1焦化自控解决方案一、焦化简介煤炭是我国最主要的能源。除燃烧提供热量外，还可经综合加工利用，提供多种化工产品。实现炼焦及化学产品回收的自动化，对我国煤炭资源的综合利用有着重要的作用。在生产冶金焦、硫酸铵和粗苯等产品的同时，其煤气也可充分得到利用。焦化厂生产条件恶劣，操作人员处在易燃、易爆、有毒的环境中，安全生产和提高大气环境质量是首要目标。焦化生产过程中的配煤、集气管压力、回炉煤气总管压力和回炉煤气主管压力、推焦等实现自动控制，对于保证安全生产，提高产品质量，降低生产成本，提高生产效率，减少大气环境污染，创造良好经济效益，配合生产管理人员及企业领导高效地对生产过程进行决策、指挥都具有非常重要的意义。随着环保意识的日益加强，以及环保标准的提高，原来许多规模小、工艺落后的土法炼焦已不能适应现代工业发展的需要，扩大规模、进行深度加工的机焦的自动化控制水平成为当务之急。就过程控制方面，经历了从气动仪表、电动仪表、多回路控制器到集散控制系统（DCS）的一步步发展，焦化行业过程控制系统采用DCS已成为当前的趋势。二、工艺流程简介炼焦工业的主要加工方法是煤炭在高温（950-1050℃）的环境中生成焦炭，同时回收在炼焦过程中产生的化学产品。产品焦炭可作为高炉冶炼的燃料，也可用于钢铁锻造、有色金属冶炼、制造水煤气（用于制造生产合成氨的发生炉煤气，也可用于制造电石。）在炼焦过程中产生的化学产品经过回收、加工可以提取焦油、氨、萘、粗苯、硫化氢、氢化氰等产品，并获得纯净焦炉煤气。焦化厂一般由备煤车间、炼焦车间、回收（化产）车间及公用工程部分组成。备煤车间主要是设备的启、停控制，DCS实现其逻辑联锁。炼焦车间、煤气回收车间及及公用工程部分采用DCS来实现其控制。2备煤车间、炼焦车间工艺流程如下：3三、典型控制方案焦化厂DCS系统控制最难点在焦炉加热控制系统和集气管压力控制，下面分别阐明和利时公司针对焦化厂主要控制回路的控制方案。1、焦炉加热模糊控制系统炼焦炉是热工窑炉中最为复杂的热工设备，不仅结构复杂，而且是一个大时滞、非线性极强、多因素耦合的控制对象，若控制不好，产生大量黑烟，给环境造成严重污染，同时对焦炭质量和炉体寿命也有重要影响。基于此，传统PID和串级控制技术很难有效地对此进行控制，针对这种工况，和利时公司特采用多变量模糊控制和动态神经网络建模技术，充分考虑历史信息的作用，通过对煤气流量和焦测、机测烟道吸力的调节，来很好地控制焦测、机测的直行温度，实现了全炉直行温度的稳定性和均匀性，实现了焦炉温度的自动控制，控制效果优于人工操作和进口的DCS控制；在实施这一先进控制后，直行平均温度波动范围±５度；节约焦炉加热煤气３％（使用焦炉煤气作为加热煤气时），保证了焦炭质量，节约了大量能源，从而延长了炉体寿命，降低了对环境污染。2、焦炉集气管压力控制4在焦化生产中，焦炉集气管压力的控制是一个至关重要的参数，它的稳定与否直接关系到煤气的产量和质量，集气管压力大，引起炭化室内的压力增大，压力大时焦炉冒烟严重，近距离不能看清设备，大量焦炉媒气进入空气中，污染环境；压力小时空气吸入严重，炭化室内产生负压，则空气被吸入炭化室，部分化学成分在炭化室内燃烧，导致煤气中的CO2和N2含量增加，煤气热值降低，同时会减少焦炉寿命。集气管压力又是一个很难控制的量，影响它的因素比较多：a.跟煤气产量和煤质有关。煤气产量越大，压力越大，反之压力越小；另外跟煤质有关，当媒质较好、鼓风机后媒气负荷稳定时，自动控制效果较好；当媒质较差、鼓风机后压力变化大时，常常出现振荡现象，迫使系统无法投入自动控制。b.几个焦炉共用一套煤气输送系统，一个焦炉集气管压力的波动均会影响总管压力的波动，自动调节回路之间也会相互影响。实际上，焦炉集气管压力系统就是一个耦合严重、具有严重非线性、时变特性、扰动变化激烈的多变量系统，一般的经典PID调节和串级控制很难满足要求。c.装煤操作对集气管压力影响很大。d.鼓风机转速调整影响集气管压力。e.用户煤气使用量的变化也会造成影响。f.煤气交换机交换时的影响g.作为...
