焦炉集气管压力控制系统改造
焦炉集气管压力系统的改造
通过曲线对比可以看 出， 实现 自 动控制后 ， 集气 管压力波动得到明显改善。表 １和表 ２是改造前 、 后集气管压力合格率的分析数据 。从表 １ 和表 ２ 可 以看出 ， 改造后集气管压力平均合格率 由改造前 的
４ ．５ ９９ ％提高到 ９ ．１ ３ １ ％。 表１ 改造前集气管压力合 格率
鬟：
誊：：：： ：＝＝：：《 ： ：：：：：：：： 蓬 毒寝孺量 ： 蓦 ： ： ： ：＝ ＝ ： ：： 。 。
焦炉 集 气 管压 力 系统 的改造
张 有 芝
（ 长治钢铁 （ 团） 限公 司， 集 有 山西 长治 ０６３ ） ４０１
摘要 ： 介绍 了焦炉集气管压力实现计算机 自动控制 的原理 、 方式 ， 以及焦炉集气 管压力控制改造前 的现状 、 改造后 的效果 。生产实践运行证 明， 集气管压力合格率 明显提 高 ， 不仅 杜绝了荒煤气 的大 量放散 ， 改善 了环境 ， 而且节 能效果明显。 关键词 ： 焦炉 ； 集气 管压力 ； 自动控制； 改造 中图分类号 ： Ｑ５０ ５ Ｔ ２ ． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ４７ ５ （０ ７ ０ ．０ ７０ １０ ．０ ０ ２ ０ ）２０ ６ ．２
将发出降低鼓风机转速 的控制信号 ， 以减少吸力。
通过鼓风机转速 的调节 ， 可使蝶阀开度在设定 的范 围内保证足够的阻力分数 ， 增加其调节的灵敏度 ， 最 终系统将稳定在至少一个蝶阀处于开度最大的状态 下， 以尽量减小系统阻力 ， 最大限度地节省电能 。
制增加了难度 ， 严重影响了焦炭的产量、 质量以及炉 ． ２ 改造方式 体寿命 。２ ０ 年我们进行了集气管 自 ０５ 动控制改造 ， 改造后集气管压力采用计算机智能多点集中控 经过一年运行 ， 集气管压力合格率达 ９ ％以上 ， ０ 既 制（ 如第 ６ 页 图 １ ， ８ ） 主要控制点包括 ：）两座焦炉 １ 保证了生产 的安全 ， 又节约了能源。 Ⅱ型管的翻板调节控制。将原集气管翻板 的气动执 １ 改造原 理 行机构更换为 电动执行机构 ， 因为 电动执行机构灵 本次改造 由沈阳安信 自 控设备有限公 司设计。 集气管压力 自控系统是 以工控机作为控制单元 ， 将
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。
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 。
焦炉集气管压力控制系统的改进
24燃料与化工Fuel&ChemicalProcessesNov.2010Vol.41No.6焦炉集气管压力控制系统的改进杨桦1徐兴福宁芳青2左殿杰1倪应国1（1.南京钢铁联合有限公司炼铁新厂，南京210035；2.安徽工业大学，马鞍山243002）南钢炼铁新厂现有3座6m焦炉，3＃、4＃焦炉为1组，配套煤气处理量为52800m3/h的煤气净化设施，5＃焦炉与1套煤气处理量为31000m3/h的煤气净化设施配套。
在该系统实施之前，3座焦炉的集气管压力是分散式控制，集气管压力调节装置与鼓风机液力耦合器调节是相互独立的单回路闭环控制系统。
这种单回路控制方式不能很好地保证集气管压力稳定，导致焦炉冒烟冒火或负压运行，使大量煤粉进入下一道工序，恶化操作，虽不断调整系统整定参数，但并未从根本上解决问题。
技术方案1.1工艺特点集气管压力控制系统是受多种因素影响的复杂系统，主要表现在以下几个方面[1-2]：1）集气管之间的相互耦合影响。
2座焦炉4个集气管共用1个风机，而风机对各个集气管的吸入管距离长短不等，并且管路不对称，因此吸力分配不可能都合适。
在机前吸力不变的情况下，任一焦炉压力的波动，都会影响其他焦炉压力的稳定。
2）焦炉炉况对系统的影响。
由于2座焦炉装煤、推焦、炉门开启时间不同，势必引起压力的波动。
3）机前吸力变化的影响。
在鼓风机能力不变的情况下，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，进而引起机前吸力的变化。
在煤气发生量稳定的情况下，该吸力会引起集气管压力的波动。
系统的调节品质会因参数变化而变差，使压力难以稳定在80~120Pa。
1.2控制方案1）采用解耦控制算法，消除焦炉集气管之间的压力控制耦合，避免相互干扰。
