焦炉集气管压力控制方法的研究

焦炉集气管压力控制方法的研究

焦炉集气管压力控制方法的研究

【摘要】焦化厂集气管压力是重要的工艺参数，在焦化生产过程中，它因受多种因素（出焦、装煤、喷洒高压氨水、换向、煤气发生量（生产周期的安排）、工艺设备及管道阻力等）的影响而常常发生波动，因而影响焦炭的质量和焦炉的寿命，本文结合神华蒙西焦化厂焦炉的实际情况，采用了PID控制，进行集气管压力的改造。从近年来的运行情况看，经过改进的系统运行良好，稳定性很高，达到自动控制的要求，减少煤气外溢，保护环境减少污染物排放，延长炉体寿命。

【关键词】焦化；集气管压力；PID控制；模糊控制系统

在焦炉炼焦过程中，会有大量荒煤气产生，荒煤气由集气管收集，倘若焦炉炉体内操作形成负压时，空气就会进入炉体，导致焦炭燃烧、灰分增加、焦炭质量下降、湿煤气中氧含量增加影响甲醇的正常生产，加重冷却系统的负担并缩短炉体使用寿命；压力过高时，荒煤气将会冒出，降低了荒煤气的回收率并污染环境。因而对焦炉集气管压力进行控制使其稳定在生产工艺所需范围内是保证安全生产、提高产品质量、减少环境污染、延长炉龄的重要技术措施。焦炉集气管压力系统是一个耦合严重、具有严重非线性、扰动频繁剧烈的多变量时变系统。由于集气管压力控制对象没有精确的数学模型，因而采用常规方法很难实现有效调节，严重影响了生产的正常进行。又因为通常两座焦炉的后续工艺设备（初冷器、风机等）是共用的，所以，当一个集气管内的压力波动时，就会使另一个集气管的压力随之波动。若波动量较大时，就会使整个集气管压力控制系统造成拉锯式的振荡现象，很难用常规方法加以控制。

一、工艺分析

我厂是两座58型焦炉每座焦炉有两个集气管，共用一套鼓冷系统。两座焦炉各炭化室发生的煤气首先进入各自的煤气管，在集气管控制蝶阀后汇合进入煤气总管，再经气液分离器、初冷器、电捕和鼓

风机将焦炉煤气送至后续工段。工艺流程见图1。

集气管压力存在以下问题：（1）我厂采用的高压氨水喷洒无烟装煤系统，装煤时用3MPa左右的高压氨水在桥管氨水喷头处喷洒，桥管喷洒区域的后方及上升管内产生较大的负压，并在炭化室内靠近上升管底部区域形成负压，使荒煤气及烟尘由X+2、X+4炭化室经上升管、桥管吸入集气管内，以避免荒煤气从机侧装煤口处溢出，喷洒氨水时集气管压力达到300Pa～500Pa，使大量荒煤气外溢。装煤结束停止氨水喷洒时，集气管压力负向波动有时在0Pa以下。（2）焦炉耦合。集气管系统包括四个集气管管段的压力控制，四个集气管压力控制之间由于管道互通，共用一台鼓风机，因此存在非常强的耦合效应，导致各个集气管压力的调节相互干扰，互相激励，难以稳定。（3）焦炉换向。焦炉换向期间焦炉停止加热。在使用焦炉煤气加热的情况下，回炉煤气量减少，使得机后压力改变，进而改变风机的吸气量，影响集气管压力，成为“诱发”集气管压力不稳定的根源之一。（4）焦炉产气量波动。每座焦炉在结焦的不同阶段产生的荒煤气的量是变化的，对于同一座焦炉，不同的结焦周期下单位时间内产生的荒煤气的量也是不同的。（5）初冷器和管道阻力变化。荒煤气中部分杂质会粘凝在初冷器和煤气管道内，实际的煤气流通截面面积相应变化，导致阻力变化，阻力越大，集气管压力对风机吸力越不灵敏。

二、控制方案

四个集气管压力调节翻版、冷鼓的大循环调节的执行机构全部投入PID调节，以适应自身的压力调节所需。鼓风机变频器采用手、自动调节转速，手动时用电位器调节转速，自动时用DCS控制系统中的PID调节转速。其中集气管和大循环执行机构设为集气管压力调节的主要调节对象，鼓风机转速调节只是辅助调节，以避免频繁调节转速可能将风机转速调幅过大，把焦炉生产的各个信号（装煤开始、装煤结束、推焦开始、推焦结束、交换）通过MODBUS协议接入DCS系统，以确定喷洒氨水的时刻，在大循环PID调节中加入开始氨水喷洒、停止氨水喷洒和交换这些固定扰动的提前量，保证初冷器前吸力稳定。只要初冷器前吸力稳定集气管压力的变化量就不会太大，依靠集气管压力调节翻板PID调节基本上可以达到集气管压力的稳定。具体如

