模糊控制系統在焦爐集氣管壓力調節的運用范文

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摘要：集氣管壓力是煤焦化正常生產過程中一個非常重要的工藝參數，集氣管壓力波動性大，會造成后序生產的不穩定，通過對模糊控制系統的應用，能有效的對集氣管壓力進行調節，保證焦爐正常生產的穩定。

關鍵詞：煤焦化；集氣管壓力；模糊控制系統

0引言

在煤焦化生產中，焦爐集氣管壓力的調節占有十分重要的作用，壓力大幅波動會造成煤氣系統氧含量超標、集氣管冒煙冒火等不利現象的出現，通過對模糊控制系統的應用，將集氣管翻板閥、大回流蝶閥、液力耦合器、高壓氨水泵等設備引入自控系統，以集氣管壓力、機前吸力、煤氣氧含量等為聯鎖條件進行自控調節，能有效控制焦爐集氣管煤氣壓力的平穩，保證焦爐生產的正常安全運行。

1集氣管壓力的影響因素

1.1焦爐生產的產量影響因素

有安排的日產量、結焦時間、煤的種類成分等因素。

1.2導煙車的導煙方式

目前大部分焦化廠采用M管的導煙方式，采用N-2、N、N+1或N+2、N、N-1等方式導煙，文章中以N+2、N、N-1的導煙方式為例。

1.3煤氣鼓風機的吸力

涉及到風機的種類大小、風機的調節方式，文章中以陜鼓的離心式煤氣鼓風機、液力耦合器手動調節為例。

1.4煤氣系統的阻力

大致分為風機前阻力、風機后系統阻力。風機前阻力包含負壓管線的阻力、初冷器及電捕的設備阻力、調節閥的閥門開度等；風機后系統阻力包含煤氣管線的阻力、設備等阻力。

1.5高壓氨水的壓力

焦化廠都是兩臺高壓氨水泵，一用一備或兩臺高壓氨水泵都投用，文章中以兩臺高壓氨水泵都投用，其中一臺泵采用變頻控制為例。

1.6焦爐的操作

操作包含焦爐爐頂工開啟高壓氨水噴淋頭的順序及開啟時間等。綜上所述，以上因素在焦爐日常生產中，其中煤氣鼓風機吸力大小、翻板閥及蝶閥的開度、高壓氨水泵的調節方式、液力耦合器的調節方式及焦爐操作過程對集氣管壓力的影響最為明顯。

2系統的控制能力

結合以上影響集氣管煤氣壓力的主要因素，模糊控制系統對集氣管壓力的調節主要體現在對焦爐集氣管翻板閥執行器、大回流蝶閥執行器、高壓氨水泵以及液力耦合器的調節控制來實現的。1)首先要保證控制系統能手動自動任意切換，能遠程自動控制和遠程手動調節，當現場設備出現問題后，還能切換到現場設備操作，便于設備檢修及現場操作。2)要保證控制系統和現場設備的控制精度，特別是煤氣鼓風機液力耦合器及大回流蝶閥等的調節一定要滿足精度要求，調節執行器的精度越高，相應調節就越靈敏，其中由于液力偶合器的“調速勺管”每移動1mm鼓風機的轉速就將變化上百轉，而傳統執行器的控制精度很難使“調速勺管”每次移動小于1mm。建議可采用“高精度電動執行器”控制液力偶合器進行煤氣鼓風機的調速，文章中以煤氣鼓風機不參與自動調節為例。

3系統的工作原理

分別將集氣管壓力、集氣管翻板閥執行器、大回流執行器、初冷器前吸力、煤氣鼓風機前后吸力、液力耦合器執行器、高壓氨水壓力等信號引入系統，當焦爐開始裝煤時，系統會給一臺變頻控制的高壓氨水泵信號，讓此臺高壓氨水泵將氨水壓力提高到設定值，此時爐頂操作工將打開相應的高壓氨水噴管閥門，即三通閥，依靠高壓氨水的噴射力將上升管內的氣體吸入集氣管，控制系統會根據集氣管實際壓力與系統設定的集氣管壓力值進行對比，依據對比結果對集氣管翻板閥進行調節，當集氣管實際壓力高于設定值，則增大集氣管翻板閥的開度，反之則減小集氣管翻板閥的開度，同時相應減小或者增大大回流蝶閥的開度，以便增加或者減小煤氣回流初冷器前煤氣吸力，當集氣管翻板閥開度達到一定開度后，集氣管壓力仍高于壓力設定值，系統將控制液力耦合器提高煤氣鼓風機轉速，增大風機煤氣吸力，反之集氣管壓力仍低于壓力設定值，系統將控制液力耦合器降低煤氣鼓風機轉速，減小風機煤氣吸力。

4系統在實際生產中的應用

4.1模糊控制系統使用

1)在正常生產工藝條件下，不裝煤時，焦爐集氣管壓力穩定控制在設定值的±20Pa左右波動，在換向、出焦等原因造成壓力波動時，要使壓力在30s內迅速接近正常，要求在焦爐操作工正常清理維護條件下焦爐爐門、大蓋等處不冒煙，上升管不自動打開，炭化室底部壓力不出現長時間負壓。

2)裝煤采用高壓氨水側導煙方式，裝煤階段焦爐集氣管壓力控制在設定值的±40Pa左右波動，裝煤結束，三通閥關閉，焦爐集氣管壓力穩定控制在設定值的±20Pa左右波動，開或關高壓氨水時導致壓力升高時，要使壓力在30s左右迅速接近正常。高壓氨水壓力高于4.8Mpa時，可允許集氣管壓力出現較大波動，但要使壓力在30s內迅速接近正常，此時調節時間越短，控制效果越明顯。

4.2控制系統具備的基本功能

4.2.1實時顯示

控制系統通過通訊，會采集相應的信號數據，用圖形實時地顯示系統被控設備的運行工況，用曲線、趨勢圖等顯示對應集氣管壓力、閥門開度、風機轉速等被控參數的實時變化情況，以便生產管理人員清楚地了解生產運行情況。4.2.2數據管理系統可對集氣管壓力、閥門開度、風機轉速等參數建立運行過程的歷史數據庫，存儲運行過程的原始數據，供生產統計分析使用。

4.2.3報警打印功能

當某一測量值（如：集氣管壓力、高壓氨水壓力、閥門開度等）超出給定范圍，要求系統可根據不同的需要發出不同等級的報警。也要實現報表和圖形打印以及各種事件和報警實時打印。所有的報警信息要求被記錄在報警數據庫中，并可對報警信息進行排序和檢索，便于以后的事故分析使用。

5結束語

文章中根據模糊控制系統在煤焦化集氣管壓力調節實際使用情況而編寫，一套系統應用效果的好與壞，不僅僅在于系統制造廠家能否充分考慮到影響生產的各種因素，更關鍵在于現場操作人員能否根據設備具體使用情況做出正確的操作，例如：裝煤時，爐頂操作工開啟三通閥的時間和順序等。參與系統調節的設備是固定的，但具體設定什么樣的參數是根據實際生產情況，逐步調試，慢慢摸索的結果。例如焦爐裝煤時與不裝煤時集氣管壓力設定值等。

參考文獻：

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作者：侯旭輝 單位：菏澤富海能源發展有限公司