煤气混合优化控制技术
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
维普资讯
．
。
煤气混合优 化控制技术
宝钢 新 日铁汽车板有限公司 俞峰
帽
摘要 ：因用户用气量的波动 ，必然要 引发混合煤气 的压力与热值的波动 。宝钢新 日铁汽车板有限公司采用 混合优化控制技术 ，解决了这一难题 。简述 了该技术中的混合控制、阀门控制 、仪表测量及控制，以及其 中的操作应用技术 。通过改进后该公司的煤气混合装置在流量征程波动时热值波动控制在 ３ ％以内；每分 钟流量波动 量在 ２ ０ ／ ５ ０ｍ３ ０ ｈ以内，仍能保证其它用户的正常用气 。 关键词：煤气 热值 压力 波动
低 品 位 煤 气 的 混 合 布 用 ， 能 冗 利用现 有 资源 、 Ｊ ｌ
制较 为复 杂且有 局 限性 。宝钢 的解 决 策略是 分两步 走 ：首先解 决 Ｃ ＯＧ和 Ｂ Ｇ 的同步变 化 问题 ，如实 Ｆ
际混 合配 比相对 固定 ，热值 就能稳 定 ；剩 下 的就是
简单 的压 力控制 。
般炉子对 压 力上下 限均有 联锁 ，波 动超 出范 围会 造 成跳机 。通 常热值 不参 与炉温控 制 ，空煤 比也相 对
固定 。但 是热 值波 动不仅 会造 成炉温 控制 困难 影响 产 品质量 ，甚 至还 会 由于 不完全 燃烧 ， 引起 废气 管 烧 红 ，集 气 室爆 呜 、爆炸 。热值 和压 力波动 是一 组 矛盾 ， 如压 力控制 响应 速度较 慢 ， 有利 于热 值控制 ，
孔板 切断阀
但 会造成 压力波 动 ；如提 高控制 响应 速度 ，又会造
成 热值波 动 。
一
图 １ 混 合装 置
种 解 决策略 是采用 模糊 智能解 耦控制 ，但控
在 能源 资源 日益紧缺 的背景 下 ，如 何利用 低品 位煤 气和 工业尾 气成 了热 门话题 。通过 高品位 煤气
量孔 板上 设置 了 ２个 变送器 ，小 变送器 最大流 量为 大变 送器 的一 半 。（ 图 ４ 见 ）
：
为达 到精确控 制 的 目的，二冷 轧采用 了复 杂 的 阀 门控 制策 略，流量 较大 时如测 量值 与设 定值 的偏
差大于 偏差设 定值采 用大 管道 阀 门调 节 ，如小 于偏
１ 煤气 混合技 术 Ｂ Ａ 煤气站 混合装 置如 图 １ 示 。 Ｎ 所
宝钢 冷轧 厂是 利用 焦炉 煤气 （ＯＧ 和高 炉煤 气 Ｃ ） （Ｆ ） 行混 合 。只 要其 中一个 发 生变 化 ，则 既影 Ｂ Ｇ进 响混 合煤气 压力 ，又影 响其热 值 ，可 以看 作是 多输 入双输 出的多变量 系统 。热值 和压 力波动 都有 很大 危害性 ，压 力波动 直接 影响用 户燃烧 系统 ，而 且一
的特 点 ，以便 在千 变万 化 的运 行工 况 中组 合使用 。 ２３ 阀门控制策 略 － 在 混合装 置流 量设计 时 ，必 须考虑 计量 问题 ，
尤 其是 小流量 问题 。此外 ，孔板 安装位 置也较 为关
键 ，宝钢 分公 司二冷 轧将 孔板分 别安装 在大 小混合
ห้องสมุดไป่ตู้
线 上 ，累加后 作为控 制流 量 ，在 大管道 微开 时会 由 于 小信 号切 除及小流 量计 量不准 确造成 控制流 量误 差 ，引起 热值 波动 。三冷 轧和 Ｂ ＮＡ 则将孔板 安装 在 小管和 总管 上 ，流 量较 小时采用 小管道 流量 ，大 管道 打开 后采用 总管计 量 ，在控 制流量 的选择 上采 用 了无扰 动切 换技术 。为确 保测 量精度在 小管 道流
差设定 值则大 管道 阀 门固定 ， 由小管 道 阀 门调节 。
该系统 控制繁 琐 ，效 果却 适得其 反 。采用 同步技 术 及 合理 选择 阀 门，三冷 轧和 Ｂ ＮＡ 采 用 了单一 阀 门
