西安中程自動化工程有限公司

中程焦爐集氣管壓力無級模糊控制系統

簡       介

 

一、公 司簡 介

公司位于西安高新區，15年來專業從事焦爐集氣管煤氣壓力平衡控制研究與技術服務。擁有全部知識產權的焦爐集氣管壓力無級模糊控制系統融合了我公司獨創的十多項全新的控制理論與技術，取得了突破性的控制效果。該系統已通過國家科技部驗收并獲科技部80萬元創新基金，西安高新區獎勵40萬元。目前已應用于國內60多家企業近200座焦爐，解決了從1座焦爐到8座焦爐公用一套冷鼓系統的壓力平衡與穩定。我們根據用戶工藝設備制定最為可行、安全和高可靠性的控制方案與系統，嚴格保證數據客觀真實，獲得行業專家和用戶的好評。

我公司為用戶提供以下產品

1、中程焦爐集氣管壓力無級模糊控制系統；

2、焦爐、冷鼓、化產PLC、DCS控制系統與儀表項目總包；

3、焦爐高壓氨水變頻側吸裝煤技術總包（含專有技術炭化室吸力大幅提高）

4、自動配煤系統
5、焦爐自動放散點火系統

 二、 控制效果

焦爐集氣管壓力頻繁波動造成多方危害：焦爐跑煙冒火使大量有害物質無組織排放到大氣，嚴重危害環境，浪費煤氣和化產；負壓運行對安全生產造成的巨大隱患，嚴重影響焦爐壽命。

中程焦爐集氣管煤氣壓力無級模糊控制系統取得了突破性的控制效果：正常生產工藝條件下，焦爐集氣管壓力穩定控制在設定值±20Pa左右波動；在高壓氨水加煤等導致壓力劇烈升高時，大幅降低加煤沖擊峰值，在高峰值停留時間一般少于6～8秒，并使壓力在20秒左右快速迅速調節至接近正常，解決了壓力居高不下導致的焦爐冒煙問題，徹底杜絕壓力上下快速振蕩現象，減少了焦爐竄漏。該系統極大地改善了焦爐面貌，促進了焦爐生產的清潔化、無害化。

控制效果效果曲線見下圖，圖中同時顯示了4座焦爐8根集氣管公用一套冷鼓，在3座焦爐先后幾乎同時裝煤壓力平衡控制效果，表現了優秀的同步性、平衡性、快速穩定性，客觀真實地反映了加煤期間壓力的沖擊峰值及快速調節過程。

三、典 型 業 績

 

