【正文】 ，它采用熱電偶連續(xù)地測溫和 監(jiān)測爐內(nèi)溫度的 變化，從而能根據(jù)爐溫的變化情況來決定煤氣量的增減，能發(fā)現(xiàn)結(jié)焦過程中的異?，F(xiàn)象 ，控制基本能滿足生產(chǎn)工藝 要求 ，但 控制過程 存在著較大的滯后性，并且投資和維護(hù)費(fèi)用較大。因此單純的前饋控制在實(shí)際使用中并不理想 ，特別對國內(nèi)的焦化企業(yè) 。 前饋控制 美鋼聯(lián) C2PC 系統(tǒng)，伯利恒公司雀點(diǎn)廠的焦?fàn)t加熱控制系統(tǒng)，法國索爾莫鋼鐵廠 CRAPO 以及德國的 CODECO 分級供熱系統(tǒng)都屬于典型的該系統(tǒng)，其基本控制框圖如圖 所示。 目前焦?fàn)t結(jié)焦周期為 小時(shí)， 機(jī)焦側(cè)標(biāo)準(zhǔn)溫度分別為 1360、 1365℃，單座焦?fàn)t平均煤氣消耗量為 m3/h，出爐焦炭采用干熄焦技術(shù)，回爐 煤氣量約為 %。 1 焦?fàn)t 自動(dòng)測溫、自動(dòng)火落判斷、自動(dòng) 加熱系統(tǒng) 可行性研究報(bào)告 河北 旭陽 有限 焦化有限 公司 安徽工業(yè)大學(xué) 化工自動(dòng)化研發(fā)中心 二〇 一 四 年 一 月 目 錄 1 概述 工藝簡介 項(xiàng)目單位的基本情況 2 國內(nèi)外焦?fàn)t優(yōu)化加熱的研究現(xiàn)狀 2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性 3 研究開發(fā)內(nèi)容 火道溫度全自動(dòng)在線連續(xù)測量方法研究 焦?fàn)t傳熱理論與目標(biāo)溫度模型的研究 火道溫度相關(guān)模型 粗煤氣溫度的測量與煉焦指數(shù)模型 煉焦指數(shù)模型與標(biāo)準(zhǔn)溫度修正 控制算法研究 分煙道吸力模型研究 高溫 /低溫炭化室、問題炭化室以及邊爐的監(jiān)控 4 項(xiàng)目實(shí)施方案 目前已經(jīng)具備的基礎(chǔ)條件 火道溫度的全自動(dòng)在線連續(xù)測量系統(tǒng)實(shí)施方案 粗煤氣溫度測量 控制方案的實(shí)施 火道溫度模型的建立 分煙道吸力模型建立 煉焦指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)火道溫度關(guān)系模型的建立 高溫 /低溫炭化室、問題炭化室以及邊爐的監(jiān)控 5 項(xiàng)目實(shí)施后預(yù)期達(dá)到的最終目標(biāo) 6 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)“焦?fàn)t立火道溫度的在線連續(xù)測量”技術(shù)； 實(shí)現(xiàn)煉焦指數(shù)的自動(dòng)生成，并建立煉焦指數(shù)修正模型 用煉焦指數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測全爐各炭化室的工作狀態(tài) 7 研究或研制開發(fā)的技術(shù)路線，實(shí)施的方式、方法、步驟 方案論證 技術(shù)方案關(guān)鍵點(diǎn)的前期試驗(yàn) 驗(yàn)證階段 試運(yùn)行階段 改進(jìn)階段 正式運(yùn)行 3 系統(tǒng)的安全措施 8 技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性及可靠性分析、論證 可靠性分析 經(jīng)濟(jì)效益分析 9 對安全、環(huán)境、健康的影響性分析 10 現(xiàn)有基礎(chǔ)、技術(shù)條件，保證體系 現(xiàn)有的物質(zhì)基礎(chǔ) 技術(shù)條件 11 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析 經(jīng)濟(jì)效益 社會(huì)效益 12 進(jìn)度計(jì)劃 13 結(jié)論 項(xiàng)目名稱：“ 焦?fàn)t自動(dòng)測溫、自動(dòng)火落判斷、自動(dòng)加熱系統(tǒng) “ 4 可行性研究報(bào)告 ⒈ 概述 建設(shè)單位概況 河北 旭陽焦化 有限公司 現(xiàn)有 米搗 固 焦?fàn)t 2 座， 焦化建設(shè)規(guī)模為公稱能力年產(chǎn)焦炭 100萬噸。 國內(nèi)外 焦?fàn)t 優(yōu)化 加熱 的研究現(xiàn)狀 焦?fàn)t是冶金行業(yè)中最復(fù)雜的爐窯，焦?fàn)t的加熱過程是單個(gè)燃燒室間歇、全爐連續(xù)、受多種因素干擾的熱工過程，是典型的大慣性、非線性、時(shí)變快的復(fù)雜系統(tǒng)。 