焦炉煤调湿装置控制系统的研究与设计.pdf

《焦炉煤调湿装置控制系统的研究与设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5期(总第168期)煤化工No．5(Tot~No．168)2013年10月CoalChemicalIndustry0ct．2013焦炉煤调湿装置控制系统的研究与设计曹善甫，史晋文，詹仲福(天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，甘肃兰州730060)摘要提出了使用大型蒸汽管干燥机处理量为400t／h煤调湿的控制系统方案；介绍了两种煤调湿水分控制的方法：公式法和前馈+反馈控制法，比较了两种方法的优缺点及使用条件，可为干燥机出口湿含量控制模块的开发提供理论依据。关键词煤调湿，干燥机，PLC控制，公式法，前馈+反馈控

2、制文章编号：1005—9598(2013)一05—0053—03中图分类号：TP273文献标识码：A煤调湿技术(CMC)是在煤干燥技术上发展起来过热蒸汽排放的，它是利用干熄焦发电后的低压蒸汽作为热载体，对装炉煤料进行干燥、脱水，以降低人炉煤水分的技。l嚣析单元lI系统ll理单元术，它可以控制炼焦能耗、改善焦炉操作、提高焦炭质热空气量或扩大黏结性煤的用量。煤调湿与煤干燥的区别在于不追求最大限度地去除人炉煤的水分，而只把水分控制在一定范围内，既可达到增加效益的目的，又不因水分过低而引起焦炉和回收系统操作的困难。该技水

3、去蒸汽锅炉术的应用可使焦炉的综合生产能力提高11％左右，具循环使用有良好的经济效益。图1煤调湿工艺流程示意图1煤调湿技术工艺流程过热蒸汽通过旋转接头通入干燥机，经过换热冷凝后的蒸汽凝液送人空气预L热炉单元，对空气进行预煤调湿工艺流程示意图如图1所示，该系统主要热，为节能降耗，经过降温的蒸汽凝液再进入闪蒸单由煤粉计量分析单元、蒸汽管回转干燥系统、空气预元进行闪蒸，闪蒸后的蒸汽一部分用于保温及其他作热单元、尾气处理单元、闪蒸单元等组成。用，另一部分降温后的水送至锅炉循环使用。湿煤经计量分析单元，均匀的加入到蒸汽管回转

4、干燥机内，干燥机倾斜放置，出口低于人口，随着干燥2煤调湿水分控制方案机的转动，煤粒与蒸汽管回转干燥机内布置的通有过热蒸汽的蒸汽管充分接触干燥，干燥后水分合格的产2．1水分控制方案品，经皮带输送机送至焦炉。该系统中的常规控制回路采用PID负反馈方式进空气作为干燥载气经空气预热单元进入干燥系行控制，这里不再赘述。主蒸汽流量的控制是煤调湿区统，与蒸汽混合后从干燥机出料箱顶部排出，进入尾别于煤干燥系统的关键所在，它是影响煤调湿效果的处理单元处理后进行排空，尾气夹带的一部分煤粉经主要因素，该系统由于处理量较大(每小时干燥煤

5、300t尾气处理单元处理后，作为产品送至焦炉。500t)，干燥机体积较大，换热时间较长，造成了调节收稿日期：2013—04—19作者简介：曹善甫(198O一)，男，山东菏泽，工程师，学士，2004年本科毕业于中国石油大学计算机科学与技术专业，主要从事化工设备、石油化工设备电气及自动化控制方面的研究设计工作，E．mai1：csf8888@sina．com。54一煤化工2013年第5期的大滞后，这种长时间的反应滞后，采用常规的单PID算牵扯变量较多，如全部采用PLC计算则公式繁琐，负反馈控制方式是无法保证控制精度的。

6、占用PLC资源较多、计算周期过长，故在公式移植到煤调湿系统要控制出口物料的温度，关键是控制PLC前需要对该公式进行简化，简化的原则是，所有加热蒸汽的流量，蒸汽的通入量和人口煤粉的进料速固定不变的量取常数值，部分微小变动的量取平均率、进料温度以及进料水分相关联，同时也与出口煤值，采用添加计算系数的方法消除固定偏差。简化后的温度以及水分有关系。湿煤在由皮带输送机系统经的公式见式(3)：进料螺旋送入干燥机前，由红外温度变送器测量出温，，厂1，，F，A2，)(3)度(，℃)，由水分仪测量出水分(A。，％)，由电子皮带式中

7、：A．——干燥机进口煤粉湿度，％；秤测量出进料速率(F，t／h)，这3个变量输入到可编——干燥机进口煤粉温度，℃；程流量控制器(PLC)的CPU中，作为蒸汽给定量计算卜干燥机进口煤粉流量，t／h；的3个条件。干燥机出口干煤再由红外温度变送器测A——干燥机出口煤粉湿度，％；量出温度(T2，℃)，由水分仪测量出水分(A，％)，这2——干燥机出口煤粉温度，℃；个变量也输入到PLC的CPU中，作为蒸汽给定量计算K——修正系数。的2个条件。计算结果作为蒸汽流量PID控制回路的公式(3)带入常数后，在每个分项上添加修正系外环

8、控制设定值，蒸汽流量内环控制由蒸汽一体化质数(修正系数初始值为1)，则可简化为公式(4)：量流量变送器、调节阀以及PID控制器组成；蒸汽流Fset=(800．77K1—2．14292‘41T1—1．4987K3TI一量计算结果最终反映到调节阀的开度上，通过调节阀56．886)FI一246(4)的开度来控制蒸汽的给定量。蒸汽给定量计算可采用式中：e——干燥所需蒸汽量，kg／