焦炉集气管压力控制的论文

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1、焦炉集气管压力的智能协调控制叶鲁彬王屹杨建波（浙江中控技术股份有限公司，杭州）摘要：焦炉集气管压力之间耦合严重，稳定性较差，极易出现压力振荡现象。综合考虑多集气管及风机、回流的特性，设计了一种集气管压力的智能协调控制方案：集气管翻板阀采用双模式PID算法，风机或回流阀进行整体吸力的协调控制，同时引入了振荡检测机制，并对压力振荡进行抑制。该控制方案的效果已在焦化企业现场得到了实践验证，并在多个现场应用。关键词：集气管压力，耦合，振荡，智能协调控制IntelligentCollaborationControlofGasCollectionPipePres

2、sureinCokeOvenProcessesYELuBinYangJianBo（ZhejiangSUPCONCo.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang,）Abstract：Inthegascollectionprocessofcokeovens,thepipeshavehighcouplingrelations,whichresultintheunstablenessofthepressure.Thepressureoscillationphenomenaarefrequentlyreportedinpracticalproduction

3、s.Thispaperproposedanintelligentcollaborationcontrolsolution,whichtakethecharacteristicsofgascollectionpipes,fanandtherecyclepipeintoconsideration.Dual–modePIDalgorithmisutilizedinthegascollectionpipepressurecontrolformulationandthefanspeedandrecyclevalvearemanipulatedtokeepthe

4、entireflowpower.Pressureoscillationdetectionisintroducedheretopreventseverefluctuationofthepipepressure.Theproposedmethodhasbeenvalidatedandiswidelyusedinthecokeproductionplants.Keywords：GasCollectionPipePressure,Coupling,Oscillation,IntelligentCollaborationControl1引言在焦化生产企业中，集

5、气管压力是炼焦生产过程中的关键指标之一。集气管压力过高容易引起焦炉的煤气泄漏，造成煤气的浪费与环境的污染；压力过低则炭化室容易吸入空气，使焦炭燃烧，影响焦炭的质量及焦炉的寿命，严重时还会影响到后续电捕装置的安全运行等。通常，焦化厂里同时采用多台焦炉生产装置，连接多根集气管，各管之间存在严重的耦合性，压力对象稳定性较差。在炼焦操作中，扰动因素很多，例如加煤、喷淋高压氨水、出焦、加热换向，会造成集气管压力的不稳定，某一根集气管的压力波动会对其它集气管造成影响，极易发生压力振荡现象，给安全生产带来较大影响。常规PID控制较难满足该对象对稳定性和控制性能的要

6、求[1,2]。针对集气管压力这一高度耦合的对象，许多研究者提出了解耦控制方案[1-5]。然而解耦算法往往需要为实际对象建立准确的数学模型[6,7]，由于数学模型中一些工艺参数值的获取往往比较困难，而且随着时间推移会发生变化。因此在实际应用中，准确建模是比较棘手的任务。一旦存在模型失配，对解耦效果影响较大，失配严重时甚至会不正确的控制动作。为了提高控制系统的稳定性和鲁棒性，根据集气管压力对象的特性，提出一种智能协调控制算法：采用双模式PID，在不同的偏差下施以不同强度的控制作用，避免单一控制强度难以解决控制性能和稳定性这一对矛盾；风机和集气管翻板阀协调

7、控制，调节管路中的吸力水平，更加及时得消除扰动；引入压力振荡的检测机制，一旦压力存在振荡趋势，就进行抑制。目前基于该算法，浙江中控技术股份有限公司开发了“多焦炉多集气管压力优化控制解决方案”，在多个焦化厂应用，控制效果已凸现。2焦炉集气管的先进控制策略的设计2.1焦炉集气管工艺流程典型的焦炉工艺流程如图1。煤在焦炉中干馏，得到焦炭和焦炉煤气，其中煤气从焦炉顶部上升管进入集气管，经过桥管汇总后进入初冷器进行冷却，再通过电捕除去煤气中的焦油，最后煤气通过风机后进入后续深加工或供气单元。风机提供了煤气在整个管路中流动的动力。风机出口处有一路循环管，将部分煤

8、气送回初冷器前，通过回流阀进行控制，用于辅助调节风机的整体吸力。每根集气管上有一个翻板阀，用于调节管内压力；