根据多变量过程控制系统解耦理论，常规解耦收稿日期：2009-12-30作者简介：杨桦（1964-），男，教授级高级工程师设计方法要求对象是线性定常，且被控对象要有精确的数据模型。
马钢7.63m焦炉集气管压力控制技术的改进
燃料与化工Fuel & Chemical Processes2021 年 1 月第52卷第1期15马钢7・63 m 焦炉集气管压力控制技术的改进李 强 陈玉村方亮青何谋龙 陈学才(宝武集团马钢股份炼焦总厂，马鞍山243000)摘要：针对7.63 m 焦炉集气管负压设定值手动切换存在的弊端，对集气管压力调控进行技术改进，实现了 6段集气管3种不同压力值在生产、检修等3种时间段的自动切换，提高了超大容积焦炉的自动化操作水平，消除了人工切换带来的弊端遥关键词：集气管；PROven ；高负压；自动切换中图分类号：TQ520.5 文献标识码：B 文章编号：1001-3709 (2021) 01-0015-03Improvement of GCM pressure control for 7.63 m coke ovenLi Qiang Chen Yucun Fang Liangqing He Moulong Chen Xuecai(Baowu Group Masteel Coking Co.,Ltd.,Ma'anshan 243000, China)Abstract : In view of the problems in manually selecting the setting values of GCM negative pressurefor 7. 63 m coke ovens , improvement was done for the GCM pressure regulation to realize automaticchangeover under 3 pressure values for 6 sections of GCMs in three durations such as production or maintenance so as to improve automation level for super-high capacity coke ovens.Key words : Gas collecting main (GCM ) ； PROven ； High negative pressure ； Automatic changeover马钢7#、8#7.63 m 焦炉是从德国UhDe 公司引 进的超大容积焦炉，采用德国DMT 公司研发的PROven 技术，取代了地面除尘站和高压氨水喷射抽 吸的装煤除尘技术。
一种简单实用的焦炉集气管压力自动控制系统
量的指标之一 ， 在整个结焦过程中 ， 为了使碳化室
一
图 １ 集气管压力 自动调节控制 系统原理图
２Ｏ一
重 钢 机 动 能 源
第２ ６卷 ２ ０ １ ６ 年第 ２期 （ 总第 １ １ ６期 ）
４ 主要 设备 功 能
焦 化焦 炉采 用 ６ Ｏ孔 ６米焦 炉 为一 座 ，两座 焦 因素的影 响 ， 如出 焦、 装煤 、 炉底 换 向 、 煤 气 量 发生 变 化 、 工 艺 设备 及
管道阻力变化等都会引起集气管压力大幅度波动 。 当压力过低时， 空气就会进入炉体 ， 导致焦碳燃烧 ，
第２ ６ 卷２ ０ １ ６年第 ２ 期（ 总第 １ １ ６期 ）
熏 钢 机 动 能 源
一
种简单实用的焦炉集气管压力 自动控制系统
朱 月志
（ 重 庆钢铁 股份 有 限公 司焦 化厂 ）
１ 概 述
在焦炉炼焦过程 中，会有大量的荒煤气产生 ， 荒煤气由集气管收集 ， 通过输气管 网由鼓风机送往
程运算功能。 同时配置防尘 ， 防水结构 的彩色液晶 显示器， 具有高水准操作显示性能 。 在可 编程演算 方面， 用 户最 大可 进行 １ ０ ０ ０ 行 自定 义 编 程， 灵 活 方便地配置所需控制功能． 采用浮点演算方式， 可实 现高精度工程量控制演算。 其控制输出具有后备功 能， 使用该功能后， 即便是在机器本体故障时， 亦能 继续保持控制功能正常使用 。 （ 不适用 于电源等故
障） 。 控 制 模 块 ：基 本 控 制 、 串级 控 制 、 选 择 控
４ － ３ 电液执 行 机构 采 用无 锡 工 装 ３ ８ ０ ０ Ｒ系 列 ，该 系 列是 着 眼 于