下：（1）1#压力测量根据1#压力给定值进行调节，2#压力测量根据2#压力给定值进行调节。见图2集气管压力调节原理图。（2）当系统采集到装煤信号时，系统自动识别所装煤的炉号，并将此炉号对应的集气管翻板打开一顶开度，同时调节大循环翻板，从根本上解决了装煤瞬间集气管压力突然增大，导致煤气外溢。（3）装煤结束时，高压氨水压力降低，集气管压力瞬间降低，此时集气管翻板和大循环翻板动作，将瞬间减小的压力通过翻板补偿调节，达到了集气管保持正压操作，确保煤气含氧量不超标。（4）废气交换时，系统采集交换信号，将交换所引起机后压力的变化通过调节大循环翻板，最大程度的减小对集气管压力的扰动。通过大循环调节翻板实现初冷器前吸力动态控制。为及时应对焦炉装煤、推焦、换向和机后阻力的变化，动态地调整初冷器前吸力。以上控制基本上实现了集气管压力的自动PID控制，为了进一步提高集气管的控制精度，将集气管压力控制在非常理想的范围内，又采用了在PID基础上的模糊控制系统。模糊控制系统基本原理是将人的思维方式和操作经验赋予计算机，使之智能跟踪焦炉压力的变化，输入变量采用1#、2#焦炉集气管压力信号和初冷前吸力信号，控制变量分别用于控制1#、2#焦炉集气管调节翻板和大循环控制翻板，输入变量根据压力偏差和压力偏差变化率定出其论域，其次给出模糊量级，偏差e具体分为7级（模糊控制规则见下表1），偏差变化率△e分为5级。

本次改造实现了不装煤90%的时间段内，集气管压力控制在P 给?？0Pa，允许10%的时间段内P给?？0Pa；在每一炉装煤过程中，90%时段内控制在P给?？0Pa，10%的时段集气管压力在0Pa～250Pa 间波动，即开高压氨水阀门瞬间集气管压力正向波动最大值不允许超过250Pa，关高压氨水阀门瞬间，集气管压力负向波动最小值不允许低于0Pa。实现了集气管压力的可控性。

参考文献

[1]潘立慧，魏松波.炼焦新技术[M].冶金工业出版社，2006：254～256

[2]倪献智.炼焦生产技术中的数学模型[J].煤炭转化.2004，27（1）：18～23

[3]吴晓苏，张中明.焦炉集气管压力工业过程控制的研究[J].煤炭转化.2007，30（1）：27

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集气管压力自动调节系统使用说明(DOC)

集气管压力自控系统使用说明 操作要点 (斜体字部分为可选项，可能与实际不符) 1.工控机USB口上的U盘状运行锁一定不要在运行时取下，否则将损坏工控机！ 2.若某一集气管压力变送器有故障（或未投产的焦炉），须将该集气管蝶阀的 控制方式转为“手动”，并将该集气管压力的设定值设成“0”，这样可以保证工控机对其它集气管的正常自动控制。 3.当故障恢复后转回为“自动”时，一定不要忘记将该集气管压力的设定值恢 复成正常值。 4.若集气管压力发生振荡而较长时间不能稳定下来时，可将振幅较大的集气管 压力控制方式转为“手动”——用鼠标小范围的修改阀位输出值，待系统稳定后再将其转回“自动”。 5.一旦鼓风机转速超出“高高限——低低限”的范围，工控机将发出语音报警， 弹出“鼓风机控制”界面，并同时将该鼓风机的控制方式转为“手动”。 6.在“鼓风机控制”界面内，根据鼓风机的实际情况，正确设置鼓风机状态— —界面上显示的鼓风机状态(运行或停止)要与该鼓风机的实际状态相符。 7.鼓风机转速超过上限、鼓风机前吸力低于低限、机后压力高于上限时，鼓风 机都将不再自动增速。 8.当“大循环”手动时，要通过“大循环”的辅助调节，使偶合器转速保持在 上下限的范围内——当偶合器转速接近下限时适当开大“大循环”、当偶合器转速远离下限时适当关小“大循环”。 9.当采用“循环优先”且转速手动时，要通过鼓风机转速的辅助调节使“大循 环”阀位在合适（上下限）的范围内。 10.当遇有停电时，要在UPS停止供电前将控制方式转到 DCS 或“手动”控制， 然后按停机操作步骤停工控机——工控机绝不许非法关机。 一.功能简述 该装置是以工控机作为控制单元，以集气管蝶阀执行器、鼓风机偶合器（大循环蝶阀执行器）为执行机构的工业自动控制装置。 我们知道，焦炉煤气的发生量是波动的，为了保证集气管压力的稳定，必须

