西安中程自动化工程有限公司

中程焦炉集气管压力无级模糊控制系统

简       介

 

一、公 司简 介

公司位于西安高新区，15年来专业从事焦炉集气管煤气压力平衡控制研究与技术服务。拥有全部知识产权的焦炉集气管压力无级模糊控制系统融合了我公司独创的十多项全新的控制理论与技术，取得了突破性的控制效果。该系统已通过国家科技部验收并获科技部80万元创新基金，西安高新区奖励40万元。目前已应用于国内60多家企业近200座焦炉，解决了从1座焦炉到8座焦炉公用一套冷鼓系统的压力平衡与稳定。我们根据用户工艺设备制定最为可行、安全和高可靠性的控制方案与系统，严格保证数据客观真实，获得行业专家和用户的好评。

我公司为用户提供以下产品

1、中程焦炉集气管压力无级模糊控制系统；

2、焦炉、冷鼓、化产PLC、DCS控制系统与仪表项目总包；

3、焦炉高压氨水变频侧吸装煤技术总包（含专有技术炭化室吸力大幅提高）

4、自动配煤系统
5、焦炉自动放散点火系统

 二、 控制效果

焦炉集气管压力频繁波动造成多方危害：焦炉跑烟冒火使大量有害物质无组织排放到大气，严重危害环境，浪费煤气和化产；负压运行对安全生产造成的巨大隐患，严重影响焦炉寿命。

中程焦炉集气管煤气压力无级模糊控制系统取得了突破性的控制效果：正常生产工艺条件下，焦炉集气管压力稳定控制在设定值±20Pa左右波动；在高压氨水加煤等导致压力剧烈升高时，大幅降低加煤冲击峰值，在高峰值停留时间一般少于6～8秒，并使压力在20秒左右快速迅速调节至接近正常，解决了压力居高不下导致的焦炉冒烟问题，彻底杜绝压力上下快速振荡现象，减少了焦炉窜漏。该系统极大地改善了焦炉面貌，促进了焦炉生产的清洁化、无害化。

控制效果效果曲线见下图，图中同时显示了4座焦炉8根集气管公用一套冷鼓，在3座焦炉先后几乎同时装煤压力平衡控制效果，表现了优秀的同步性、平衡性、快速稳定性，客观真实地反映了加煤期间压力的冲击峰值及快速调节过程。

三、典 型 业 绩

 

