串级控制系统在焦炉煤气制天然气项目中的应用

串级控制系统在焦炉煤气制天然气项目中的应用串级控制系统在焦炉煤气制天然气项目中的应用 摘要 本文结合串级控制回路的控制原理，对串级控制在焦炉煤气制天然气项目中的应用加以阐述。 关键词 串级控制 煤气制天然气 中图分类号：F407 文献标识码： A 1 前言 我国是焦炭生产大国，2025 年全国生产焦炭大约为 3.8 亿吨，出口 335 万吨，85%以上的焦炭，用于钢铁冶金企业的生产消费，其中三分之一的生产能力在钢铁联合企业内，三 分之二在独立的焦化企业。按每吨焦炭副产约 400 m3 焦炉煤气计算，独立企业每年副产的煤气量在 900 亿 m3 以上，除自用，民用和商用燃料外，每年放散的煤气超过 500 亿 m3。随着人们生活水平的提高，环保 意识的增强，以及国家环保性可持续进展战略的需要，对每年任意排放的焦炉气量作出了严格的要求。因此将排放到大气中焦炉气转化成污染低，燃烧值高的天然气 成为当今进展的必定趋势，也是解决目前缺气地区气荒的较好方法。 在焦炉煤气制天然气整个工艺生产流程中，自动控制系统对项目的成功运行起着举足轻重的作用，本文将就串级控制回路的具体应用加以阐述。 2 串级控制系统 2.1 焦炉煤气甲烷化工艺概述 焦炉气成分较为复杂，其中 CH4、CO、CO2、CnHm 体积分数近40%，且氢含量高（体积分数 54-59%），通过甲烷化反应，即：      CO+3H2=CH4+H2O；CO2+4H2=CH4+2H2O      可将绝大部分CO、CO2 转化为甲烷，这样焦炉气就变成主要含 CH4、H2 和少量 N2的气体混合物，通过变压吸附气体分离技术可得符合“天然气”国家标准 GB17820 1999 及“车用压缩天然气”的国家标准 GB18047 2000 中规定的合成天然气或压缩天然气。 2.2 控制回路构成 甲烷合成是焦炉煤气制天然气的核心，反应参数的控制直接影响产品气的质量。本文就合成反应器出口温度的控制来阐述串级调节控制回路。控制回路构成如图 2 所示。其中，温度变送器 TT-0371用于反应器出口温度；流量计 FT-0306 用于检测循环气出口流量；调节阀 FV-0306 用于对循环气流量进行调节。 图 2 控制回路流程图 2.3 设计思想 在这里我们采纳的是一套串级控制系统。由于串级调节的副回路具有克服强干扰、快速作用的特点，而反应器入口流量的变化又是最需要克服的主要干扰，所以此处将流量调节器设定在副回路；反应器出口温度大小对循环气流量变化产生直接...