用 戶 單 位	工  藝  簡  述
遼寧丹東萬通達焦化有限公司	2座搗固焦爐，鼓風機變頻調速
山西陽光焦化集團有限公司	4座焦爐8根集氣管公用一套鼓冷，240萬噸，目前國內最為復雜的生產系統
山西陽光焦化集團二廠	2座焦爐
太原梗陽焦化實業有公司	3座焦爐，液偶兩開一備，全自動調速
云南大為焦化有限公司	3座搗固焦爐，結合大循環（70萬噸），控制系統雙機熱備
云南大為制焦有限公司	5．5米搗固焦，8根集氣管（200萬噸），高壓氨水導煙�？刂葡到y雙機熱備，
云南大為瀘西焦化有限公司	5．5米搗固焦兩座，高壓氨水導煙�？刂葡到y雙機熱備
武鋼集團鄂城鋼鐵公司	2座6米焦爐機側4根集氣管 ，控制系統雙機熱備
武鋼集團鄂鋼焦化二期	6米.焦爐，控制系統雙機熱備
酒泉鋼鐵公司焦化廠一期	3座焦爐機側5根集氣管
酒泉鋼鐵公司焦化廠二期	4座焦爐機側6根集氣管，控制系統雙機熱備
濟南鋼鐵公司焦化廠	5座4.3米焦爐
青島焦化制氣有限公司	2座搗鼓焦爐
湖南華菱湘潭鋼鐵公司	5座焦爐，最遠的450米，控制系統雙機熱備
萊蕪鋼鐵股份公司焦化廠	6座焦爐共用一套鼓冷，最遠的650米
云南萬佳焦化有限公司	2座焦爐，鼓風機變頻調速
云南富源信德焦化有限公司	3座搗固焦爐，結合變頻調速
四川威鋼焦化三期	5座焦爐，結合風機變頻調速
四川威鋼焦化四期	4座焦爐，結合風機變頻調速
四川威鋼焦化五期	2座焦爐，結合風機變頻調速
陜西省焦化廠	5座焦爐
山西洪洞浩溢煤焦化公司	4座焦爐，結合風機變頻調速
四川威遠冶化公司	6座焦爐，結合風機變頻調速
寧夏博宇鋼鐵集團焦化廠	4座焦爐
徐鋼焦化廠	兩座焦爐，結合風機變頻調速
昆明鋼鐵公司焦化廠	2座焦爐，機焦側雙集氣管，結合大循環
山西永榮實業有限公司	3座搗固焦爐，結合風機變頻調速
山西興旺煤化有限公司	2座搗固焦爐
山西鑫明焦化公司	2座搗固焦爐公，結合大循環
陜西東嶺冶煉公司焦化廠	2座搗固焦爐，結合大循環
湖北大冶特鋼公司東鋼焦化	1座焦爐，控制系統雙機熱備
酒鋼集團榆中鋼鐵公司	1座焦爐，控制系統雙機熱備
四川威遠焦化有限公司	2座焦爐
四川威遠冶化公司新廠	1座焦爐
四川達鋼焦化	3座焦爐
陜西韓焦股份有限公司	4座焦爐
山西曙光煤焦集團有限公司	2座搗固焦爐，結合液偶全自動調速
山西順泰實業有限公司	2座搗固焦爐，結合大循環
山西臨汾鋼鐵公司焦化一廠	2座焦爐，結合大循環
山西臨汾鋼鐵公司焦化二廠	3座焦爐，結合大循環，控制系統雙機熱備
山西晉玉焦化有限公司	2座搗固焦爐，大循環
陜西韓城鋼鐵爐料有限公司	2座搗固焦爐，變頻調速
山西長治通州焦化有限公司	2座搗固焦爐高壓氨水導煙，變頻調速，雙機熱備
山西東正焦化有限公司	2座搗固焦爐高壓氨水導煙，變頻調速，雙機熱備
湖南湘鋼6米焦爐擴建項目	6座頂裝煤焦爐，控制系統雙機熱備
山西錦華焦化公司一期	4米3搗固焦爐
山西錦華焦化公司二期	4米3搗固焦爐
徐州圣戈班管道公司焦化	4米3搗固焦爐
山西順泰焦化公司	3座搗固焦爐，控制系統雙機熱備
酒鋼集團翼鋼焦化	2座焦爐
山西恒富焦化二期	搗固焦爐2座
云南宏商投資有限公司	焦爐控制技術服務
云南倍斯柯系統集成有限公司	焦爐控制技術服務
山西潞寶集團焦化一廠	2座搗固焦爐
山西潞寶集團焦化二廠	2座搗固焦爐
山西潞寶集團焦化三廠	2座搗固焦爐
長沙康源科技開發有限公司	焦爐控制技術服務
陜西東嶺焦化擴建項目	4米3搗固焦爐3座
山西通州公司焦化二期	4米3搗固焦爐兩座，控制系統雙機熱備
河北寶燁焦化公司	5米搗固焦爐兩座，控制系統雙機熱備
湖南煤化新能源有限公司	5．5米搗固焦爐兩座，控制系統雙機熱備
山西禹門口焦化有限公司	4米3搗固焦爐兩座
陜西京原煤化有限公司	12座焦爐，控制系統，半焦（蘭炭）            √
陜西興永煤化工有限公司	12座焦爐，儀表控制系統總包，半焦（蘭炭）    √

 

四、主 要 優 勢

（一）、完整的焦爐煤氣流體控制理論

該系統與傳統的PID控制有本質不同，根據焦化生產工藝特性，進行了多項理論創新，主要體現以下幾方面：

1、焦化一體化控制理論；

2、吸力無級動態控制調配理論；

3、工藝提前控制理論；

4、獨特的焦爐間解耦控制理論。

5、智能模糊控制理論

（二）極強的工藝適應能力

1、壓力平衡控制能力極強。對加煤、高壓氨水沖擊、出焦、焦爐換向、鼓風機后壓力變化等均能主動快速克服，且非常平穩。在焦爐國產爐門正常維護清理的情況下，焦爐在加煤、換向、高壓氨水沖擊時爐門不會出現冒煙現象，看起來就象沒有生產。

2、不僅適用于對稱的兩座焦爐，而且適用于煤氣管道布置不均衡，管道距離相差較大，甚至不同類型焦爐公用一套冷鼓的復雜系統。已成功實現從1座焦爐到8座焦爐公用一套冷鼓系統的壓力平衡穩定控制。最復雜的如山西陽光焦化、湖南湘鋼焦化、云南大為均是8根焦爐集氣管公用一套冷鼓。前二者還是4米3焦爐與6米焦爐公用一套冷鼓。