控 制（ 图 ２，达 到 了精 确控制 、稳 定控 制 的 目的 。 见 ）
— —
ｃ １Ｉ输 出值Ｍ ｊ Ｆ Ｖ
能较 好地 解决波 动 问题 。 ２ 混合控 制策 略 ２１ 控 制策略 的选择 ．
混合 机组 。宝钢通过 参与 设计 、技术 消化及 自主攻 关 ，形成 了一套先进 的煤气 混合控 制技 术 ，该 技术 主要包 括控制 策略 、仪表测 量及控 制技 术和操 作应 用技 术 。宝钢 新 日铁 汽车 板有 限 公司（Ｎ 的煤气 Ｂ Ａ） 加 压净 化混合 站采用 了该煤 气处理 系统 ， 以下 主要 结合该 系统探 讨煤气 的混合 优化控 制技术 。
刀 ） ０７ 第３ 上海煤气 ）２０ 年 期
维普资讯
２２ 混合 线设计 选择 －
３ 仪 表测 量及 控制 技术
３１ 流 量 计 量 ．
宝 钢混 合装 置均有 大小两 根混 合线 ， 目的就 是 精确控 制 。设计流 量较 大时 ，还可 以采用 多套混 合 装置 。不 同混合装 置之 问和大 小混合 线 的流量 设计 选择尤 为关键 ，既要有 一定 的互补 性 ，又 要有各 自
【 。。 。一
ｔ
ｍ
ｆ
一
ｌ
ｆ
Ｊｌ Ｉ ＿ 厂 ／ 厂 ］ ＿ 』 ＿
｛ｌ
１ － 一
ｌ
－－－ －－
１
。 －
甲
图 ４ 流 量 计 量
：
７
流量 孔板
调节 阀 快速切 断阀
妊
冷轧厂 作为 宝钢钢铁 精 品基地 的主要成 品厂 ， 对于 煤气 品质 的要 求尤 为苛刻 ， １９￣ ０４年 连续 ９６ ２０
从 日本 Ｊ Ｅ和 ＮＳ 公司引进 了 ３条煤 气加压 净化 Ｆ Ｃ
降低 能源 成本 。在 使用混 合煤气 过程 中 ，由于用户 的流量波 动 ，必然会 引发混 合煤 气压 力及热 值 的波 动 ，解 决这一 问题最 好 的办法是 建造煤 气储 柜 ，考 虑 占地面 积及投 资成 本又很 难实施 ，尤 其是 短流程 企 业矛盾 更突 出 。但 通过煤 气混 合优 化控制技 术 ，
．
。
煤气混合优 化控制技术
宝钢 新 日铁汽车板有限公司 俞峰
帽
摘要 ：因用户用气量的波动 ，必然要 引发混合煤气 的压力与热值的波动 。宝钢新 日铁汽车板有限公司采用 混合优化控制技术 ，解决了这一难题 。简述 了该技术中的混合控制、阀门控制 、仪表测量及控制，以及其 中的操作应用技术 。通过改进后该公司的煤气混合装置在流量征程波动时热值波动控制在 ３ ％以内；每分 钟流量波动 量在 ２ ０ ／ ５ ０ｍ３ ０ ｈ以内，仍能保证其它用户的正常用气 。 关键词：煤气 热值 压力 波动
低 品 位 煤 气 的 混 合 布 用 ， 能 冗 利用现 有 资源 、 Ｊ ｌ
制较 为复 杂且有 局 限性 。宝钢 的解 决 策略是 分两步 走 ：首先解 决 Ｃ ＯＧ和 Ｂ Ｇ 的同步变 化 问题 ，如实 Ｆ
际混 合配 比相对 固定 ，热值 就能稳 定 ；剩 下 的就是
简单 的压 力控制 。
般炉子对 压 力上下 限均有 联锁 ，波 动超 出范 围会 造 成跳机 。通 常热值 不参 与炉温控 制 ，空煤 比也相 对
固定 。但 是热 值波 动不仅 会造 成炉温 控制 困难 影响 产 品质量 ，甚 至还 会 由于 不完全 燃烧 ， 引起 废气 管 烧 红 ，集 气 室爆 呜 、爆炸 。热值 和压 力波动 是一 组 矛盾 ， 如压 力控制 响应 速度较 慢 ， 有利 于热 值控制 ，
孔板 切断阀
但 会造成 压力波 动 ；如提 高控制 响应 速度 ，又会造
成 热值波 动 。
一
图 １ 混 合装 置
种 解 决策略 是采用 模糊 智能解 耦控制 ，但控
在 能源 资源 日益紧缺 的背景 下 ，如 何利用 低品 位煤 气和 工业尾 气成 了热 门话题 。通过 高品位 煤气