用 户 单 位	工  艺  简  述
辽宁丹东万通达焦化有限公司	2座捣固焦炉，鼓风机变频调速
山西阳光焦化集团有限公司	4座焦炉8根集气管公用一套鼓冷，240万吨，目前国内最为复杂的生产系统
山西阳光焦化集团二厂	2座焦炉
太原梗阳焦化实业有公司	3座焦炉，液偶两开一备，全自动调速
云南大为焦化有限公司	3座捣固焦炉，结合大循环（70万吨），控制系统双机热备
云南大为制焦有限公司	5．5米捣固焦，8根集气管（200万吨），高压氨水导烟。控制系统双机热备，
云南大为泸西焦化有限公司	5．5米捣固焦两座，高压氨水导烟。控制系统双机热备
武钢集团鄂城钢铁公司	2座6米焦炉机侧4根集气管 ，控制系统双机热备
武钢集团鄂钢焦化二期	6米.焦炉，控制系统双机热备
酒泉钢铁公司焦化厂一期	3座焦炉机侧5根集气管
酒泉钢铁公司焦化厂二期	4座焦炉机侧6根集气管，控制系统双机热备
济南钢铁公司焦化厂	5座4.3米焦炉
青岛焦化制气有限公司	2座捣鼓焦炉
湖南华菱湘潭钢铁公司	5座焦炉，最远的450米，控制系统双机热备
莱芜钢铁股份公司焦化厂	6座焦炉共用一套鼓冷，最远的650米
云南万佳焦化有限公司	2座焦炉，鼓风机变频调速
云南富源信德焦化有限公司	3座捣固焦炉，结合变频调速
四川威钢焦化三期	5座焦炉，结合风机变频调速
四川威钢焦化四期	4座焦炉，结合风机变频调速
四川威钢焦化五期	2座焦炉，结合风机变频调速
陕西省焦化厂	5座焦炉
山西洪洞浩溢煤焦化公司	4座焦炉，结合风机变频调速
四川威远冶化公司	6座焦炉，结合风机变频调速
宁夏博宇钢铁集团焦化厂	4座焦炉
徐钢焦化厂	两座焦炉，结合风机变频调速
昆明钢铁公司焦化厂	2座焦炉，机焦侧双集气管，结合大循环
山西永荣实业有限公司	3座捣固焦炉，结合风机变频调速
山西兴旺煤化有限公司	2座捣固焦炉
山西鑫明焦化公司	2座捣固焦炉公，结合大循环
陕西东岭冶炼公司焦化厂	2座捣固焦炉，结合大循环
湖北大冶特钢公司东钢焦化	1座焦炉，控制系统双机热备
酒钢集团榆中钢铁公司	1座焦炉，控制系统双机热备
四川威远焦化有限公司	2座焦炉
四川威远冶化公司新厂	1座焦炉
四川达钢焦化	3座焦炉
陕西韩焦股份有限公司	4座焦炉
山西曙光煤焦集团有限公司	2座捣固焦炉，结合液偶全自动调速
山西顺泰实业有限公司	2座捣固焦炉，结合大循环
山西临汾钢铁公司焦化一厂	2座焦炉，结合大循环
山西临汾钢铁公司焦化二厂	3座焦炉，结合大循环，控制系统双机热备
山西晋玉焦化有限公司	2座捣固焦炉，大循环
陕西韩城钢铁炉料有限公司	2座捣固焦炉，变频调速
山西长治通州焦化有限公司	2座捣固焦炉高压氨水导烟，变频调速，双机热备
山西东正焦化有限公司	2座捣固焦炉高压氨水导烟，变频调速，双机热备
湖南湘钢6米焦炉扩建项目	6座顶装煤焦炉，控制系统双机热备
山西锦华焦化公司一期	4米3捣固焦炉
山西锦华焦化公司二期	4米3捣固焦炉
徐州圣戈班管道公司焦化	4米3捣固焦炉
山西顺泰焦化公司	3座捣固焦炉，控制系统双机热备
酒钢集团翼钢焦化	2座焦炉
山西恒富焦化二期	捣固焦炉2座
云南宏商投资有限公司	焦炉控制技术服务
云南倍斯柯系统集成有限公司	焦炉控制技术服务
山西潞宝集团焦化一厂	2座捣固焦炉
山西潞宝集团焦化二厂	2座捣固焦炉
山西潞宝集团焦化三厂	2座捣固焦炉
长沙康源科技开发有限公司	焦炉控制技术服务
陕西东岭焦化扩建项目	4米3捣固焦炉3座
山西通州公司焦化二期	4米3捣固焦炉两座，控制系统双机热备
河北宝烨焦化公司	5米捣固焦炉两座，控制系统双机热备
湖南煤化新能源有限公司	5．5米捣固焦炉两座，控制系统双机热备
山西禹门口焦化有限公司	4米3捣固焦炉两座
陕西京原煤化有限公司	12座焦炉，控制系统，半焦（兰炭）            √
陕西兴永煤化工有限公司	12座焦炉，仪表控制系统总包，半焦（兰炭）    √

 

四、主 要 优 势

（一）、完整的焦炉煤气流体控制理论

该系统与传统的PID控制有本质不同，根据焦化生产工艺特性，进行了多项理论创新，主要体现以下几方面：

1、焦化一体化控制理论；

2、吸力无级动态控制调配理论；

3、工艺提前控制理论；

4、独特的焦炉间解耦控制理论。

5、智能模糊控制理论

（二）极强的工艺适应能力

1、压力平衡控制能力极强。对加煤、高压氨水冲击、出焦、焦炉换向、鼓风机后压力变化等均能主动快速克服，且非常平稳。在焦炉国产炉门正常维护清理的情况下，焦炉在加煤、换向、高压氨水冲击时炉门不会出现冒烟现象，看起来就象没有生产。

2、不仅适用于对称的两座焦炉，而且适用于煤气管道布置不均衡，管道距离相差较大，甚至不同类型焦炉公用一套冷鼓的复杂系统。已成功实现从1座焦炉到8座焦炉公用一套冷鼓系统的压力平衡稳定控制。最复杂的如山西阳光焦化、湖南湘钢焦化、云南大为均是8根焦炉集气管公用一套冷鼓。前二者还是4米3焦炉与6米焦炉公用一套冷鼓。

