文档介绍：,影响焦炉集气管压力的因素[2]:①炭化室内间歇地装煤和推焦对集气管压力产生较大的冲击;②各焦炉之间的相互耦合,在器前吸力稳定的情况下,任一焦炉压力的波动,都会影响另一焦炉压力;③器前吸力变化的影响,在鼓风机抽力不变的情况下,机后设备的阻力发生变化或煤气用户的用量发生变化时,都会引起机后压力的变化,进而引起器前吸力的变化,在煤气发生量稳定的情况下,该吸力势必引起集气管压力的波动;④结焦时间的变更和加热制度的变化使得产气量存在明显波动;煤的成分、装煤量的变化以及实际推焦时间的变化也会影响到集气管的压力变化;⑤循环氨水流量和温度的变化,荒煤气冷却系统是否畅通、阻力大小也影响压力的稳定及气量传输的动态特性,鼓风机入口排液系统、鼓风机后管线是否畅通直接影响压力系统的稳定;⑥荒煤气的温度高低直接影响输气系统正常运行,过高时风机负荷加重且易发生危险,过低时则会导致冷却系统结萘;⑦炉门、炉盖密封不严引起集气管压力降低;⑧氨水量的变化形成瀑布,从而增加荒煤气的流动阻力。,发现湘钢焦化厂的原有控制系统存在如下情况:①集气管压力波动大,在焦炉加高压氨水或者机后压力很大的时候,压力有时能达到400Pa左右,焦炉严重冒烟,有时煤气发生量小或者机后压力很小的时候,压力能达到-300Pa左右;②初冷器前吸力经常达到最大值,并且经常出现急剧上升和下降的现象;③当集气管处于高压或者低压,并且长时间不能下来或者上去时,操作人员不得不开大或者关小机前闸阀,这种情况在每个班都要出现好多次,特别是夜班更多。④1#和2#,3#和4#集气管压力耦合现象严重。如图2、图3所示。图2原有系统在正常工况下集气管压力和器前吸力曲线图3原有系统在大扰动工况下集气管压力和器前吸力曲线3控制策略不管是系统Ⅰ还是系统Ⅱ,首先我们要稳定的是初冷器前的吸力,只有这个吸力大致稳定了,集气管的压力才能得到很好的控制。因此,我们制定了下列的控制策略。本次改造工程中采用西门子S7-300系列PLC(CPU315-2DP)与西门子SIMOVERTMV变频器作为控制核心,PLC和变频器之间通过Profibus-DP通讯,上位机监控软件采用杰控的FameView。Ⅰ,以初冷器前吸力为被调量,以横管上蝶阀的开度为控制量组成单回路的闭环控制系统,采用常规PID控制算法来控制蝶阀达到稳定器前吸力的目的。对于系统Ⅱ,采用了变频器组成单回路的闭环,也是以初冷器前吸力为被控对象,通过改变频率进而改变鼓风机的转速达到稳定初冷器前吸力的目的(此时横管上的蝶阀手动处于全开状态),也是采用的常规PID算法。,都是以集气管压力为被调量,以集气管上的蝶阀的开度为控制量组成单回路闭环控制系统,采用变参数PID控制算法;鉴于压力在正常范围波动时,固定参数PID控制能取得很好的效果,但是当压力很高或者很低时,调节就显得力不从心,本应该快速地开大阀门或者本应该快速关小阀门,这时候却做不到这些。因此,我们将压力分段考虑,压力在不同的区段用不同的P值,通过改变P值来做到快速的调节阀门开度来脱离高压或者低压状态。4专家系统控制尽管采用上述的控制策略能应付大多数情况,但是当集气管的阀位为全开而压力依然很高或者当集气管的阀位为全关而压力依然很低时常规PID算法的收敛速度难以满足调节要求,这时候采用专家系统就显得很有效。专家系统总的思想是通过对集气管压力和阀位的考虑来改变初冷器前吸力的设定值,让集气管压力快速地脱离极限状况。对于系统Ⅰ来说,在下面两种情况下增大初冷器前吸力1的设定值:①1#焦炉集气管压力P1〉P1max,1#焦炉集气管阀位V1〉V1max,2#焦炉集气管压力P2〉P2max;②2#焦炉集气管压力P2〉P2max,2#焦炉集气管阀位V2〉V2max,1#焦炉集气管压力P1〉P1max。在下面两种情况减小器初冷前吸力1的设定值:①1#焦炉集气管压力P1〈P1min,1#焦炉集气管阀位V1对于系统Ⅱ来说,在下面两种情况下增大初冷器前吸力2的设定值:①3#焦炉集气管压力P3〉P3max,3#焦炉集气管阀位V3〉V3max,4#焦炉集气管压力P4〉P4max;②4#焦炉集气管压力P4〉P4max,4#焦炉集气管阀位V4〉V4max,3#焦炉集气管压力P3〉P3max。在下面两种情况减小初冷器前吸力2的设定值:①3#焦炉集气管压力P3〈P3min,1#焦炉集气管阀位V35改造后系统运行效果系统改造后,对于系统Ⅱ来说,由于变频器调节能力很强,器前吸力波动很小,集气管压力基本能控制在80±20Pa,在装煤、加氨水等大扰动情况下,压力能在很短时间内恢复正常。对于系统Ⅰ来说,横管上蝶阀的调节能力远远