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摘要：集氣管壓力是煤焦化正常生產(chǎn)過程中一個非常重要的工藝參數(shù)，集氣管壓力波動性大，會造成后序生產(chǎn)的不穩(wěn)定，通過對模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能有效的對集氣管壓力進行調(diào)節(jié)，保證焦爐正常生產(chǎn)的穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：煤焦化；集氣管壓力；模糊控制系統(tǒng)

0引言

在煤焦化生產(chǎn)中，焦爐集氣管壓力的調(diào)節(jié)占有十分重要的作用，壓力大幅波動會造成煤氣系統(tǒng)氧含量超標、集氣管冒煙冒火等不利現(xiàn)象的出現(xiàn)，通過對模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)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(shè)備引入自控系統(tǒng)，以集氣管壓力、機前吸力、煤氣氧含量等為聯(lián)鎖條件進行自控調(diào)節(jié)，能有效控制焦爐集氣管煤氣壓力的平穩(wěn)，保證焦爐生產(chǎn)的正常安全運行。

1集氣管壓力的影響因素

1.1焦爐生產(chǎn)的產(chǎn)量影響因素

有安排的日產(chǎn)量、結(jié)焦時間、煤的種類成分等因素。

1.2導(dǎo)煙車的導(dǎo)煙方式

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

1.3煤氣鼓風(fēng)機的吸力

涉及到風(fēng)機的種類大小、風(fēng)機的調(diào)節(jié)方式，文章中以陜鼓的離心式煤氣鼓風(fēng)機、液力耦合器手動調(diào)節(jié)為例。

1.4煤氣系統(tǒng)的阻力

大致分為風(fēng)機前阻力、風(fēng)機后系統(tǒng)阻力。風(fēng)機前阻力包含負壓管線的阻力、初冷器及電捕的設(shè)備阻力、調(diào)節(jié)閥的閥門開度等；風(fēng)機后系統(tǒng)阻力包含煤氣管線的阻力、設(shè)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(chǎn)中，其中煤氣鼓風(fēng)機吸力大小、翻板閥及蝶閥的開度、高壓氨水泵的調(diào)節(jié)方式、液力耦合器的調(diào)節(jié)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(tǒng)的控制能力

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

3系統(tǒng)的工作原理

分別將集氣管壓力、集氣管翻板閥執(zhí)行器、大回流執(zhí)行器、初冷器前吸力、煤氣鼓風(fēng)機前后吸力、液力耦合器執(zhí)行器、高壓氨水壓力等信號引入系統(tǒng)，當焦爐開始裝煤時，系統(tǒng)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(shè)定值，此時爐頂操作工將打開相應(yīng)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(nèi)的氣體吸入集氣管，控制系統(tǒng)會根據(jù)集氣管實際壓力與系統(tǒng)設(shè)定的集氣管壓力值進行對比，依據(jù)對比結(jié)果對集氣管翻板閥進行調(diào)節(jié)，當集氣管實際壓力高于設(shè)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(yīng)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(shè)定值，系統(tǒng)將控制液力耦合器提高煤氣鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速，增大風(fēng)機煤氣吸力，反之集氣管壓力仍低于壓力設(shè)定值，系統(tǒng)將控制液力耦合器降低煤氣鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速，減小風(fēng)機煤氣吸力。

4系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1模糊控制系統(tǒng)使用

1)在正常生產(chǎn)工藝條件下，不裝煤時，焦爐集氣管壓力穩(wěn)定控制在設(shè)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(nèi)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(xiàn)長時間負壓。

2)裝煤采用高壓氨水側(cè)導(dǎo)煙方式，裝煤階段焦爐集氣管壓力控制在設(shè)定值的±40Pa左右波動，裝煤結(jié)束，三通閥關(guān)閉，焦爐集氣管壓力穩(wěn)定控制在設(shè)定值的±20Pa左右波動，開或關(guān)高壓氨水時導(dǎo)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(xiàn)較大波動，但要使壓力在30s內(nèi)迅速接近正常，此時調(diào)節(jié)時間越短，控制效果越明顯。

4.2控制系統(tǒng)具備的基本功能

4.2.1實時顯示

控制系統(tǒng)通過通訊，會采集相應(yīng)的信號數(shù)據(jù)，用圖形實時地顯示系統(tǒng)被控設(shè)備的運行工況，用曲線、趨勢圖等顯示對應(yīng)集氣管壓力、閥門開度、風(fēng)機轉(zhuǎn)速等被控參數(shù)的實時變化情況，以便生產(chǎn)管理人員清楚地了解生產(chǎn)運行情況。4.2.2數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可對集氣管壓力、閥門開度、風(fēng)機轉(zhuǎn)速等參數(shù)建立運行過程的歷史數(shù)據(jù)庫，存儲運行過程的原始數(shù)據(jù)，供生產(chǎn)統(tǒng)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(tǒng)可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警。也要實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(jié)束語

文章中根據(jù)模糊控制系統(tǒng)在煤焦化集氣管壓力調(diào)節(jié)實際使用情況而編寫，一套系統(tǒng)應(yīng)用效果的好與壞，不僅僅在于系統(tǒng)制造廠家能否充分考慮到影響生產(chǎn)的各種因素，更關(guān)鍵在于現(xiàn)場操作人員能否根據(jù)設(shè)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(tǒng)調(diào)節(jié)的設(shè)備是固定的，但具體設(shè)定什么樣的參數(shù)是根據(jù)實際生產(chǎn)情況，逐步調(diào)試，慢慢摸索的結(jié)果。例如焦爐裝煤時與不裝煤時集氣管壓力設(shè)定值等。

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作者：侯旭輝 單位：菏澤富海能源發(fā)展有限公司