焦炉集气管压力与鼓风机综合控制系统

焦炉集气管压力与鼓风机综合控制系统焦炉集气管压力与鼓风机综合控制系统在炼焦过程中，集气管中的压力不断改变，特别是在焦炉装煤时，会造成集气管压力大幅波动。集气管压力过低时，空气会进入炉体，导致焦炭燃烧，降低煤气质量，如果大量空气吸人到炭化室及荒煤气中，甚至会引起生产事故。当压力过高时，荒煤气将会从炉门、炉盖等处冒出，一方面可能烧毁炉门铁件，污染环境，另一方面降低了荒煤气的回收率。压力波动过大，还会对焦炉除尘系统造成不利影响。 由于影响因素多而且难以克服，各调节回路间又存在较复杂的耦合作用，使集气管压力调节成为焦炉控制中的一个技术难题…。针对这种典型的具有工况复杂、强干扰、多变量、耦合、 时变、非线性等特点的装置 ] ，中冶焦耐工程技术有限公司设计了焦炉集气管压力与鼓风机综合控制系统，目前已在山西洪洞、辽宁本溪、江苏张家港等国内多家大型焦化厂成功应用，并取得满意的控制效果。 1 控制目标 根据炼焦生产的原理，要求集气管压力维持在适当范围内，才能保证结焦末期炭化室底部不出现负压，焦炉又不出现冒烟现象。焦炉集气管压力与鼓风机综合控制系统能实现多座焦炉的解耦控制，快速消除干扰，同时使多座焦炉集气管压力稳定，减小环境污染，并通过自动调整鼓风机前的吸力，实现鼓风机前整个煤气系统的自动控制。 1． 1 对象特性分析某典型焦化厂焦炉集气管压力系统如图 1 所示，焦炉荒煤气从各炭化室通过上升管时被低压循环氨水冷却，然后进入集气管，从集气管到初冷器分为两个吸气系统，即1，2 号焦炉为 一个系统， 3，4 号焦炉为一个系统，经过初冷器和电捕焦油器后，由鼓风机送往化产工序。多座焦炉共用鼓风、冷凝系统及集气管并联成一根总管进入初冷器，构成集气管之间的压力耦合，对其中任何一个对象的调节都会影响到另一个对象，由于气体具有可压缩性，一旦煤 气发生量、用户负荷或鼓风机转速等波动较大，就会造成系统的不稳定。 1． 2 主要影响因素集气管压力受到焦炉煤气发生量、调节阀的开度、鼓风机吸力、机前和机后阻力等多方面因素的影响，还会遇到多组焦炉煤气管道的不对称性，以及管网压力的波动等问题 J 。这些因素的影响是动态和不确定的，无法求得对象准确的数学模型。焦炉正常生产过程中，集气管压力的主要影响因素如下： (1) 焦炉操作的影响 焦炉炭化室处在不同的结焦时刻，荒煤气的发生量不相同。在我国多数焦化厂的装炉煤水分偏高，水汽化后的体积要增大 1 000多倍，在装炉的2. 5?3 min内，只要有1 /10的水汽 化，就可以产生上百 m 的蒸汽，使荒煤气发生量较结焦末期瞬时增加，造成本座焦炉集气管压力急剧升高，这将加剧装煤过程烟尘外泄 J ，并可能使集气管压力调节阀快速进入不灵敏区，从而失去调节作用。 (2) 常规调节系统的局限性 由于常规调节系统的参数整定是在一定工艺状况下进行的，而焦炉集气管压力却是时变和非 线性的，所以调节系统本身参数整定具有局限性。焦炉集气管在初冷器前管道互通，对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，从而形成典型的集 气管并联耦合振荡现象，这种振荡在装煤和喷洒高压氨水的过程中尤为严重。 2 系统结构 焦炉集气管压力与鼓风机综合控制系统硬件设备利用已有集散控制系统(DCS)的系统资源， 不再增加额外的硬件投资；应用软件采用模块化结构，利用DCS内部控制模块及内部语言编写，部分采用C语言编写的模块，通过OPG!信技术和DCS间无缝连接，与国内外DCS兼容性好。图 2 所示为应用软件模块结构。

影响集气管压力稳定的因素

关于集气管压力控制方面存在的问题集气管压力要求保持在100--140pa之间，相当于人正常呼吸时呼出的气体压力，压力相当低，系统中任何一个微小的因素都会引起集气管压力波动。根据仪表人员的长期调试观察，目前存在的影响集气管压力稳定的因素主要有以下几点： 一、鼓风机转速。 1、相对于目前煤气量风机转速偏高。由于鼓风机的喘振点的限制，风机转速已经无法下调。 2、2#鼓风机转速不稳定，在给定速度信号不变的情况下，风机转速自动波动，波动范围为30到50转之间，频率为每2分钟一次。风机转速提高30转，集气管压力就会下降60--80pa。风机转速不稳定，不仅严重影响集气管压力，而且各个自动调节阀门也会随之频繁动作使用寿命会大大缩短。 处理意见：变频器质量问题，2#风机开始投入使用就存在此问题，要求厂家处理。 二、系统稳定时保持同一个压力，南北集气管执行器开度相差在40%左右，南边开度小北边开度大，这就造成在北边装煤时北集气管压力偏高降不下来而南边压力偏低升不上去。 原因：1、北边集气管压力确实比南边高。（可能性不大） 2、南北集气管手动翻版开度不一致，或者旁通阀以及放散阀有关闭不严的情况。 3、集气管长期存积杂物有堵塞现象，导致管道气体流通截面积减小

气体流通不畅。 4、煤气主管与南北集气管分支点与南北集气管距离不一样而且管径也不相同。分支点距离南集气管15米，管径大；分支点距离北集气管距离为30米，管径细。主管吸力一定，自动翻版开度一定，北集气管压力相对比南边高。 处理意见：仔细检查个手动阀门状态，再通过调整南北集气管进口手动翻版以达到南北吸力相同。 三、高压氨水。开启或者关闭高压氨水，集气管压力会产生很大变化。正常情况高压氨水只在装煤时使用，装煤时打开高压氨水阀门，控制系统检测到氨水流量超过设定值后水泵就会加速运转以达到要求压力，装煤完毕后必须关闭阀门使流量降到设定值以下，否则下次装煤开阀门时压力不会自动提升。 目前大部分时间高压氨水阀门在装煤完毕后关不到位，有时候高压氨水连续喷洒8个小时。出现类似情况，对系统有一下几点坏处： 1、阀门关死之前，装煤使压力不会自动提升，会导致冒烟。 2、影响炉体寿命，影响焦炭质量。 3、导致集气管压力不稳定，波动大。 处理意见：焦炉岗位工加强责任心认真操作；风机房认真监控高压氨水流量，发现本次装煤完毕高压氨水流量未降到正常范围，及时通知调度。实施考核制度。 电仪车间 2013年6月16日

