設(shè)計2座7米大型焦?fàn)t及配套的煤氣凈化系統(tǒng)、干熄焦系統(tǒng)和公輔系統(tǒng)，年產(chǎn)干全焦150萬噸。

目前為了控制好集氣管壓力的穩(wěn)定，國內(nèi)最多的是采用PID控制和模糊控制，形成一個單閉環(huán)的反饋控制回路。但是由于焦?fàn)t集氣過程的復(fù)雜特性，控制對象受裝煤量的變化、出爐數(shù)變化、鼓風(fēng)機入口吸力的變化、鼓風(fēng)機后壓力的變化等多種因素影響，因此這種單一的控制算法的控制效果不佳。所以焦?fàn)t集氣管壓力的控制的好壞對于焦?fàn)t生產(chǎn)中節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高焦炭和煤氣等輔助產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量起到很關(guān)鍵的作用，具有重要的經(jīng)濟和社會意義

二、技術(shù)方案

1、單集氣管壓力控制采用變結(jié)構(gòu)模糊插值方法：根據(jù)集氣管壓力實時值，在考慮集氣管壓力可能變化的情況下，采用變結(jié)構(gòu)模糊插值方法計算合理的閥位輸出值，保證集氣管壓力逐步逼近設(shè)定值。其基本思想是利用計算機來實現(xiàn)人的控制經(jīng)驗，而這些經(jīng)驗語言表達(dá)都是具有相當(dāng)模糊性的控制規(guī)則，在程序中不需要建立集氣管的精確數(shù)學(xué)模型，使得控制機理更加實用，干擾和參數(shù)變化對控制效果的影響減弱，其推理模仿人的思維過程，使得控制器具有很強的適應(yīng)現(xiàn)場工況變化的能力。

2、裝煤時集氣管壓力的大幅波動采用前饋控制方法：裝煤過程中采用高壓氨水的噴射把荒煤氣吸入集氣管內(nèi)，減少煤氣外泄，當(dāng)大量荒煤氣因高壓氨水的噴射力而進(jìn)入集氣管時容易造成某一段時間集氣管壓力過高的現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場的實際觀察取樣，在這一過程中，集氣管壓力過高的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，對壓力調(diào)節(jié)造成很不利的影響，是集氣管壓力控制技術(shù)致力要解決的問題之一。專家系統(tǒng)根據(jù)焦?fàn)t裝煤操作信號，對焦?fàn)t集氣管壓力可能出現(xiàn)的階躍時式干擾進(jìn)行預(yù)判，用前饋控制方法解決瞬間集氣管壓力過高的問題。

3、多集氣管間解耦方法：集氣管間的耦合是目前許多系統(tǒng)運行效果不佳的重要原因，當(dāng)某一點的焦?fàn)t煤氣壓力發(fā)生變化時，煤氣壓力會以此為中心傳遞出去，引起相互貫通的管道內(nèi)所有檢測點的煤氣壓力發(fā)生變化，煤氣壓力在傳遞過程中與管壁等阻礙物發(fā)生碰撞，在風(fēng)機吸力的催動下發(fā)生激蕩，引起更多點的壓力變化；當(dāng)多個點的壓力發(fā)生變化時，整個管道系統(tǒng)內(nèi)就會發(fā)生壓力激蕩，形成耦合振蕩，這是焦?fàn)t煤氣壓力波動的最基本因素。耦合強度與管道阻力傳輸距離有關(guān)，集氣管之間距離越近耦合越強，同時其壓力自平衡能力也越強。專家系統(tǒng)根據(jù)集氣管間壓力和閥位的不同，對用變結(jié)構(gòu)模糊插值方法得到的閥位輸出值進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)多集氣管系統(tǒng)的解耦控制。

