公司生產(chǎn)的Honeywell PlantScape集散控制系統(tǒng),該系統(tǒng)開放性好,筆耕論文,使用方便,功能強大,能滿足集成和分散控制的各種要求。
集氣管壓力控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,系統(tǒng)為冗余結(jié)構(gòu),每一個主機架都由電源模塊TK-FPCXX2,網(wǎng)絡(luò)接口模塊TC-CCR013,中央處理模塊TC-PRS021,冗余模塊TK-PRR021構(gòu)成。從機架由電源模塊TK-FPCXX2,網(wǎng)絡(luò)接口模塊TC-CCR013,數(shù)字量輸入模塊TK-IDD321,數(shù)字量輸出模塊TK-ODK161,模擬量輸入模塊TC-FIAH81,模擬量輸出模塊TK-OAV081,熱電阻模塊TB-IXR061構(gòu)成。操作員控制與監(jiān)視(人機界面)采用戴爾工控機,配置以太網(wǎng)卡和1784-PCIC卡,以太網(wǎng)卡用于服務(wù)器與各工作站的通信。1784-PCIC卡用于和DCS系統(tǒng)的CONTROLNET網(wǎng)連接。系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集選用Honeywell公司的PlantScape,提供操作員監(jiān)視,操作,系統(tǒng)報警及報表生成功能。另外,在鼓風機房配置了兩臺工作站,通過光纜和中控室服務(wù)器相連,用于監(jiān)控鼓風機運行和集氣管壓力狀況。
三座焦爐因投產(chǎn)時間和設(shè)計的原因,使用的調(diào)節(jié)閥各不相同,其中1#焦爐使用的是西貝公司的SCHIEBEL調(diào)節(jié)閥,2#焦爐使用的是ROTORK調(diào)節(jié)閥,3#焦爐使用的是川儀的調(diào)節(jié)閥,均為電動調(diào)節(jié)閥,動作力矩大,缺點是不能頻繁的調(diào)節(jié),容易引起電機發(fā)熱,安裝位置在集氣管的末端,從運行的情況看,因集氣管內(nèi)焦油的逐漸增多,引起閥門動作力矩增大。
圖1 集氣管壓力控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
4 智能控制方案
在Honeywell系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計了集氣管協(xié)調(diào)專家控制器、1#、2#智能解耦控制器、N2#專家模糊控制器和協(xié)調(diào)控制器。其整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。
從圖2中可以看出,集氣管壓力智能解耦控制系統(tǒng)的工作原理如下:三座焦爐的集氣管壓力設(shè)定值以及外送壓力、鼓風機轉(zhuǎn)速和蝶閥閥位的檢測值輸入到集氣管協(xié)調(diào)專家控制器,由專家控制器根據(jù)專家經(jīng)驗,處理有關(guān)的設(shè)定值和檢測值,并把處理的數(shù)據(jù)傳給1#、2#智能解耦控制器和N2#專家模糊控制器。
本文編號:6641
本文鏈接:http://www.wukwdryxk.cn/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/6641.html
最近更新
教材專著