炼焦试题

炼焦技师考试题 一、 单选题（1分/题，共40分） 1、下列哪个不是古代植物变成煤必须具备的（B）条件。 A、古植物条件 B、充足的氧气条件 C、自然地理条件 D、地壳运动条件 2、某煤样的分析基水份为10%、灰份为8%、挥分份为27%，该煤样的固定碳含量为（D ）。 A、90% B、82% C、63% D、59% 3、焦煤的镜质组反射率大约为（C）

A、＜ B、~1.05 C、~ D、＞ 4、煤的成焦过程中要经过熔融阶段，熔融阶段的温度区间是（B ） A、25~200 B、200~450 C、450~650℃ D、650~950℃ 5、备煤车间各工段生产过程是连续进行的，启动顺序是（A ） A、逆工艺流程； B、顺工艺流程； C、逆顺都行； D、顺逆结合； 6、下列哪种煤，在煤场允许贮存时间最短的煤种是（A ） A、气煤 B、肥煤 C、焦煤 D、瘦煤

7、顶装焦炉的配合煤粉碎细度应控制在（C ）%为宜。 A、55~60 B、65~70 C、75~80 D、85~90 8、在硅砖的性质中，哪些性质表现差（D ） A、耐火度 B、荷重软化点 C、热导率 D、耐急冷急热性 9、焦炉在烘炉升温过程中，180~270℃为膨胀控制点，是由于（B）晶型在发生转化，造成硅砖膨胀率增大。 A、石英 B、方石英 C、磷石英 D、石英玻璃 10、高铝砖是指Al2O3含量大于（B）℅的硅酸铝或氧化铝质的耐火制品。 A、45 B、48

C、50 D、55 11、哪种修炉方法不会降低炉墙温度，对原砌体没有损伤（D ） A、喷补 B、抹补 C、半干法修补 D、干法修补 12、为了防止焦炉转正常加热，因冷空气进入小烟道降温收缩太大，使砌体产生裂纹，在烘炉过程中一般控制小烟道温度不超过（B） A、220℃ B、320℃ C、450℃ D、520℃ 13、一般在烘炉温度达到（B）时开始进行热态工程。 A、300℃

焦炉集气管压力模糊控制系统操作规程

焦炉集气管压力模糊控制系统操作规程 一、双机热备系统说明 焦炉集气管压力模糊控制系统具有双机热备功能，两台计算机同时运行，互相监视着对方，互为主备关系（哪一台计算机先启动，那台计算机就参与自动控制，另一台计算机就处于备用状态），任何时候只有一台计算机参与自动控制，另一台机器跟踪正在控制的计算机输出数据（即执行器给定数值）。当一台计算机出现故障时，另一台计算机立即实现无扰切换，自动投入控制。 二、如何让将系统投入自动控制 由于停电或者计算机有问题，不能投入自动控制。根据不同情况切换到换向室或通过现场执行器进行压力控制。当重新来电后或者计算机正常后，重新投入自动控制。在投入自动控制前： 1、将仪表盘上所有操作器切换到手动状态。 启动计算机。当计算机正常启动后，自动进入左上标题为“集气管压力模糊控制系统”操作画面（简称该画面为图一）。 如果执行器没有送电（电脑上反馈显示为100，操作器上显示-25），通知相关人员查看执行器的实际开度多大，将图一操作画面中对应控制数值通过上下按钮调整到与执行器的实际开度一致，然后给执行器送电。如果执行器已经送电，在切换之前图一执行器控制数值和反馈数值必须保持一致（不需要点上下按钮达到一致，在图一中把执行器控制“手/自动按钮”打到自动后又快速打到手动就可以）。 2、图一画面上显示的数据与“进入曲线报表查询”画面（简称该画面为图 二）上相应数据一致时，准备将焦炉集气管压力投入计算机自动控制。先投焦炉执行器，后投大循环执行器。 注意：投自动和手动操作时必须在操作站上有“本计算机正在控制”标志的那台计算机（主机）上进行，在备用的那台计算机（备机）上操作无效。 三、进入监控系统 在图一画面中点击“进入曲线报表查询”即可进入监控系统（即图二）。在监控系统下可以查看历史报表和浏览各种曲线。在图二画面中点击“进入控制系统”即可进入图一“集气管压力模糊控制系统”画面。 四、如何手动控制焦炉压力 焦炉手自动按钮切换到手动时，点动“增大按钮”焦炉压力下降，点动“减小按钮”焦炉压力上升；大循环手自动按钮切换到手动时，点动“增大按钮”焦炉集气管压力上升（吸力减小），点动“减小按钮”焦炉集气管压力下降（吸力增大）。 焦炉执行器开度不得小于20%（其中1#炉1段可以不小于10%），大循环执行器最大开度不得大于95%，可以关到1%。操作手自动按钮时，要点动“增大、减小按钮”，不能按住不放，否则控制数值会快速变化引起焦炉集气管压力大幅度变化，导致焦炉冒烟或者负压现象。手自动按钮连续点动0.7后（即点动7次）执行器才动作一次。 附：仪表柜操作器使用说明 操作器上的“PV”对应显示值为执行器的实际开度；“SV”对应显示值为电脑或者手动给出的调节值；“SET”为参数设置按钮；“”为复位按钮；操作器上“A/M”灯亮为手动状态，按“A/M”按钮后，“A/M

