焦化自控解决方案.doc

焦化自控解决方案 一、 焦化简介 煤炭是我国最主要的能源。除燃烧提供热最外，还可经综合加工利用，提供多种化工产品。实现炼焦 及化学产品冋收的自动化，对我国煤炭资源的综合利用有着重要的作用。 在生产冶金焦、硫酸钱和粗苯等产品的同时，其煤气也可充分得到利用。焦化厂生产条件恶劣，操作 人员处在易燃、易爆、有毒的环境中，安全生产和提高大气环境质最是首要目标。焦化生产过程中的配煤、 集气管压力、冋炉煤气总管压力和冋炉煤气主管压力、推焦等实现自动控制，对于保证安全生产,提高产 品质最，降低生产成木，提高生产效率，减少大气环境污染，创造良好经济效益，配合生产管理人员及企 业领导高效地对生产过程进行决策、指挥都具有非常重要的意义。 随着环保意识的日益加强,以及环保标准的提高，原來许多规模小、工艺落后的土法炼焦己不能适应 现代工业发展的需要，扩大规模、进行深度加工的机焦的自动化控制水平成为当务之急。就过程控制方面, 经历了从气动仪表、电动仪表、多叵1路控制器到集散控制系统（DCS）的一步步发展，焦化行业过程控制系 统采用DCS已成为当前的趋势。 二、 工艺流程简介 炼焦工业的主要加工方法是煤炭在高温（950-1050D的环境中生成焦炭，同时冋收在炼焦过程中产 生的化学产品。产品焦炭可作为高炉冶炼的燃料,也可用于钢铁锻造、有色金属冶炼、制造水煤气（用于 制造生产合成氨的发生炉煤气，也可用于制造电石。）在炼焦过程屮产生的化学产品经过冋收、加工可以 提取焦油、氨、蔡、粗苯、硫化氢、轼化氛等产品，并获得纯净焦炉煤气。 焦化厂一般山备煤车间、炼焦车间、冋收（化产）车间及公用工程部分组成。备煤车间主要是设备的 启、停控制，DCS实现其逻辑联锁。炼焦车间、煤气冋收车间及及公用工程部分采用DCS來实现其控制。 备煤车间.炼焦车间工艺流程如下: 荒煤气气破分玄转七冷凝液机械化焦油氨水澄清槽横皆初e務冷凝液/氮气电療蘇转Z ? 焦油儀油送油库刘铁氨7*r-蒸気塔氢戳化钠虞气細机侬気水竜舷亦.送 荒煤气 气破分玄转七冷凝液 机械化焦油氨水澄清槽 横皆初e務 冷凝液 / 氮气 电療蘇转 Z ? 焦油 儀油送油库 刘铁氨7* r-蒸気塔 氢戳化钠 虞气細机 侬気水 竜舷亦.送flR氨攻水处理站 硫泡沬 ■ 喷淋饱和善 韶心机 f 硫狡 - 干燥包装 ? 终冷堵 .冬创昨水送娜废水处厦站 新洗油粗荒分宮水再生弦渣循环洗油蔡濬剂油部分回用，苴余外供 新洗油 粗荒分宮水 再生弦渣 循环洗油 蔡濬剂油 部分回用，苴余外供 三、典型控制方案 焦化厂DCS系统控制最难点在焦炉加热控制系统和集气管压力控制，下面分别阐明和利时公司针 对焦化厂主要控制冋路的控制方案。 1、 焦炉加热模糊控制系统 炼焦炉是热工窑炉中最为复杂的热工设备，不仅结构复杂，而且是一个大时滞、非线性极强、多 因索耦合的控制对象，若控制不好，产生大最黑烟，给环境造成严重污染，同时对焦炭质最和炉体寿 命也有重要影响。基于此，传统PID和串级控制技术很难有效地对此进行控制，针对这种工况，和利 时公司特采用多变最模糊控制和动态神经网络建模技术，充分考虑历史信息的作用，通过对煤气流最 和焦测、机测烟道吸力的调节，來很好地控制焦测、机测的直行温度，实现了全炉直行温度的稳定性 和均匀性，实现了焦炉温度的自动控制，控制效果优于人工操作和进「1的DCS控制；在实施这一先进 控制后，直行平均温度波动范围±5度：节约焦炉加热煤气3 % （使用焦炉煤气作为加热煤气时）， 保证了焦炭质量，节约了大彊能源，从而延长了炉体寿命，降低了对环境污染。 2、 焦炉集气管压力控制 在焦化生产中,焦炉集气管压力的控制是一个至关重要的参数，它的稳定与否直接关系到煤气 的产疑和质景,集气管压力大，引起炭化室内的压力增大,压力大时焦炉冒烟严重,近距离不能看清 设备，大量焦炉媒气进入空气中，污染环境；压力小时空气吸入严觅，炭化室内产生负压，则空气被 吸入炭化室，部分化学成分在炭化室内燃烧，导致煤气中的C02和N2含量增加，煤气热值降低，同 时会减少焦炉寿命。 集气管压力又是一个很难控制的最，影响它的因素比较多： 跟煤气产最和煤质有关。煤气产議越大，压力越大，反之压力越小；另外跟煤质有关，当媒 质较好、鼓风机后媒气负荷稳定时,自动控制效果较好；当媒质较差、鼓风机后圧力变化大时,常常 出现振荡现象，迫使系统无法投入自动控制。 几个焦炉共用一套煤气输送系统，一个焦炉集气管压力的波动均会影响总管压力的波动，自 动调节冋路之间也会相互影响。实际上，焦炉集气管压力系统就是一个耦合严重、具有严重非线性、 时变特性、扰动变化激烈的多变最系统，一般的经典PID调节和串级控制很难满足要求。 装煤操作对集气管压力影响很大。 鼓风机转速调整影响集气管压力。 用户煤气使用量的变化也会造