焦炉加热优化串级控制系统的优化与应用.pdf

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1、／———焦炉加热优化串级控制系统的优化与应用李朝光陈晓舟(焦化厂)摘要：介绍焦炉加热优化串级控制系统的原理、流程，总结焦化厂一焦系统应用时进行的优化与改进内容，系统投运条件、投运步骤、参数调整、异常情况处理、管理优化等，以及改进后系统运行的优缺点。关键词：焦炉；热工管理；炉温；自动控制；串级OptimizationandApplicationoftheOptimizedHeating-upCascadeControlSystemforCokeOvenLIChaoguangCHENXiaozhou(CokingPl

2、ant)Abstract：Theprincipleandflowoftheoptimizedheating-upcascadecontrolsystemforcokeovenwereintroduced，theoptimizationandimprovementdetails，thesystemoperationalconditionsandsteps，theparame-tersadjustment，theunusualcircumstancetreatment，themanagementoptimizatio

3、noftheoptimizedheating-upcascadecontrolsystemforcokeovenweresummarizedwhenthissystemwasappliedinNo．1CokingSystem，andtheadvantagesanddisadvantagesofthisimprovedsystemwerealsosummarized．KeyWords：CokeOven；ThermalManagement；OvenTemperature；AutomaticControl；Cascad

4、e1概述工业大学严文福教授开发的“焦炉加热优化串级控制系统”于2004年成功应用到焦化厂四焦焦炉是用于生产焦炭的工业炉窑，是一种1、2号炉。2010年，在该系统运行多年的基利用煤气加热将煤加工成焦炭的大型工艺装置。础上，组织进行优化与改进，并应用于焦化厂焦炉的加热过程相当复杂，受到的干扰因素非一焦系统。本文总结对焦炉加热优化串级控制常多，且具有大惯性、非线性和时变性，各种系统实施的优化与改进，及其在一焦系统的应对象的精确数学模型更是难以获得，难以通过用情况。简单的单回路系统实现炉温的自动有效控制。更难以解决的是，

5、焦炉正常生产时，燃烧室的2工作原理火道温度高达l100℃以上，焦炉炉顶表面温度2．1常规控制系统高达600oC以上，有加煤车来往穿梭作业，无常规控制系统由焦炉(高炉)煤气压力控法在炉顶安装测温元件，无法直接获得标准火制与机、焦侧分烟道吸力控制组成(见图1)，道温度的在线测量值，因此，无法实现炉温的仅能实现对焦炉煤气或高炉煤气压力(流量)自动闭环控制。针对炉温控制相关问题，安徽以及机、焦侧分烟道吸力的简单控制，相互之作者：李朝光，大学学历，工程师，现从事自动间没有任何的联系，压力与吸力之间的比例是化技术工作。否合适

6、、煤气燃烧是否完全无法得到保障，吸力无法自动跟踪压力的变化，更关键的是系统偏差只能靠人工测温后修改煤气设定值进行纠的被控参数分别是煤气压力(流量)和分烟道正，这并非真正意义上的炉温自动控制。吸力，即控制的目标是稳定煤气压力(流量)2．2优化串级控制系统和分烟道吸力而不是炉温，也就是说对炉温的2．2．1原理控制是间接的，从控制学的角度对炉温而言是优化系统不再是一个相互独立的单回路结一种“开环控制”，因此，常规系统对炉温的稳构，而是由前馈、串级、比值控制相结合的多定性是没有保证、也是无法保证的，炉温出现系统联合体(见

7、图1)：a优化串级控制系统流程b焦炉优化串级控制系统原理方框图图I焦炉优化串级控制系统原理与流程图(1)串级控制(主干系统)——火道温度温度模型”通过换算得出拟合火道温度，并把对煤气压力(流量)的串级控制系统。该串级拟合温度作为实际火道温度的测量值使用，这控制系统由外环的火道温度控制与内环的煤气就开创性地、巧妙地解决了立火道温度难以自压力(流量)控制两系统组成，内环是为克服动在线测量的难题，这是实现炉温闭环控制的加热煤气的波动而设计，外环是为克服煤气热前提和关键。值、天气、煤质水分以及其它炼焦条件的变化(2)比值

8、控制(辅助系统)——加热煤气而引起的炉温波动而设计，两者相互配合，在压力(流量)对分烟道吸力的比值控制系统。炉温稳定时系统的主要任务是稳定煤气压力煤气的完全燃烧需要有恰当的燃空比，对焦炉(流量)，防止因煤气波动而导致炉温波动，当加热而言，如果空气不足则煤气燃烧不完全造炉温波动时系统的外环立刻修正内环的煤气压成浪费，烟囱还会冒烟，如果空气过量则过量力(流量)的设定值，使炉温