集气管压力智能控制装置的改造
２ １ 年第 ２ ０１ 期
集 压力 控制 气管 智能 装置的改 造
程英坤 ，程瑞 云
（ 中能源 邯矿集团公 司金华焦化有限公司，河北 邢 台 冀 ０６０ ） ５０３
摘 要 ：文章介绍 了以工控机作为控制单元，以集气管蝶阀执行器与鼓风机变频器为执行机
构 的工业 自动控 制装 置 ，通过 自动调 节鼓风机 转速 、集 气管蝶 阀开度 及放 散蝶 阀开度 ， 以达 到稳定 集 气管压 力 的 目的。
基本工作原理 ：系统根据反馈集气管压力与设 定集气管压力的比较结果发出控制信号 ， 对集气管 蝶阀执行器进行控制一当集气管压力高压设定值（ 或有该趋势 ） ，则增大集气管蝶 阀开度 ；反之 ， 时 减 小集气 管蝶 阀开度 。 当蝶 阀开 到一定程度集 气管 压力仍有高于设定压力的趋势时 ，工控机将发出升 高鼓风机转速的控制信号 ，以增大吸力；反之，当
其精度为 ２ ％，精度较差 ，不利于精确控制集气 ． ５
管压力 ，更换为 Ｄ Ｊ ４ ０Ｂ Ｋ 一 １０ Ｄ防爆型角行程电动
２１ 年第 ２ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ１ 期
河 北 煤 炭
括模型结 构和模 型参数 两部 分 内容 。最 佳 的模 型结 构 有助 于保证集 气管 控制解耦 的 良好效 果 。该项 目 的实 施 ，就 是 通过 Ｄ Ｓ系统 自动 控 制集 气 管 电动 Ｃ
执 行机 构（ 度 ：１ 精 ． ） ５％ 。由此 提高 调节 的灵敏 性
和精 确性 。 ３３ 控 制 系统 安装 和调试 ．
包括焦炉信号、化产信号的引入 ，上电测试系 统的数据输入 、输出，上下位机通讯 ， 远程数据采 集。基础控制功能测试 ，包括各个焦炉集气管基本 ＰＤ控 制功 能 ，初 冷器 前 吸力 ＰＤ控制 ，风机计 算 Ｉ Ｉ
焦炉集气管压力智能控制系统设计2
以下方面因素的影响： （1）煤气发生量、鼓风机吸力、推焦加煤、高压氨水、 换向、机后压力。 （2）多座焦炉并联时，分管与总管呈非对称分布。存在着 严重的耦合干扰。 （3）系统同时具有时变、非线性、正负耦合等复杂特性，
系统非常难以稳定。
存在问题
1.集气管压力波动不仅频繁而且幅度较大； 2.导致焦炉跑火冒烟，影响环境; 3.系统时常出现的负压严重影响焦炉炉体的寿命; 4.压力的不稳定同时也影响到生产焦炭的质量。
应用情况 （智能控制）南钢联
东阿东昌焦化有限公司（原控制效果）
东阿东昌焦化有限公司（智能控制）
东阿东昌焦化有限公司（智能控制）
-
+
-
ym2 (k) -
TDL2
集气管 压力控 制系统
y1 (k) y2 (k)
鼓风机调速系统部分：
rin(k)
-
模型M1 切换
模型M2 模型库
策略
NNII
u(k)
控制器C1
控制器C2
TDL TDL y(k) 鼓风机调速系统
控制器C3 机液力耦合器控制部分： 从鼓风机转速变化到机前吸力变化有明显时
5.技术指标及系统功能
(1) 各焦炉压力的智能分析和控制。正常 生产工艺条件下，焦炉集气管压力稳定控 制在设定值±25Pa范围；装煤工况在30秒 左右迅速将压力调节至接近正常。瞬间集 气管压力高峰值一般在200～300Pa左右。
(2) 各炉压力控制设定值可在线修改，各 炉设定值可以互不相同。
(3) 可实时对风机进行调速，风机运转稳 定。
改造前： 大多数集气管压力由单回路PID控制； 鼓风机吸力采用机前阀手动控制; 控制效果不理想
焦炉集气管改造方法探讨
一是利用原集气管外钢管，清除内部原有保温
涂，受热后形成严密的防护层，使高温烟气与内衬及
材料，直接在焦炉上砌筑，这不仅大大提高了施工进
管壁完全隔离。
表１ 耐火纤维涂抹料性能指标
３应用效果
２００８年５月改造后，集气管内衬受热均匀、完 整，隔热效果明显，管壁温度在３６—４２ ｃｃ之间，至今 运行状况很好，集气管烧损的难题得到了彻底解决。
１ 集气管故障原因及分析
自２００４年运行以来，８座ＱＲＤ一２０００清洁型热 回收捣固机焦炉集气管陆续出现内衬脱落严重，吸 力和压力偏小，集气管外部管壁烧损严重等问题，造 成焦炉炭化室经常出现正压，焦炉出现冒烟冒火现 象，直接影响了焦炉和锅炉的正常生产，增加了环境 污染。通过详细研究分析，认为主要原因如下：
３）焦炭的结焦时间大大降低，与改造前相比平
炉体安全及稳产意义重大。
均减少４ ｈ，焦炭产量可增加８２洲。