3、主动智能适应各种变化，控制效果稳定如一，不需要仪表维护人员经常整定参数。

4、采用鼓风机调速方案时，系统不根据焦炉翻板位置来调整鼓风机转速，因为在不同的生产时间相同的开度下，煤气量、阻力可能有很大差距。

5、能有效克服不同焦化系统，在冷鼓化产后煤气并网对焦炉压力的相互影响。如山西阳光焦化，一分厂和三分厂用一套冷鼓，二分厂用另一套冷鼓。两套冷鼓后经化产煤气并网外送，10个集气管压力都得到了有效平衡控制。

6、对顶装煤焦炉和捣固焦炉同样适用。集气管压力稳定对顶装煤焦炉重要，对捣固焦炉除尘安全运行，对采用高压氨水无烟装煤效果起到重要作用。

7、严格保证数据客观真实，在焦炉压力曲线上如实快速反映加煤冲击及其峰值，可依据曲线准确判断加煤时间。但不片面追求曲线好看，决不会对焦炉压力电信号进行任何形式的滤波处理，确保计算机数据客观真实反映焦炉状况。

8、经对不同用户的实地考察，获得中国炼焦行业协会多位专家推荐。

 

五、不同的可行性控制方案

 

   根据不同用户工艺和设备要求，在确保集气管压力控制效果，确保生产和设备安全性第一的前提下，我们推荐不同的实施方案供选择：

1、大回流（循环）自动控制方案。首次在1995年成功运行。对生产而言此方案安全性最高，实用于钢厂焦化厂及鼓风机后有重要化产环节的独立焦化企业。

2、鼓风机自动变频调速控制方案。首次在2000年于四川威钢成功运行至今。适用于鼓风机能力余量较大的企业，投资较高,但节能显著。

3、鼓风机液力偶合器自动调速方案。首次在2004年5月在太原梗阳焦化一期成功运行至今，鼓风机两开一备，采取我公司多项创新控制技术使两台鼓风机同时处于自动调速状态，克服了液偶调速的滞后性、非线性，克服了鼓风机后抢风互顶难题，调速平稳安全，几年来从未因控制系统原因导致鼓风机跳车，得到用户生产、工艺部门好评。对于单台鼓风机运行的情况，液偶自动调速则相对容易实现。由于原理不同，相对变频调速而言，液偶调速节能效果不是很明显。此方案适用于独立焦化企业，对钢厂焦化厂及鼓风机后有重要化产环节的独立焦化企业，此方案不作为第一推荐方案。

 

 

六、自动控制系统的几种配置

 

我公司非常注重技术创新，根据技术的不断发展和不同用户的需要，提供多层次的控制系统配置：

1、单台计算机控制系统：由一台计算机执行控制任务，计算机故障情况下由人工通过操作器或现场操作。投资省，但硬件可靠性不是很高。

2、计算机双机热备控制系统：两台计算机同时开机，一台执行控制任务，另一台执行热备用任务并监视控制机，当控制机发生故障，备用机立即自动执行控制任务。切换过程无扰动实现，不需要人工进行任何干预。双机热备提高了系统运行的可靠性。

3、 PLC双机热备控制系统：上位计算机双机热备，下位采用高可靠性的PLC，如德国西门子，美国AB等，在两台计算机同时故障情况下，PLC可最大限度确保生产安全。

4、远程实时诊断控制系统：在上述控制功能的基础上，增加远程故障会诊。遇故障情况用户授权后，在我公司服务中心计算机上可看到现场数据和历史曲线，共同分析后迅速给出处理措施或建议。服务工程师在出差中也可通过无线上网方式提供服务。

 

七   典 型 生 产 工 艺

   上图是阳光焦化工艺，地处山西河津，距西安230公里。该公司一厂两座4.3m与三厂两座6m焦炉公用一套冷鼓（如图），产量240万吨/年，每座焦炉机侧各有两根集气管，合计８根，最远集气管距冷鼓５００米，是目前国内最为复杂的焦炉生产系统之一。另外该厂二厂的两座4米3焦炉独立采用另外一套冷鼓系统。上述两套冷鼓后煤气经化产后并网外送。类似工艺如湖南湘钢焦化、酒钢焦化、济钢焦化等等均采用了模糊控制系统。（顶装焦炉，大循环）