【正文】 入計(jì)算機(jī) 鼻梁磚 圖 紅外測(cè)溫系統(tǒng)示意圖 小爐蓋 儀表 系統(tǒng) 12 溫度 低，粗煤氣的溫度也相對(duì)較低，隨著炭化室溫度的升高，從炭化室內(nèi)部逸出 粗煤氣溫度 也隨之升高， 大約十幾小時(shí)后上升至最高點(diǎn)，這一 時(shí)期，煤基本上變成了焦炭，揮發(fā)份很少，從炭化里帶走的熱量也很少，所以粗煤氣的溫度也緩慢下降 ，直到 推焦結(jié)束 。 火落時(shí)間（煉焦指數(shù)） 模型與標(biāo)準(zhǔn)溫度修正 焦炭的成熟度是焦?fàn)t生產(chǎn)的主要質(zhì)量指標(biāo)，它由揮發(fā)份、焦炭強(qiáng)度等參數(shù)構(gòu)成，在實(shí)際生產(chǎn)中這些參數(shù)又是通過(guò)焦餅表面溫度或焦餅中心溫度來(lái)控制的，由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的特殊環(huán)境的限制，焦餅 溫度難以長(zhǎng)時(shí)間在線連續(xù)測(cè)量，因而直接用焦餅表面溫度或焦餅 中心溫度來(lái)控制焦 炭的質(zhì)量指標(biāo)很困難。焦?fàn)t的加熱系統(tǒng)一般由相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)子系統(tǒng)即立火道溫度系統(tǒng)和吸力系統(tǒng)（即燃燒室和煙道的負(fù)壓控制系統(tǒng)）構(gòu)成，它是一個(gè)雙輸入雙輸出的系統(tǒng)，但由于吸力系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)高于溫度系統(tǒng)，因此可將它分成兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)。 7℃的范圍， 針對(duì)焦?fàn)t這一特點(diǎn)，采用模糊控制算法較為合適，但普 通的模糊算法亦有它的不足之處，若模糊輸入 /出量的量化等級(jí)分得過(guò)細(xì)，則模糊控制規(guī)則變得很復(fù)雜，分得過(guò)粗，難以滿足控制精度的要求。由于吸力控制一般受加熱煤氣流量、分煙道吸力、風(fēng)門(mén)開(kāi)度（供入空氣量）、煤氣熱值和氣候條件等的 影響 ，通過(guò)理論分析和數(shù)學(xué)建模型，找出分煙道吸力的 最優(yōu)控制值 。傳統(tǒng)測(cè)量方法為“插管測(cè)量法”，存在 勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作環(huán)境惡劣、代表性較差 、 難以在線直接測(cè)量 等缺點(diǎn)。 4 項(xiàng)目實(shí)施方案 目前已經(jīng)具備的 基礎(chǔ) 條件 ⑴ 控制系統(tǒng)條件 目前 焦化廠 已經(jīng)配置了 一套 DCS 控制系統(tǒng)， 現(xiàn)場(chǎng)的煤氣流量、煤氣壓力、分煙道吸力、蓄頂吸力、煙氣溫度等參數(shù)直接進(jìn)入 DCS 控制系統(tǒng)中，并且 DCS 系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行煤氣流量、分煙道吸力的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 但本廠的橋管位置沒(méi)有相應(yīng)的安裝孔， 而且橋管為鑄鐵件，在高溫下開(kāi)孔、鞏絲都非常困難，只能在上升管根部開(kāi)安裝孔 。 小爐蓋 圖 光 學(xué)鏡頭安裝示意 光學(xué)鏡頭 吹氣 ≤ 70mm 隔熱片 導(dǎo)風(fēng)口 圖 光學(xué)鏡頭安裝圖 圖 橋管圖片 16 ⑴ 光學(xué)鏡頭 主要材料是光學(xué)石英玻璃和不銹鋼，本身耐高溫，不怕高溫烘烤；光學(xué)鏡頭最主要的問(wèn)題是防止煙塵對(duì)鏡頭的污染，影響 通光強(qiáng)度，可采用防塵系統(tǒng)解決；光學(xué)鏡頭前安裝一個(gè)導(dǎo)風(fēng)口（單向通風(fēng)），向?qū)эL(fēng)口吹微風(fēng)，可避免煙氣、灰塵對(duì)鏡頭的污染。 通過(guò)系統(tǒng)的耐高溫設(shè)計(jì)和上述的防護(hù)處理措施，煙塵進(jìn)不去，又耐高溫烘烤，預(yù)計(jì)紅外測(cè)溫系統(tǒng)可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)生產(chǎn)要求，爐溫的波動(dòng)應(yīng)在標(biāo) 準(zhǔn)溫度177。