量孔 板上 设置 了 ２个 变送器 ，小 变送器 最大流 量为 大变 送器 的一 半 。（ 图 ４ 见 ）
：
为达 到精确控 制 的 目的，二冷 轧采用 了复 杂 的 阀 门控 制策 略，流量 较大 时如测 量值 与设 定值 的偏
差大于 偏差设 定值采 用大 管道 阀 门调 节 ，如小 于偏
１ 煤气 混合技 术 Ｂ Ａ 煤气站 混合装 置如 图 １ 示 。 Ｎ 所
宝钢 冷轧 厂是 利用 焦炉 煤气 （ＯＧ 和高 炉煤 气 Ｃ ） （Ｆ ） 行混 合 。只 要其 中一个 发 生变 化 ，则 既影 Ｂ Ｇ进 响混 合煤气 压力 ，又影 响其热 值 ，可 以看 作是 多输 入双输 出的多变量 系统 。热值 和压 力波动 都有 很大 危害性 ，压 力波动 直接 影响用 户燃烧 系统 ，而 且一
的特 点 ，以便 在千 变万 化 的运 行工 况 中组 合使用 。 ２３ 阀门控制策 略 － 在 混合装 置流 量设计 时 ，必 须考虑 计量 问题 ，
尤 其是 小流量 问题 。此外 ，孔板 安装位 置也较 为关
键 ，宝钢 分公 司二冷 轧将 孔板分 别安装 在大 小混合
ห้องสมุดไป่ตู้
线 上 ，累加后 作为控 制流 量 ，在 大管道 微开 时会 由 于 小信 号切 除及小流 量计 量不准 确造成 控制流 量误 差 ，引起 热值 波动 。三冷 轧和 Ｂ ＮＡ 则将孔板 安装 在 小管和 总管 上 ，流 量较 小时采用 小管道 流量 ，大 管道 打开 后采用 总管计 量 ，在控 制流量 的选择 上采 用 了无扰 动切 换技术 。为确 保测 量精度在 小管 道流
差设定 值则大 管道 阀 门固定 ， 由小管 道 阀 门调节 。
该系统 控制繁 琐 ，效 果却 适得其 反 。采用 同步技 术 及 合理 选择 阀 门，三冷 轧和 Ｂ ＮＡ 采 用 了单一 阀 门
控 制（ 图 ２，达 到 了精 确控制 、稳 定控 制 的 目的 。 见 ）
— —
ｃ １Ｉ输 出值Ｍ ｊ Ｆ Ｖ
能较 好地 解决波 动 问题 。 ２ 混合控 制策 略 ２１ 控 制策略 的选择 ．
混合 机组 。宝钢通过 参与 设计 、技术 消化及 自主攻 关 ，形成 了一套先进 的煤气 混合控 制技 术 ，该 技术 主要包 括控制 策略 、仪表测 量及控 制技 术和操 作应 用技 术 。宝钢 新 日铁 汽车 板有 限 公司（Ｎ 的煤气 Ｂ Ａ） 加 压净 化混合 站采用 了该煤 气处理 系统 ， 以下 主要 结合该 系统探 讨煤气 的混合 优化控 制技术 。
刀 ） ０７ 第３ 上海煤气 ）２０ 年 期
维普资讯
２２ 混合 线设计 选择 －
３ 仪 表测 量及 控制 技术
３１ 流 量 计 量 ．
宝 钢混 合装 置均有 大小两 根混 合线 ， 目的就 是 精确控 制 。设计流 量较 大时 ，还可 以采用 多套混 合 装置 。不 同混合装 置之 问和大 小混合 线 的流量 设计 选择尤 为关键 ，既要有 一定 的互补 性 ，又 要有各 自
【 。。 。一
ｔ
ｍ
ｆ
一
ｌ
ｆ
Ｊｌ Ｉ ＿ 厂 ／ 厂 ］ ＿ 』 ＿
｛ｌ
１ － 一
ｌ
－－－ －－
１
。 －
甲
图 ４ 流 量 计 量
：
７
流量 孔板
调节 阀 快速切 断阀
妊
冷轧厂 作为 宝钢钢铁 精 品基地 的主要成 品厂 ， 对于 煤气 品质 的要 求尤 为苛刻 ， １９￣ ０４年 连续 ９６ ２０
从 日本 Ｊ Ｅ和 ＮＳ 公司引进 了 ３条煤 气加压 净化 Ｆ Ｃ
降低 能源 成本 。在 使用混 合煤气 过程 中 ，由于用户 的流量波 动 ，必然会 引发混 合煤 气压 力及热 值 的波 动 ，解 决这一 问题最 好 的办法是 建造煤 气储 柜 ，考 虑 占地面 积及投 资成 本又很 难实施 ，尤 其是 短流程 企 业矛盾 更突 出 。但 通过煤 气混 合优 化控制技 术 ，