3、主動智能適應各種變化，控制效果穩定如一，不需要儀表維護人員經常整定參數。

4、采用鼓風機調速方案時，系統不根據焦爐翻板位置來調整鼓風機轉速，因為在不同的生產時間相同的開度下，煤氣量、阻力可能有很大差距。

5、能有效克服不同焦化系統，在冷鼓化產后煤氣并網對焦爐壓力的相互影響。如山西陽光焦化，一分廠和三分廠用一套冷鼓，二分廠用另一套冷鼓。兩套冷鼓后經化產煤氣并網外送，10個集氣管壓力都得到了有效平衡控制。

6、對頂裝煤焦爐和搗固焦爐同樣適用。集氣管壓力穩定對頂裝煤焦爐重要，對搗固焦爐除塵安全運行，對采用高壓氨水無煙裝煤效果起到重要作用。

7、嚴格保證數據客觀真實，在焦爐壓力曲線上如實快速反映加煤沖擊及其峰值，可依據曲線準確判斷加煤時間。但不片面追求曲線好看，決不會對焦爐壓力電信號進行任何形式的濾波處理，確保計算機數據客觀真實反映焦爐狀況。

8、經對不同用戶的實地考察，獲得中國煉焦行業協會多位專家推薦。

 

五、不同的可行性控制方案

 

   根據不同用戶工藝和設備要求，在確保集氣管壓力控制效果，確保生產和設備安全性第一的前提下，我們推薦不同的實施方案供選擇：

1、大回流（循環）自動控制方案。首次在1995年成功運行。對生產而言此方案安全性最高，實用于鋼廠焦化廠及鼓風機后有重要化產環節的獨立焦化企業。

2、鼓風機自動變頻調速控制方案。首次在2000年于四川威鋼成功運行至今。適用于鼓風機能力余量較大的企業，投資較高,但節能顯著。

3、鼓風機液力偶合器自動調速方案。首次在2004年5月在太原梗陽焦化一期成功運行至今，鼓風機兩開一備，采取我公司多項創新控制技術使兩臺鼓風機同時處于自動調速狀態，克服了液偶調速的滯后性、非線性，克服了鼓風機后搶風互頂難題，調速平穩安全，幾年來從未因控制系統原因導致鼓風機跳車，得到用戶生產、工藝部門好評。對于單臺鼓風機運行的情況，液偶自動調速則相對容易實現。由于原理不同，相對變頻調速而言，液偶調速節能效果不是很明顯。此方案適用于獨立焦化企業，對鋼廠焦化廠及鼓風機后有重要化產環節的獨立焦化企業，此方案不作為第一推薦方案。

 

 

六、自動控制系統的幾種配置

 

我公司非常注重技術創新，根據技術的不斷發展和不同用戶的需要，提供多層次的控制系統配置：

1、單臺計算機控制系統：由一臺計算機執行控制任務，計算機故障情況下由人工通過操作器或現場操作。投資省，但硬件可靠性不是很高。

2、計算機雙機熱備控制系統：兩臺計算機同時開機，一臺執行控制任務，另一臺執行熱備用任務并監視控制機，當控制機發生故障，備用機立即自動執行控制任務。切換過程無擾動實現，不需要人工進行任何干預。雙機熱備提高了系統運行的可靠性。

3、 PLC雙機熱備控制系統：上位計算機雙機熱備，下位采用高可靠性的PLC，如德國西門子，美國AB等，在兩臺計算機同時故障情況下，PLC可最大限度確保生產安全。

4、遠程實時診斷控制系統：在上述控制功能的基礎上，增加遠程故障會診。遇故障情況用戶授權后，在我公司服務中心計算機上可看到現場數據和歷史曲線，共同分析后迅速給出處理措施或建議。服務工程師在出差中也可通過無線上網方式提供服務。

 

七   典 型 生 產 工 藝

   上圖是陽光焦化工藝，地處山西河津，距西安230公里。該公司一廠兩座4.3m與三廠兩座6m焦爐公用一套冷鼓（如圖），產量240萬噸/年，每座焦爐機側各有兩根集氣管，合計８根，最遠集氣管距冷鼓５００米，是目前國內最為復雜的焦爐生產系統之一。另外該廠二廠的兩座4米3焦爐獨立采用另外一套冷鼓系統。上述兩套冷鼓后煤氣經化產后并網外送。類似工藝如湖南湘鋼焦化、酒鋼焦化、濟鋼焦化等等均采用了模糊控制系統。（頂裝焦爐，大循環）