２００９年度山东省冶金科技进步一等奖
信息园地
■★■●●｛●抖，●｛●－＂＇●｛
莱钢循环经济模式及关键技术研究与实践 ●２ 铝厂废弃物一赤泥的资源化开发利用 ３ 烧结高效稳定生产的研究与应用 ４ 高效裂解法清洁处理及利用液态铜渣技术的研究与应用 ５ ＪＧ７８５Ｅ高强钢的研制 ６ 注浆堵水帷幕稳定性及突水预报微震监测方法与应用研究 ７ 不锈钢基料和钢坯的冶炼工艺及其工业化应用 ８ 微量硼元素在低舍金高强度Ｈ型钢中作用机理研究与应用 ９ 超声检测技术在钢板生产线上的应用研究 ｍ 高线生产线轧钢工艺的高效化研究
在炼焦生产过程中，焦炉集气管压力是炼焦生产中的重要参数，它的稳定性直接影响着焦炉的使用寿命和焦碳的生产。焦炉集气管压力控制系统是
一个具有强干扰、多耦合、时变、非线性的复杂多变量系统，难以建立精确的数学模型。随着科学的发展和进步，焦化行业向大规模发展，更多地采用
焦炉集气管压力自动控制技术方案与制作安装技术规程
焦炉集气管压力自动控制技术方案与制作安装技术规程1、概述：1.1某焦化厂现有2×72孔4.3m捣固焦炉，装煤采用高压氨水侧导技术后，拟对焦炉集气管压力自动控制系统进行改造。
1.2当装煤采用高压氨水M管导烟技术后，装煤期间将对集气管压力产生很大冲击；若高压氨水压力没有采用智能控制，则装煤期间“冒烟”与“煤气含氧量”也不能兼顾。
1.3因为高压氨水装煤时，桥管就相当于一个“喷射器”，靠高压氨水的喷射力将上升管内的气体（煤气+空气）压入集气管，以使上升管形成负压。
由此可见，这个“喷射器”的喷射力决定了装煤时的导烟效果。
但在整个装煤过程中，所需要的喷射力是不一样的。
如果不对喷射力进行调节，那么有时会炉门冒烟严重、又有时会进入大量空气。
在装煤过程中既炉门冒烟，又煤气含氧超标，就充分证明了这一点。
1.4我们的控制系统在装煤过程中可以自动控制高压氨水压力（高压氨水压力是变化的，不是定值）——在不需要很大的喷射力时，系统会自动降低高压氨水压力，以免吸入过多空气使煤气含氧超标；当需要较大喷射力时，系统将自动增大高压氨水压力，同时在工艺技术允许的范围内适当降低集气管压力，以提高上升管的吸力。
因为集气管就是这个“喷射器”的出口——出口压力降低了，自然入口吸力就增加了。
1.5对于采用高压氨水导烟装煤的捣固型焦炉，由于在装煤期间开2-3个上升管的高压氨水，对集气管的瞬间冲击非常大，所以当开始喷高压氨水时，控制系统要同步对鼓风机进行调节，才能保证在装煤期间，将集气管压力的波动控制在最小的范围；而且为了配合导烟装煤，一般需要在装煤的初期将集气管压力控制的稍低一些（以防止炉门冒烟），在装煤的末期需要将集气管压力控制的稍高些（以防止由于关闭炉门、停高压氨水而造成的集气管压力过低）。
1.6在交换机换向时集气管压力波动较大的解决方案：通过控制机后煤气的出处，以解决换向时集气管压力波动大的问题。
1.7回炉煤气占煤气发生量的30%—40%；交换机的工作过程是先关闭煤气旋塞、再进行空气—废气换向、最后打开煤气旋塞。
焦炉集气管压力自动调节的优化
焦炉集气管压力自动调节的优化焦炉的集气管压力因内、外因素都各有不同程度的波动，自控调节也不太理想。
原焦炉因原设计没有反馈信号，致使把输出信号一直作为反馈信号，从而达不到准确高效稳定集气管压力。
优化完善后的焦炉集气管压力控制稳定、数据处理真实可靠、现场调节精准、快速、安全。
通过三段PID调节成功解决了焦炉集气管压力不稳定的问题，荒煤气放散大大减少，优化了焦炭质量，实现了安全、高效、环保的设计理念。
标签：焦炉；焦炉集气管；PID调节焦炉集气管中压力的控制至关重要，集气管中压力出现大的波动就会直接造成调节阀的动作频繁，故障率就会增多，不仅增加了检修次数，同时也增加了维护成本，煤气压力不稳，会缩短炉体的使用寿命，其次煤气放散，不仅造成环境污染，也会影响吸气机的正常运转，一旦发生故障，必会影响焦炉、高炉和干熄焦发电的生产。
综上所述焦炉集气管控制系统的改造已是迫在眉睫，需要集中力量尽快对焦炉集气管中压力進行控制。
1 立项背景近几年，焦炉的集气管压力因内、外因素都各有不同程度的波动，自控调节也不太理想。
原焦炉因原设计没有反馈信号，致使把输出信号一直作为反馈信号，从而达不到准确高效稳定集气管压力。