生產(chǎn)任務(wù) 入爐煤參數(shù) 耗熱量模型 目標(biāo)焦餅溫度 煤氣流量 目標(biāo)空氣系數(shù) 空氣系數(shù) a控制模型 焦 爐 煤氣參數(shù) 煙道含氧 熱平衡數(shù)據(jù) 目標(biāo)焦炭質(zhì)量 圖 5 這種方法的最基本思想“按需供熱”，即根據(jù)裝爐煤的工藝參數(shù)（煤堆密度、含水量、揮發(fā)份、灰份等）、推焦裝煤作業(yè)計(jì)劃、焦?fàn)t熱效率等計(jì)算出煉焦耗熱量，然后再根據(jù)加熱煤氣的熱值、溫度、濕度、壓力計(jì)算出加熱煤氣流量設(shè)定值。 從外文文獻(xiàn)資料中發(fā)現(xiàn) ,現(xiàn)在 國外一些 焦化生產(chǎn) 企業(yè)也在 逐步 屏棄這種單純的前饋控制方案。 ② 以實(shí)測焦餅中心溫度作為直接控制目標(biāo)，由于焦餅中心溫度只有在成焦結(jié)束以后才能獲得，控制嚴(yán)重滯后，這種方法一般很少單獨(dú)使用，常與前饋控制結(jié)合在一起。前者主要代表是美國和德國的部分公司 ,后者以日本為 主要代表。主要有以下幾種 形式 ： ⑴ 粗煤氣溫度直接測定法：用粗煤氣溫度隨結(jié)焦時(shí)間變化規(guī)律判斷結(jié)焦終了時(shí)間，粗煤氣溫度隨結(jié)焦時(shí)間變化見圖 ，從圖中可以看出，粗煤氣溫度隨結(jié)焦時(shí)間開始平穩(wěn) 而緩慢地上升，大約十幾小時(shí)后上升至最高點(diǎn)，這一點(diǎn)稱火落點(diǎn) (亦有稱拐點(diǎn) )，然后又快速下降至推焦結(jié)束。 ⑷ 比利時(shí) CRM系統(tǒng) 比利時(shí) CRM 焦化廠為控制焦炭的成熟度，在爐組若干個(gè)上升管的根部和頂部按裝 2支熱電偶，用以測量粗煤氣溫度。如果沒有正點(diǎn)推焦，就調(diào)節(jié)焦?fàn)t加熱水平的設(shè)定值。 8 ⑹ 芬蘭羅德羅基公司、安徽工業(yè)大學(xué)化工自動(dòng)化研 發(fā)中心的 結(jié)焦指數(shù)法 該公司為預(yù)測結(jié)焦終了時(shí)間，在橋管上安裝熱電偶來測量粗煤氣溫度。另外，有較大的滯后現(xiàn)象，也容易產(chǎn)生超調(diào)現(xiàn)象。 ⑻ 安西代薩焦化廠氣相色譜法 通過分析粗煤氣的成分來判定結(jié)焦終了時(shí)間等 ，日本的有些企業(yè)也采用這種方法，氣相色譜儀器價(jià)格貴， 對工作環(huán)境要求高，維修維護(hù)量大 。國內(nèi)從 80 年代初期 先后 開始實(shí)施焦?fàn)t加熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控 系統(tǒng) ，調(diào)控方案從最簡單的恒流量控制、爐溫控制到計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制 。 2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性 河北旭陽焦化 有限公司 的焦?fàn)t加熱控制工藝流程同 國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)十分類似，根據(jù)不同結(jié)焦時(shí)間， 人為 確定一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)火道溫度，操作工每四小時(shí)測量一次全爐平均溫度，然后根據(jù)焦?fàn)t平均溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度的偏差，加減煤 氣流量、調(diào)整分煙道吸力。焦?fàn)t的熱慣性非常大 ， 增減煤氣流量后，溫度要在 4～ 6 小時(shí)以后才能反映出來，另外測溫時(shí)間間隔大，溫度調(diào)節(jié)不及時(shí)，爐溫波動(dòng)大 。 ⑦ 焦餅溫度溫度 10 焦餅中心溫度 ，就是結(jié)焦末期 焦?fàn)t 炭化 室 中心 斷面處 焦炭 的平均 溫度 。 但焦餅中心溫度難以直接測量，一般通過測量爐墻表面溫度或焦餅表面溫度間接反映。 綜上所述， 旭陽焦化 有限公司 本次實(shí)施的 “ 焦?fàn)t 自動(dòng)測溫、自動(dòng)火落判斷與 加熱系統(tǒng) ”項(xiàng)目 ，對于 穩(wěn)定爐溫、降低能耗、提高焦炭質(zhì)量，對推進(jìn) 焦化技術(shù)進(jìn)步， 實(shí)現(xiàn)了資源高效利用， 建設(shè)國內(nèi)第一流的焦化企業(yè)都是 非常有 必要的。根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。 儀表系統(tǒng)：把光信號轉(zhuǎn)化成溫度信號，它的工作溫度〈 60℃，該單元一般采用雙層外殼，中間通壓縮空氣進(jìn)行風(fēng)冷卻。在裝煤初期，揮發(fā)份的量大，炭化室紅外光纖 探測器 前置放大 校正、線性化 峰值 /瞬時(shí)值 V/I 光學(xué)系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)信號 輸