集气管压力调节系统技术要求

集气管压力调节系统技 术要求 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

集气管压力调节系统 技术要求 1、要求制定切实可行的技术方案，有20家以上的集气管压力成功案例。 2、为保证鼓风机等核心设备运行安全，控制系统设备必须采用德国西门子S7-300 PLC以上系统，上位计算机必须实现双机热备冗余（实现软件智能自动切换，切换过程不需要人工进行任何干预，不得采用继电器切换）。要求提供符合本条要求的5家以上业绩用户名称，提供地址、电话、联系人供考察。不接受低于本要求的控制设备配置方案。 3、提供相关资质和技术证书（原件及复印件）。 4、集气管压力稳定控制要求：实现焦炉集气管压力全自动智能分析和稳定控制，实现鼓风机全自动变频调速，不需要人工经常整定调节参数。正常生产工艺条件下，焦炉集气管压力稳定控制在设定值±20Pa；在加煤、换向等导致压力升高时，要求控制系统使压力在20秒迅速接近正常，在焦炉炉门正常清扫良好密封情况下，杜绝因焦炉集气管压力不稳导致的炉门跑烟冒火和长时间负压运行的恶劣工况。鼓风机转速控制必须平稳，不得频繁大幅波动。 5、解决焦炉之间压力相互耦合的问题。 6、解决煤气输送距离不一对焦炉压力调节存在的影响。

7、解决推焦、装煤、换向和喷洒高压氨水扰动作用。 8、各座焦炉压力控制范围控制在设定值＋/－20Pa。 9、在系统出现波动时，必须要在2个波峰内进行调整，且时间不能超过30S。 10、焦炉的压力控制要求有三种方式：自动、中央手动、手操器操作。 11、上位机、下位机通讯时间为ms级。 12、压力要求有分级显示。 13、系统要求有报警，历史记录查询，报表查询等功能

集气管压力和煤气中含氧量的管理规定通用版

管理制度编号：YTO-FS-PD231 集气管压力和煤气中含氧量的管理规 定通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

集气管压力和煤气中含氧量的管理 规定通用版 使用提示：本管理制度文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 一、目的 为确保焦化厂煤气设备正常运行，防止煤气爆炸事故的发生，特制订本规定。 二、适用范围： 本规定适用于化产车间鼓冷操作工、炼焦车间相关操作工。 三、规定及要求： 煤气中含氧量控制在0.8%以下，要求相关岗位相互沟通，精心操作。 四、数据采集： 含氧检测数据、集气管压力数据均以化产电脑显示数据为准。 五、考核： 1、集气管压力不平衡，低于100Pa罚款500元，化产操作工占罚款比例的30%，炼焦操作工占70%。 2、集气管压力均低于100Pa罚款500元。化产操作

工占罚款比例的70%，炼焦操作工占30%。 3、含氧量超过0.8%（包含0.8%），罚款100元/次。超过1.0%（包含1.0%），罚款200元/次。 （1）因焦油盒处吸入空气导致含氧量超标，炼焦操作工占罚款比例的70%，化产操作工占30%。 （2）集气管压力正常，因高压氨水打开时间过长等焦炉操作原因导致含氧量超标，由炼焦相应岗位工承担全部罚款。 （3）因化产设备泄漏或化产岗位工操作原因导致含氧量超标，由化产相应岗位工承担全部罚款。 4、以上罚款同时纳入车间月度打分标准进行扣分（1分/20元）。 七、本制度从即日起执行， 该位置可输入公司/组织对应的名字地址 The Name Of The Organization Can Be Entered In This Location

焦化厂焦炉集气管压力模糊控制应用研究

焦化厂焦炉集气管压力模糊控制应用研究 焦炉的集气管压力是焦化厂生产过程中重要的技术参数。焦炉正常运行就需要集气管的压力在正常值范围。若集气管压力不处于正常值域会影响生产出来的焦炭质量和影响生产工具焦炉的使用寿命。同时，还会造成环境污染。所以焦炉集气管压力的稳定对钢铁企业和环境有重要作用，也是减少污染和节约资源的主要手段之一。在焦炉运行过程中，肯定存在着多种不确定因素干扰着集气管压力的稳定。炭化室的压力和加热变化对其有着直接影响；鼓风机、外送压力等对其有间接影响。在实际过程中是很难以精确的数学模型来控制的，只能采用模糊控制对集气管压力进行控制。 标签：焦化厂；集气管压力；模糊控制 1 概述 焦炉集气管压力是生产过程中重要指标之一，它的波动不稳一直是焦化厂难以攻克的难题。当多座焦炉共用一套系统时候，集气管压力的不稳定更为突出，焦炉不堪重负出现冒火冒烟的情况，严重的影响了焦炉的使用寿命。同时，一个集气管压力不稳定会引起另一个集气管压力的波动，出现振荡现象。焦炉经常性的冒火冒烟造成炭化室的荒煤气外溢，影响焦炉煤气和化学产品的回收。如果这样的情况持续的话，会恶化操作环境，破坏炉体，严重影响焦炭质量。对于这样的一个强干扰、非线性、强耦合的控制对象，利用模糊控制和常规PID调节结合，对集气管压力系统进行控制。 模糊控制是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。在传统的情况下，控制系统模式的精确性会影响到控制的优劣。若系统动态的信息详细，就越能进行精确控制。变量太多的复杂系统里，想描述系统的动态是非常难的，传统的控制系统又对此无能为力，所以工程师采用了模糊数学来处理这些棘手的控制问题。 2 焦化厂焦炉集气管压力普遍存在的问题 焦炉集气管压力不稳定给正常生产带来极大困难。经过生产和对工艺的深刻研究，结合实际的操作经验，不断探索集气管压力的变化工作，在多数企业生产过程中，不仅仅是要解决加煤时候的高压氨水对集气管压力影响，还要解决多个问题。（1）常规的PID原理现在不能单纯的适应煤气压力波动，而且不能解决耦合问题。（2）焦炉集气管压力和风机入口吸力不稳，不能很好地相协调。（3）若存在多个焦炉共用一套鼓风系统的现象，需要克服其带来的耦合干扰。（4）初冷器前吸力标准是人工调节的，其准确性得不到保证。 3 模糊控制在焦炉集气管压力上的应用 在一些很有经验的工人进行操作时，压力稳定效果可以比常规的PID调节