焦炉集气管压力波动也一直比较频繁，波动范围超过了设定值情况较为严重，最高能过到500Pa到600Pa，最低可达到-200Pa到-100Pa，调节阀的动作也比较频繁，故障率也增多，达到每星期平均检修一次，加大了维护成本，同时煤气压力不稳，会缩短炉体的使用寿命，其次煤气放散，不仅造成环境污染，也会影响吸气机的正常运转。
2 技术内容2.1 总体思路集气管压力由单回路PID调节改为分段PID调节，根据集气管压力输入值与给定值的偏差将PID参数分成三段，集气管压力与给定值偏差小于20Pa按第一套PID参数调节，偏差大于20Pa并且小于40Pa时按第二套PID参数调节，偏差大于40Pa时按第三套PID参数调节，这样实现了偏差小时调节系统趋于稳定，偏差大时在短时间内能够恢复到给定值范围内。
宣钢焦化厂稳定焦炉集气管压力的措施
表１ 优 化 后 的 参 数 组 合
１ 由于新 旧 系煤 气 在 电捕 后连 通 ，使 得新 旧 ）
系之间 的相互 作用较 强 ．任何一 系 的调节都会 造 成
另一 系 的波 动 ，１、２ 焦 炉 集气 管 压 力 波 动较 ３、 ４ 炉大 。
２ ）装 煤 时切 换高 压 氨水 对 集气 管 压力 扰 动 最 大 ．集 气管压 力 瞬间较 正常 值升高 １０ ａ以上 ，经 ０Ｐ 常 出现 超调及 系统振 荡 。使集气 管 压力难 以尽快恢 复至正 常范 围 。 ３ 吸气机 机 后 压力 对 集气 管 压力 的波动 有 直 ） 接影 响 。宣 钢生 产 的焦 炉煤 气 一 部分 供城 市 民用 ， 大部 分通过 管 网直接供 给公 司 内部各厂矿 ，中间没
机 机后 压力 ，将净煤 气管路 末端 自动 放散水 封 的放
散 压力 由 ６２０ ａ下调 为 ５５ ０ ａ ０ Ｐ ０ Ｐ ，考 虑管路 阻力 ，
吸气 机 至放 散水 封 的阻力 损 失近 １ ０ Ｐ ．如不 在 ０ａ ０
１ 原控 制 系统
１１ 原 控制 系统特 点 ．
放 散压 力值 上加 以校 正 ，将 使放 散滞 后 。 ４ ）切换 高 压氨 水 的瞬 间 ，集 气 管 压 力 由正 常 的 １０ １０ ａ可 窜 升 至 ３０ ａ左 右 ．简 单 ＰＤ调 ０ — ５Ｐ ０Ｐ Ｉ 节 往往 出现 调节失 效或超调 。我们 在 １、２ 焦 炉采
较 小 。在实 际控制 中 ，１焦 炉 曾 出现 集气 管压 力 自 动 调节 翻板 全开而集 气管压 力 居高不 下 的情况 ，显
示 初冷 器前 吸力偏小 ，造 成荒 煤气 在集 气管 内无法
２ 集气 管压 力控 制 系统 的 改 造
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。
焦炉集气管压力控制的优化
烈 干 扰 ，尤 其 是 系 统 问 的 相互 干扰 、耦 合 ，这
焦炉集气管压力是 重要工艺参数 ，关 系到
焦 炉 生 产 的稳 定 、炉 体 的寿 命 、化 产 品 的 回 收 以及 煤 气 风 机 的安 全 运 行 等 。 因此 ，工 艺 上 要 求集 气 管 压力 越 稳 定越 好 ，即 以设 定值 为 中心 ，
常失 控 ，也 大 大加 剧 了 ２座 炉 问 的 耦 合 作 用 ， 是 各种 引 出方 式 中最不合 理 的一 种 ．
（ ２ ） 每 座 焦 炉 的 一 段 、二段 集 气 管通 。
２ ． １ － ３ 改 进 措 施
力单 回路 控 制 ” ＋ “ 风 机 大循 环 翻板 控 制 的初
单 回路 控 制 ”加 “ 初 冷 器 前 吸力 单 回路 控 制 ” ， 要 满 足 集 气 管 压 力 控 制 要 求 ，实 践 证 明是 不 可 能 做 到 的 。常 规 的 Ｐ Ｉ Ｄ单 回路 控 制 系 统 只 能依 据 被 控 参 数 的偏 差 大 小 来 实 施 控 制 ，不 能 预 测 被 控 参 数 的变 化 趋 势 ，且 系统 之 间 、压 力 与 初
冷器前 吸力 单 回路 控制 ”三 系统组 成 （ 见图 １ ） 。
（ １ ） 人 为 地 调整 各段 集 气 管 对 应 的荒 煤 气
２ ． １ ． １ 控制 系统 的组 成
这 使 系 统 无 法 克 服 复 杂 多 变 的 、随机 出 现 的 强
作 者：李朝 光 ，大学 学历 ，工程师 ，现 主要 从事 自
动控制工作。
四焦集气管压力控制 系统 由 “ 集气管压力
■
单 回路 控 制 ” ＋ “ 机 前 翻 板 控 制 的初 冷 器 前 吸
焦炉集气管压力系统解耦控制设计