為了便于控制規(guī)則的在線調(diào)整，采用解析式表述的控制規(guī)則是非常適合的。控制仿真研究也證明這種控制模式的有效性。 若實(shí)際的全爐平均火落時(shí)間高于最佳的火落時(shí)間，則提高標(biāo)準(zhǔn)溫度；若實(shí)際的全爐平均火落時(shí)間低于最佳的火落時(shí)間，則降低標(biāo)準(zhǔn)溫度。 ⑸ 建立標(biāo)準(zhǔn)火道溫度模型 、適度降低標(biāo)準(zhǔn)溫度 根據(jù)生產(chǎn)工藝狀況的調(diào)整或變化，指導(dǎo)或自動(dòng)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)溫度； 根據(jù)配煤水分的變化及時(shí)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)溫 度； 根據(jù)焦餅成熟度（煉焦指數(shù)）修正標(biāo)準(zhǔn)溫度。 ⑷ DCS 系統(tǒng)安裝 這部分由 DCS 廠家完成，安裝過(guò)程中不影響正常生產(chǎn)。 8 效益分析 經(jīng)濟(jì)效益分析 ⑴ 節(jié)約能量 調(diào)節(jié)頻率高，每 30分鐘根據(jù)直行溫度調(diào)節(jié)一次加熱煤氣流量。 煤氣價(jià)格 按 元 / m3 ，則節(jié)約資金 為： 7884000 x = 39420xx 元 /年 ? 節(jié)省勞動(dòng)力部分的經(jīng)濟(jì)效益： 三班測(cè)溫改成白班巡檢，節(jié) 約 人員 6人 6 x 50000 = 300000 元 ? 化產(chǎn)回收率提高 間接經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) ① 爐溫穩(wěn)定，焦炭質(zhì)量高 ， 有利于延長(zhǎng)爐體壽命 ； ③ 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)炭化室狀態(tài) 、焦餅成熟狀態(tài)； ④ 制定最合理的標(biāo)準(zhǔn)溫度；適度降低標(biāo)準(zhǔn)溫度（ 1030℃ ）和爐頂空間溫度，提高焦油產(chǎn)率，降低粉焦率； ⑤ 實(shí)時(shí)監(jiān)控高溫、低溫、異常爐號(hào)以及加熱生 產(chǎn)上的異常操作，為調(diào)火提供操作指導(dǎo) ； ⑥ 實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)焦餅溫度，提高高向加熱均勻性和橫排均勻性 。 ⑴ 焦?fàn)t控制室已有一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有比較完善的 顯示、檢測(cè)和 控 22 制功能 ； ⑵ 目前焦?fàn)t的煤氣流量、分煙道吸力已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，自動(dòng)化的基礎(chǔ)工作比較完善； ⑶ 具有煙氣成分分析設(shè)備和相關(guān)的技術(shù)條件。 23 13 結(jié) 論 本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)調(diào)查研究、技術(shù)方案比較以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，得出以下結(jié)論： ① 通過(guò)可行性研究分析，項(xiàng)目對(duì) 提高產(chǎn)品質(zhì)量 、降低單位產(chǎn)品能耗 、減少有毒氣體和溫室氣體的排放 非常有必要； ② 項(xiàng)目的技術(shù)方案經(jīng)過(guò) 反復(fù)調(diào)研、 論證 ， 并且充分考慮到 焦?fàn)t 的實(shí)際情況 ，可行性高 ； ③ 項(xiàng)目預(yù)期節(jié)能達(dá) 24%，投資回報(bào)率高； 。 技術(shù)條件 ⑴ 生產(chǎn)單位 在焦?fàn)t 日常的生產(chǎn) 加熱工作中積累了豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)焦?fàn)t特性非常熟悉 ，對(duì)焦?fàn)t優(yōu)化加熱控 制系統(tǒng)的實(shí)施、控制參數(shù)尋優(yōu)非常有益處 ； ⑵ 有完整的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù) 記錄 ，如三班溫度歷史記錄，煤氣流量、溫度、分煙道吸力等的歷史數(shù)據(jù)，為建立數(shù)學(xué)模型提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)； ⑶ 有化驗(yàn)分析室，具備常規(guī)的成分分析的技術(shù)。 