集气管压力的影响因素

集气管压力的影响因素及改进措施 高明利（中冶焦耐工程技术有限公司，鞍山114002) 钱如刚李法柱（沙钢焦化厂，张家港215625) 焦炉集气管是焦炉荒煤气导出的重要设备之一，其压力控制得好坏是焦炉稳定生产的重要因素，解决集气管压力波动大的问题已经成为焦化行业的共同难题。沙钢焦化厂1～4号焦炉的集气管压力相对比较稳定，90％以上的时间可稳定在设定值的±20Pa，而5～6号焦炉则存在集气管压力波动较大的问题，在焦炉自身DCS自动调节的情况下无法保持稳定，波动范围在－70～300Pa之间，甚至会出现长时间负压或冲开上升管导致放散的情况，对安全生产和环保节能均带来了一定的影响。 1 影响集气管压力的因素分析 影响焦炉集气管压力稳定的因素主要有吸煤气管道的调节灵敏度、装煤操作的均匀性、稳定性、高压氨水使用的规范性、鼓风机前吸力调节、机后压力的稳定性及加热系统的换向均匀性等。 沙钢焦炉的操作水平较好，K 系数均保持在0.9以上，只有3号和4号焦炉 3 使用的是焦炉煤气加热，其他焦炉均使用高炉煤气加热。

由图1、图2比较可看出，一回收与二回收相比，工艺布置有所不同，一回收与焦炉距离相对较远，且在出煤气净化系统后与配套的煤气柜相连，洗苯塔后煤气压力波动小于500Pa , 1～4号焦炉粗苯后煤气压力通常为7.5～7.8kPa。而因地理位置的原因，二回收与焦炉距离比较近，加上与此配套的煤气柜离焦化厂达数公里远，而与煤气柜相连的煤气管道上还有直接用户，洗苯塔后的煤气压力波动经常超过1kPa 。 5号和6号炉粗苯后煤气压力通常为8.5～9.2kPa，影响煤气鼓风机前后压力的稳定。 初冷器前的吸力受到鼓风机前后回收系统的影响，如回收车间各工段的煤气系统阻力变化以及回炉煤气受到焦炉交换的影响等，最终会影响到集气管压力的稳定。二回收的初冷器前吸力波动较大，主要靠人工通过大循环进行调节，波动范围在600～1600Pa之间。

焦炉集气管压力控制方法的研究

焦炉集气管压力控制方法的研究 焦炉集气管压力控制方法的研究 【摘要】焦化厂集气管压力是重要的工艺参数，在焦化生产过程中，它因受多种因素（出焦、装煤、喷洒高压氨水、换向、煤气发生量（生产周期的安排）、工艺设备及管道阻力等）的影响而常常发生波动，因而影响焦炭的质量和焦炉的寿命，本文结合神华蒙西焦化厂焦炉的实际情况，采用了PID控制，进行集气管压力的改造。从近年来的运行情况看，经过改进的系统运行良好，稳定性很高，达到自动控制的要求，减少煤气外溢，保护环境减少污染物排放，延长炉体寿命。 【关键词】焦化；集气管压力；PID控制；模糊控制系统 在焦炉炼焦过程中，会有大量荒煤气产生，荒煤气由集气管收集，倘若焦炉炉体内操作形成负压时，空气就会进入炉体，导致焦炭燃烧、灰分增加、焦炭质量下降、湿煤气中氧含量增加影响甲醇的正常生产，加重冷却系统的负担并缩短炉体使用寿命；压力过高时，荒煤气将会冒出，降低了荒煤气的回收率并污染环境。因而对焦炉集气管压力进行控制使其稳定在生产工艺所需范围内是保证安全生产、提高产品质量、减少环境污染、延长炉龄的重要技术措施。焦炉集气管压力系统是一个耦合严重、具有严重非线性、扰动频繁剧烈的多变量时变系统。由于集气管压力控制对象没有精确的数学模型，因而采用常规方法很难实现有效调节，严重影响了生产的正常进行。又因为通常两座焦炉的后续工艺设备（初冷器、风机等）是共用的，所以，当一个集气管内的压力波动时，就会使另一个集气管的压力随之波动。若波动量较大时，就会使整个集气管压力控制系统造成拉锯式的振荡现象，很难用常规方法加以控制。 一、工艺分析 我厂是两座58型焦炉每座焦炉有两个集气管，共用一套鼓冷系统。两座焦炉各炭化室发生的煤气首先进入各自的煤气管，在集气管控制蝶阀后汇合进入煤气总管，再经气液分离器、初冷器、电捕和鼓