焦炉集气管压力系统解耦控制设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!1.引言焦炉是炼钢过程中不可或缺的设备，而集气管压力系统是焦炉的一个重要部件。
7.63米焦炉集气管压力平衡控制方法
7.63米焦炉集气管压力平衡控制方法摘要：本文主要阐述了焦炉集气管压力平衡控制在焦炉生产中的重要性及为了保证集气管压力稳定所采取的控制方法、措施。
关键词：焦炉荒煤气集气管压力鼓风机初冷器中图分类号：tu855 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-367-01一、引言：集气管压力是焦炉生产中重要的工艺参数，在焦炉生产过程中，它因受（出焦、装煤、换向、生产周期的安排、工艺设备及管道阻力等）因素的影响而常常发生波动。
当集气管压力过低时，会造成碳化室负压，空气进入炭化室，导致焦炭燃烧、灰分增加、焦炭质量下降，而且焦炭燃烧后的灰分在高温下会侵蚀炉墙砖，造成炉体损伤；另外，漏入的空气会烧掉一部分荒煤气，使化产品产量减少、煤气热值降低；当压力过高时，荒煤气将从炉门及其他不严密处漏入大气，造成炉门冒烟冒火烧坏护炉设备，降低荒煤气的回收率并恶化、污染环境。
因此，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系统安全生产、提高产品质量、减少环境污染、延长炉龄的重要技术措施。
二、控制方案和措施介绍：兖矿国际焦化7.63米焦炉是亚洲首家特大型焦炉，引进德国先进技术，系统有两座对称的焦炉组成，集气管压力采取分段控制（具体结构见图1），设计要求集气管压力稳定在140pa--160pa之间，才能保证结焦末期炭化室底部压力不会形成负压（≥5pa），同时保证焦炉在生产过程中避免炉门冒烟冒火现象，保护护炉铁件不受损伤。
图1焦炉煤气简要流程在焦炉实际生产中，主要通过以下手段对集气管压力的波动进行调节以实现集气管压力平衡：1、通过集气管中段的电液执行机构自动调节，带动翻板阀动作，消除每段集气管小范围的压力波动。
电动执行的调节采取传统的pid控制，由取压点采集的压力信号值（prcsa01）作为参考，通过简单的反馈回路达到控制压力的目的（如图2）。
2、由于整个系统的煤气是汇集后由煤气总管送往后续工段，不同段集气管离总管的距离不一样，造成吸力有所差异，为了平衡吸力，通过调节集气管末端的电动闸阀开度，合理分配吸力，消除段间严重不平衡。
焦炉集气管压力计算机控制系统
数据 格式 ， 出集气 管压 力 大小 、 行器 状 态信 号 、 得 执 板 阀运 行状态 和报 警信 息 。 ｂ显 示 当前 集气 管压 力 、 、 执行 器 状 态 以及 一定
时间 内的压力 变化 趋势 。 ｃ 、可 以连续 记 录 系统 运行 所 有 必要 的数据 以
第３１ 卷
第１ 期
ＶＯＩ３１ ． ＮＯ １
２ １ 年１ ０ １ 月
山西煤炭 ＳＨ ＸＩ ＡＮ ＣＯＡＬ
Ｊａｎ．２Ｏ１１
文 章 编 号 ：６ ２ ５ ５ （ ０ ） １０ ７ — ３ １７ — ０ ０ ２ １ ０ — ０ ５ ０ １
焦炉集气 管压 力计算机控制 系统
罗 昌绩 ， 铁 莲 李
动操 作按 钮将 放 散 阀 门关 闭。
１２ 系统 组成 ． 本 系统 一般 采用 上 、 位机 的形式 （ 据用 户要 下 根 求及 现场 条件 也 可 只用一 台下 位 机 ） 见 图 １ ， 。
立 ‘ ｌ 计算机 ｌ下位计算机
远 程通 讯卡 电 ， ｊ 操 作 器
收 稿 日期 ：０ ０ １— ８ ２１—０２
上 位机 用 于车 间管 理 ，并 对 生产 现场 进 行监 督
和记录， 也可 对 下位 机进 行参 数设 定 。 位机 用 于现 下
场 实 时控制 ，并 将 数据 通 过专 用 通讯 电缆 传 送给 上
作者简 介 ： 昌绩 （９ ｌ ）男 ， 罗 １７ 一 ， 山西祁县 人 ， 大学本 科 ， 工程师 ， 从事机 电控 制系统 的设 计研究 。
的硬 件 组 成 和软 件 说 明 。
关 键 词 ： 炉 ； 气 管压 力 ； 算机 控 制 焦 集 计
焦炉集气管压力系统的优化与改造
除尘冷却， 电捕除去煤气 中煤焦油由鼓风机送往煤气净化工段 ， 从
收稿 日期 ：２ ０ — １ １３ ０ ６ １ —
２焦炉地 下室气体交换机每半４４ 时开启悬 塞工作 ４ 秒向 ） －， ６
维普资讯
ＷＡＮＧ ｎ －ｈ ‘Ｊ ＡＮＧ ｕ Ｒｏ ｇｚ ｉ， Ｉ Ｊｎ