9 對(duì)安全、環(huán)境、健康的影響性分析（項(xiàng)目在研究、實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)和應(yīng)用階段，對(duì)安全、環(huán)境、健康的影響性分析）。 21 節(jié)能 加熱煤氣 達(dá) 24%。 設(shè)備可靠性分析 焦?fàn)t立火道全自動(dòng)在線連續(xù)測(cè)溫系統(tǒng)的可靠性分析 系統(tǒng)有光學(xué)鏡頭系統(tǒng)、光纖、儀表等部分構(gòu)成 ① 光學(xué)鏡頭 安裝在小爐蓋上，主要的影響是煙塵和高溫 光學(xué)鏡頭前有煙塵防護(hù)罩，煙塵難以進(jìn)入光學(xué)鏡頭，并且在光學(xué)鏡頭前用清潔空氣或氮?dú)饩S持微正壓； 看火孔小爐蓋的表面溫度 (在夏天測(cè)試 )不超過(guò) 200℃ ,而光學(xué)鏡頭工作溫度可達(dá)350℃；通過(guò)隔熱處理 ,但不吹風(fēng)，光學(xué)鏡頭的溫度不超過(guò) 150℃；在吹微風(fēng)的情況下，光學(xué)鏡頭的溫度 不超過(guò) 90℃； ② 光纖 光纖本身為石英材料，耐溫可達(dá) 350℃，把它布置在 靠近鐵軌的 5槽鋼， 內(nèi)鋪設(shè) 隔熱材料石棉 ， 正常 情況下的 溫度為大約在 50～ 80℃左右； 主要的問(wèn)題是避免火焰長(zhǎng)時(shí)間（超過(guò) 10 分鐘）直接燒光纖。 7 系統(tǒng)安全性分析 系統(tǒng)施工 對(duì) 生產(chǎn)的影響分析 ⑴ 粗煤氣溫度測(cè)量與焦炭成熟度系統(tǒng) 整個(gè)安裝過(guò)程對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有影響； ⑵ 立火道溫度測(cè)量系統(tǒng)的安裝 主要安裝件在非生產(chǎn)區(qū)域制作，在爐頂固定安裝過(guò)程中，對(duì)生產(chǎn)基本沒(méi)有影響，在導(dǎo)煙車(chē) 移動(dòng)到相應(yīng)位置時(shí)，安裝 工作 可以暫時(shí)停下來(lái)。 根據(jù)每個(gè)炭化室對(duì)應(yīng)的煉焦指數(shù) 和工藝參數(shù) ， 建立煉焦指數(shù)與異常爐號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ,自動(dòng)進(jìn)行異常爐號(hào)的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào) ； 19 根據(jù)煉焦指數(shù)和溫度曲線變化，自動(dòng)生成操作指導(dǎo)。 火道溫度模型的建立 主要是根據(jù)三班測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)與全自動(dòng)測(cè)溫進(jìn)行比較、統(tǒng)計(jì)分析、顯著性檢驗(yàn)等方法，消除人為誤差和其它隨機(jī)性誤差，建立全自動(dòng)測(cè)溫代表火道溫度與全爐平均溫度的關(guān)系模型?！禐槿≌\(yùn)算，式中α為調(diào)整因子，通過(guò)調(diào)整α的大小可以調(diào)整模 糊控制規(guī)則，圖 控制系統(tǒng)框圖 目標(biāo)火道溫度模型 火道溫度的多模式模糊控制單元 煤氣流量 控制單元 （顯示） 實(shí)測(cè)火道溫度 焦 爐 調(diào)節(jié)閥 孔板 流量計(jì) 分煙道吸力 吸力模型 設(shè)定值 煤質(zhì)、煉焦工藝條件 煤氣 空氣 煉焦指數(shù)模型 粗煤氣橋管處溫度 標(biāo)準(zhǔn)溫度修正 18 亦即改變 E、 EC 在控制輸出中的權(quán)重。 7℃的范圍， 針對(duì)焦?fàn)t這一特點(diǎn)，采用模糊控制算法較為合適，但普通的模糊算法亦有它的不足之處，若模糊輸入 /出量的量化等級(jí)分得過(guò)細(xì)，則模糊控制規(guī)則變得很復(fù)雜，分得過(guò)粗，難以滿足控制精度的要求。附近，但在異常情況下（時(shí)間不長(zhǎng)，最多 20 分鐘），可能超過(guò) 1300℃，可選擇 K型熱電偶；為了提高使用壽命，熱電偶的偶絲選