4、鼓風(fēng)機前電液執(zhí)行器自動調(diào)節(jié)來保持初冷器前吸力穩(wěn)定的問題采用鼓風(fēng)機前執(zhí)行器控制與自動智能控制系統(tǒng)協(xié)同合作的方法：鼓風(fēng)機前電液行器的變化會引起集氣管壓力的變化，集氣管壓力出現(xiàn)大的波動或閥門調(diào)節(jié)無法滿足壓力調(diào)整等情況下，需要根據(jù)工況對初冷器前吸力進(jìn)行調(diào)整。但是鼓風(fēng)機的控制仍以維持集氣管壓力為主，根據(jù)焦?fàn)t集氣管壓力和閥位的分布情況，通過煤氣發(fā)生量和吸力情況，將鼓風(fēng)機前電液執(zhí)行器的動作方向設(shè)置為以集氣管壓力為參考值，使鼓風(fēng)機前電液執(zhí)行器動作為焦?fàn)t集氣管調(diào)節(jié)閥創(chuàng)造更大的可調(diào)空間。

三、技術(shù)特點

1、OPC提出了一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，采用典型的CLIENT/SERVER模式，針對硬件設(shè)備的驅(qū)動程序由硬件廠商或?qū)ｉT的公司完成，并且提供具有統(tǒng)一OPC接口標(biāo)準(zhǔn)的SERVER程序，軟件只需按照OPC標(biāo)準(zhǔn)編寫CLIENT程序訪問（讀/寫）SERVER程序，即可實現(xiàn)與硬件設(shè)備的通信。

2、提供獨立的、可組態(tài)的畫面開發(fā)工具來完成實時監(jiān)控人機界面的繪制，可以靈活配置集氣管系統(tǒng)生產(chǎn)畫面、通信變量和工藝參數(shù)等內(nèi)容，適用于不同型號、不同結(jié)構(gòu)的多焦?fàn)t集氣管系統(tǒng)。實時反應(yīng)焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及相關(guān)變量數(shù)據(jù)。

3、把焦?fàn)t集氣管壓力通過信號送到鼓冷PLC控制系統(tǒng)，集氣管壓力設(shè)計為一座焦?fàn)t分三段，每段有三個壓力，每段三個壓力通過比較，將兩個最接近的值，算平均值送到鼓冷PLC系統(tǒng)中，鼓冷PLC系統(tǒng)再通過將每座焦?fàn)t送來的三個平均值壓力，取兩個最接近的值，再算平均值，最后兩座焦?fàn)t算出的平均值再算平均值，根據(jù)最后算出平均值作為調(diào)節(jié)對象調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機前的電液執(zhí)行器。鼓風(fēng)機前電液執(zhí)行器與焦?fàn)t電液執(zhí)行器動作方向基本一致，避免相互干擾，即可以使器前吸力得到穩(wěn)定，又可以使集氣管壓力穩(wěn)定。

四、實施效果

分析系統(tǒng)投運后連續(xù)168小時的運行情況，選取約600，000個記錄，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1可以得出這樣的結(jié)論，兩座焦?fàn)t的集氣管壓力而波動范圍在設(shè)定值±20Pa的數(shù)值占全部數(shù)值的74%以上；在設(shè)定值±30Pa的數(shù)值占全部數(shù)值的70%以上而在設(shè)定值±40Pa的數(shù)值占全部數(shù)值的96%以上。所以當(dāng)焦?fàn)t在進(jìn)行換向加熱時產(chǎn)生的機焦側(cè)吸力的劇烈波動，系統(tǒng)會在短時間內(nèi)調(diào)節(jié)執(zhí)行器，使其恢復(fù)到一個穩(wěn)定狀態(tài)，達(dá)到工藝生產(chǎn)的要求。

五、結(jié)束語

焦?fàn)t集氣管專家控制系統(tǒng)能夠降低集氣管壓力和初冷器前吸力的波動，延長焦?fàn)t使用壽命，進(jìn)而提高了焦炭質(zhì)量，穩(wěn)定后續(xù)化產(chǎn)工段生產(chǎn)，保證化產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)造經(jīng)濟效益，同時集氣管調(diào)節(jié)穩(wěn)定，就減少了焦?fàn)t跑煙冒火對環(huán)境的污染，其環(huán)保價值也是不可估量的。

作者簡介：

李雕（1984.12-）：男，漢族，河北唐山人，大學(xué)本科學(xué)歷，河鋼集團(tuán)唐鋼公司，工程師，主要從事儀表自動化設(shè)備的維護(hù)工作。

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