（．ｏｍａ ｃＨｇ ｄｎｉ ｇ， ｄｎ ｎ ７ １， ｈｎ ； Ｃ ｉａ ｏ ｌ ａｂ ｎ ｆ ｄｎｉ ｇＣ ， ｄｎｉ ｇ１７ ０ ， １ ｒ ｌ ｏ ｅｅ ｆ Ｎ ｏ Ｍｕ ａｊ ｎ Ｍｕａｊ ｇ１ ０ ２ Ｃ ｉａ ． ｈｎ ａ ＆ｃｒｏ ａｊ ｎ ｏ Ｍｕ ａｊ ｎ ５０ ９ ａ ｉ ５ ２ ｃ ｏ Ｍｕ ａ ． ａ
维普资讯
经 验 交 流
Ｔｏ ｈ ｅａ ｍ ｍｕｎｅ ｔｏｎ ｅ ｎｉ ｌＣｏ ｉａ ｉ ｓ
Ⅸ 自动 化 技 术 与 应 用 》 ２ ０ 年 第 ２ Ｏ７ ６卷第 ６期
焦炉集气 管压力 系统 的优 化与改造
王荣芝 １姜 军 ２ ，
（． １牡丹江师范学院 ， 黑龙江 牡丹江 １７ １ ；２ 中煤牡丹江焦化有限公司 ， ５０２ ． 黑龙江 牡丹江 １７ ０ ） ５ ０９
１ 引 言
随着国内经济的高速发展 ， 钢铁需求量迅速增加。 作为炼钢原
长， 因而带动了国内焦化行 业的发
中提取苯 、奈及硫磺 ， 最后将符合环保要求的煤气通过市政煤气 管道供应给城市居 民。 目前国内焦化行业大部分采用捣固式焦炉 ， 这种焦炉生产效率 高， 产气量大 ， 工艺上要求集气管压力控制在 １０±２Ｐ 之间。 ｄ ￣ ０ ０ａ ￣－ Ｘ 此种焦炉广泛采用的控制方法是在集气管管道 中使用碟形翻板结构 的阀门， 通过对集气管压力采样， 由数字智 动翻板碟阀改变集气管通流面积， 实现集气管压力调节。 这种方法比
焦炉集气管压力平衡系统改造研发
焦炉集气管压力平衡系统改造研发
张利峰
【期刊名称】《内蒙古石油化工》
【年(卷),期】2011(037)022
【摘要】集气管压力是焦炉生产中重要的工艺参数,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.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、市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.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.
【总页数】2页(P41-42)
【作者】张利峰
【作者单位】神华蒙西煤化股份有限公司,内蒙古,乌海,016014
【正文语种】中文
【中图分类】TQ522.15
【相关文献】
1.三钢焦化厂焦炉集气管压力控制系统改造 [J], 陈江徽
2.焦炉集气管压力系统的优化与改造 [J], 王荣芝;姜军
3.多焦炉集气管压力平衡控制 [J], 王源泉;吴富飞
4.焦炉集气管压力系统的改造 [J], 张有芝
5.焦炉集气管压力控制系统改造 [J], 徐志华;金雪飞
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 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)。
１ 引 言
在焦化行业 中， 焦炉集气管压力是影响焦炭质量 、 煤气产量 和焦炉使用年 限的一个重要工艺控制指标 。 集 气 管 煤 气 压 力 控 制 是 许 多 焦 化 厂 难 以解 决 的 问 题 ，
其 控 制 系统 具有 惯 性 、 非 线性 和时 变特 性 的多扰 动 、 多 变量 耦 合性 特点 。集 气管 煤 气 压力 的直 接扰 动 是 由于
连接处重新找正焊接 ； ３ ． 重新校正笼架 。 田
参考文献 ：
故障原因 ： １ ． 鸡只啄蛋 ； ２ ． 蛋壳较薄； ３ ． 自动集蛋机 上 的接 蛋爪 断裂 ； ４ ． 从 笼 网上 滚 落 的鸡蛋 与蛋 带上 的鸡 蛋发 生 碰撞 ； ５ ． 从 自动集 蛋机 出来 的鸡蛋 与 中央输 蛋 线 上 的鸡 蛋发 生碰 撞 。 排除方法 ： １ ． 使用电击线 ； ２ ． 更换饲料配方 ； ３ ． 找出 断裂 的接蛋爪更换 ； ４ ． 使用挡蛋线 ； ５ ． 调节拨蛋器高度 ， 使之缓冲。 ． ４ ． ５清 粪带跑 偏 故障原因 ： １ ． 覆胶辊与驱动辊不平行 ； ２ ． 清粪带两
焦炉 集气 管压力控 制系统 改造
徐志 华 金 雪飞 中国 自动 化控 制 系统 总公 司 １ ０ ０ ０ ２ ６