焦炉集气管压力控制系统改进

焦炉集气管压力控制系统改进 一、引言 焦炉集气管通过桥管和上升管与碳化室相连通，其压力大小直接反映了碳化室压力的变化，是炼焦生产过程中一个非常重要的指标，其稳定性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。 在炼焦生产过程中，需保证各焦炉煤气压力在80～120Pa之间的稳定是焦炉正常生产的重要保证。若压力过高会导致炉子跑烟冒火、污染环境并且严重影响操作安全，造成能源的浪费；若压力过低，会使大量空气从炉门等不严密处进入炭化室，与焦炭及煤气燃烧造成损失，降低煤气和焦碳质量，同时也影响炉子寿命。 二、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。 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

影响集气管压力的因素必须予以充分的考虑

影响集气管压力的因素必须予以充分的考虑，这是确定控制方案并实施集气管压力控制的前提和基础。以下因素必须充分重视，它们也是实施集气管压力控制的关键。 1．在调节过程中，因管道阻力不同，使系统分配到各个焦炉集气管的吸力会偏大或者偏小，由此导致部分焦炉集气管调节蝶阀开度过小或者过大而进入调节的不灵敏区（蝶阀调节灵敏区是翻板开度在40～60 度范围内）。进入不灵敏区后，调节阀对压力控制作用减弱，无法及时克服压力波动，造成压力波动加剧，这就需要在调节过程中对调节阀进行线性修正。 2．焦炉产气量波动每座焦炉在结焦的不同阶段产生的荒煤气的量是变化的，对于同一座焦炉，不同的结焦周期下单位时间内产生的荒煤气的量也是不同的。任何一座焦炉荒煤气发生量的变化在改变自身集气管压力的同时，将改变整个煤气输送系统内各点的压力。 3．推焦、装煤、换向和喷洒高压氨水扰动，推焦、装煤、喷洒高压氨水对集气管压力的扰动很大。煤气换向期间，焦炉实际是停止加热，因此不使用煤气，这造成风机后的阻力增加，风机吸气量减少，焦炉集气管压力升高。在常规控制方式下，这些扰动是“诱发”集气管压力不稳定的根源之一。 4．初冷器阻力变化初冷器内随着温度的降低荒煤气中部分杂质会粘凝在初冷器管壁上。随着初冷器运行时间的不断增加，初冷器内部实际的煤气流通截面面积相应变化，导致初冷器阻力变化。初冷器阻力的变化导致风机的实际吸气量改变，进而影响集气管压力。初冷器阻力的变化也影响风机与集气管压力之间的动态特性。阻力越大，集气管压力对风机吸力越不灵敏。 5．机后压力的变化化产工序及煤气用户的生产情况使得机后阻力是不断变化的，而机后阻力的变化将直接影响从焦炉至化产的实际的煤气流量，进而改变焦炉内部的气体平衡状态，最终影响集气管压力。化产工序引起的扰动是诱发集气管压力波动的另一个根源。 6. .保障风机全自动调速安全技术措施 风机是焦化企业的心脏，因此调速中必须采取充分的安全技术措施，软件中需要充分考虑到调速时转速变化必须平稳，设计上不仅考虑了限位，最高最

集气管压力和煤气中含氧量的管理规定

编号：SY-AQ-07991 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 集气管压力和煤气中含氧量的 管理规定 Management regulation of gas collector pressure and oxygen content in gas

集气管压力和煤气中含氧量的管理 规定 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 一、目的 为确保焦化厂煤气设备正常运行，防止煤气爆炸事故的发生，特制订本规定。 二、适用范围： 本规定适用于化产车间鼓冷操作工、炼焦车间相关操作工。 三、规定及要求： 煤气中含氧量控制在0.8%以下，要求相关岗位相互沟通，精心操作。 四、数据采集： 含氧检测数据、集气管压力数据均以化产电脑显示数据为准。 五、考核： 1、集气管压力不平衡，低于100Pa罚款500元，化产操作工占罚

款比例的30%，炼焦操作工占70%。 2、集气管压力均低于100Pa罚款500元。化产操作工占罚款比例的70%，炼焦操作工占30%。 3、含氧量超过0.8%（包含0.8%），罚款100元/次。超过1.0%（包含1.0%），罚款200元/次。 （1）因焦油盒处吸入空气导致含氧量超标，炼焦操作工占罚款比例的70%，化产操作工占30%。 （2）集气管压力正常，因高压氨水打开时间过长等焦炉操作原因导致含氧量超标，由炼焦相应岗位工承担全部罚款。 （3）因化产设备泄漏或化产岗位工操作原因导致含氧量超标，由化产相应岗位工承担全部罚款。 4、以上罚款同时纳入车间月度打分标准进行扣分（1分/20元）。 七、本制度从即日起执行， 这里填写您的公司名字 Fill In Your Business Name Here

确定正确的集气管压力

确定正确的集气管压力 尚文彬 [编者按]本文作者针对焦炉集为生产过程中的集气管压力气管压力制度提出了不同的看法，并通过分析和确定了新的原则。本着百家争鸣的方针，现刊发此文。 在焦炉的工艺管观中，焦炉各部位压力值的确定，直接关系到焦炉的温度控制、炉体寿命、产品质量、环境污染等问题，其重要性普遍为焦炉专家及炼焦生产的管理者所重视。焦炉的压力控制分为燃烧系统压力控制和炭化室压力控制两部分。燃烧系统压力的确定经过了科学的理论分析及理论计算，形成了一项比较完善的压力制度。炭化室压力的大小由集气管压力控制，集气管压力是根据“炭化室底部压力在结焦末期不小于0.5毫米水柱”这一原则，测量结焦末期炭化室底部压力来确定的。与燃烧系统压力制度的形成比较，确定集气管压力的原则实际上没有建立在科学理论分析和理论计算之上，而是片面地分析了炼焦生产中的一些问题，规定了这一原则。 如何确定集气管压力呢？旧原则及理论是这样闸述的：“为保证炭化室在整个结焦时间内各部位的压力稍大于加热系统的压力，并防止吸入外界的空气，以炭化室底部压力在结焦末期不小于0.5毫米水柱为原则，确定集气管压力。这样可以保持炭化室产生的荒煤气，不与燃烧系统相互串漏，因为新砌焦炉的炭化室墙砌体不可能非常严密，但规定了上述集气管压力，最初荒煤气会通过砖缝串入燃烧系统，砖缝逐渐被荒煤气热解生成的游离石墨填塞而密封。若集气管压力不能保持炭化室底部结焦末期为正压，或压力低于燃烧系统，则炭化室砌体砖缝中的石墨将被烧掉，引起串漏。严重时砌体还会出现熔洞和渣蚀现象”。这一理论有三个要点，下面逐一分析其错误所在。 (一)“为保证炭化室在整个结焦时间内各部位的压力稍大于加热系统的压力，并防止吸入外界的空气，以炭化室底部压力在结焦末期不小于0.5毫米水柱为原则，确定集气管压力。”当确定了投化室底部在结焦末期不小于0.5毫米水柱时，因燃烧系统为负压，所以在客观上已经不存在炭化室压力梢大于加热系统压力，而应该说它们之间存在相当大的压差。由于确定的集气管压力较高，使大量的荒煤气从炉门、框后、加煤口、上升管等部位漏出进入大气，这样既浪费了能源，又污染了大气，恶化了操作环境，同时这也是导致焦炉着火烧坏炉门、炉框及护炉铁件的原因所在。护炉铁件的损坏与失效，加速了炉体的老化。 (二)“这样可以保持炭化室产生的荒煤气，不与燃烧系统相互串漏，因为新砌焦炉的炭化室墙砌体不可能非常严密，但规定了上述集气管压力，最初荒煤气会通过砖缝漏入燃烧系统，逐渐由于砖缝被荒煤气热解生成的游离石墨填塞而密

浅谈焦炉集气管压力控制

浅谈焦炉集气管压力控制 5.5米捣固侧装煤高压氨水消烟除尘 一、集气管压力控制的重要性。 我公司集气管压力定为120Pa，要求控制波动范围为±20Pa。 集气管压力过高，会引起炭化室内压力过大，造成炉门冒烟冒火，污染环境，影响化产回收。 集气管压力过低，会导致炭化室产生负压，一方面会造成炭化室与燃烧室之间的串漏，影响焦炉寿命。另一方面，使焦炭灰分增高，化产品回收率和煤气热值降低，还会使荒煤气燃烧而温度升高，增加后续煤气冷却系统压力。 影响集气管压力的主要因素有：装煤操作、换向、开启高压氨水清理作业等。 二、压力控制系统设备概述。 1、控制系统。 炼焦中控、风机中控、化产中控、备煤中控、循环水、筛焦等，均使用和利时DCS和PLC系统。集气管压力调节、高压氨水控制设在风机中控。 2、集气管压力调节设备。 沈鼓鼓风机两台，配套1120kw 10kv电机两台，东方日历高压变频器两台。 无锡工装大循环气动调节阀一台。 每个集气管均安装两台EJA120微差压变送器，一台备用，信号同时送入DCS。一方面方便实时判断压力信号是否准确，另一方面可通过常用、备用自动切换提高信号采集可靠性以及实现无干扰维护校验变送器。 集气管使用进口罗托克电动执行器。 高压氨水泵两台，配套上海和平变频器，正常装煤高压氨水压力最高可升至 3.7MPa。 三、控制方式。 1、鼓风机保护与电机定子三相线圈温度、电机轴承温度、风机轴瓦温度、轴位移、油站供油压力等连锁。转速可与煤气量、风机前吸力、集气管压力连锁，实现自动调速。 同时采集高压氨水流量信号实现装煤补偿提速、采集换向信号实现换向补偿提速，也可根据实际煤气量选择不投入补偿或改变补偿幅度。 由于风机转速的改变对集气管压力的影响非常明显，DCS调节灵敏度要降低。 根据我们实际工况，生产中风机转速一般采用手动控制，并投入装煤补偿、换向补偿以及机前吸力超限补偿。