摘 要： 基 于焦炉集气管压 力系统具有强干扰 、 多耦合 、 时变和非线性的特 点 ， 目前的控制 系统效果并不十分理 想。 本文从工 艺、 设 备、 仪表 自动化等 方面分析影响 集气管压 力稳定的 关键 因素 ， 对焦炉集气管压力的控制方案进行完善 和优化 。 关键 词 ： 焦炉集气管压 力； 控 制 系统 ； 状况及分析 ； 优化 改造
仪 表 自动 化 这几 个 方 面 结 合 实 际 情 况 进 行综 合 分 析 ， 把影 响 集气 管 压力 稳 定 的 主要 因素找 出来 ，再 根 据具
吸力稳定的情况下 ，任一焦炉集气管煤气压力的波动 和煤气产生量 的变化 ， 都会影响另一焦炉压力。 （ ３ ） 结焦 时间 的变 更 和加 热 制度 的调整 ， 装炉 煤 配 比、 装煤量和实际推焦时间的延长 、 缩短变化造成煤气 产生量的变化也会影响到集气管压力波动。 （ ４ ） 循环氨水流量和温度 的变化 ， 荒煤气冷却系统 的流畅与否 、阻力大小也影响集气管煤气压力的稳定 和气量传输的动态特性 。 （ ５ ） 吸气 机人 口排 液 系统 、 机后 管线 阻力 的变 化 。
单集气管和双吸气管形式 。荒煤气在桥管 内经循环氨 水喷洒冷却后 ， 荒煤气 中的焦油等同时被冷凝下来 ， 煤
气 和焦 油 同循 环氨 水一 起 通 过 吸煤 气 总管 道 被气 液分
离后 ， 液体进入刮渣槽 ， 荒煤气进入 ３台并联操作 的横 管初冷器（ 两用一备 ） 分两段冷却 。煤气冷却至 ２ １ ２ ２ Ｃ 进入 ２台并 联操 作 的电捕 焦 油器 ，除掉 煤 气 中夹 带 的 焦油后 ， 送洗涤工段 ， 最后送到带液力耦合器调节转速 的两 台吸气机（ 一用一备） 中。 ２ ． ２影响 集 气管煤 气压 力的 因素 主要 有 ： （ １ ） 系统 内焦炉诸多炭化室不 间歇地装煤 、 推焦 ， 以及 煤气 交 换 机换 向造 成 煤 气量 的急剧 变 化使 集 气 管
（ ６ ） 焦炉 的两 段集 气管 是否 连通 。
体的情况对系统的各个环节进行改造和优化。
２ 工 艺现 状及 集气 管压 力 波动分 析
２ ． １工 艺 简介
某 公 司现有 Ｊ Ｎ ６ ０型 ５ ５孔 复 热式 焦 炉 两座 ，采 用
投药 医 治 。
４ ． ４ 破 蛋 率 高
排除方法 ： １ ． 调节覆胶辊两端螺栓使其平行 ； ２ ． 在
端长 短 不一 ； ３ ． 笼架 不 直 。
【 １ ］ 赖成 幕． 多层 层 叠式蛋鸡饲 养成套 自动化 设备 的应 用田．
中国禽业导刊 ， ２ ０ ０ ６ （ ２ ０ ） ： ２ ９ ￣ ３ １ ．
『 ２ １ 曲田桂 ， 周卫斌 ． 层 叠式蛋 鸡笼养模式 与阶梯 式笼养模 式
生 产效 益 比较 Ｕ ］ ． 北方 牧 业 ， ２ Ｏ ｌ １ （ １ １ ） ： １ ３ － １ ４ ． （ 作 者 简介 ：王 金 国 ， 男， １ ９ ７ ５年 １ １月 出生 ， 本科 ， 助 理 工 程
师， 研 究方向 ： 农机化。 ）
２ ０ １ ３ 年第６期 何 表批 ５７
（ ７ ）荒煤气引 出总管的位置不在两座焦炉中间影 响各段荒煤气支管吸力分配平衡 。
３ 焦 炉 集气管 压 力控制 系统 的分析 和 改造优 化
较 大 的操作 难 度和 强度 ，也 对 正 常生 产造 成 了较 大 的
压力 产生 较 大波动 。 （ ２ ） 同一 系统 内各 焦 炉之 间相 互 影 响 ： 在 初冷 器前
炭化室的操作 、结焦时间的变更和加热制度 的变化等 造成焦炉出炉煤气增减而形成的 ；而煤气净化系统 中 初冷器前吸力 、 循环氨水流量 、 用户负荷等变化又会造 成集 气 管压力 的间接 扰动 。另外 ， 当同一 系统 中的一个 集气 管压力产生波动时， 就会引起相邻 另一个集气管 压力 的波动， 当波动到一定程度时， 就会造成整个集气 管系统波动， 出现振荡现象 。 原设计方案中集气管煤气 压力 自动控制系统是 由几个集气管压力单回路控制 和 初冷器前吸力单 回路控制系统组成 的，但实际使用效 果 很 不理 想 。经 过 长期 的观 察和 分析 研究 ， 我 们发 现要 提高焦炉集气管压力 的控制效果 ， 应该从工艺 、 设备、
影响。
３ ． ３ 解决 的方案 和措施
３ ． １ 现有集气管压力控制系统的情况简介 某公司炼焦炉两座为一组 ， 形成 了一套生产系统。 其集气管煤气压力控制系统 由 ５ 个单独的闭环控制 回 路组成 ，分别为 １ ＃ 焦炉 ｌ ＃ 、 ２ ＃ 集气管压力控制回路 ，