【正文】 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。 1 焦?fàn)t 自動(dòng)測(cè)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(yáng) 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(jiǎn)介 項(xiàng)目單位的基本情況 2 國(guó)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(kāi)發(fā)內(nèi)容 火道溫度全自動(dòng)在線連續(xù)測(cè)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(cè)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(wèn)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(cè)量系統(tǒng)實(shí)施方案 粗煤氣溫度測(cè)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(wèn)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(cè)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(cè)全爐各炭化室的工作狀態(tài) 7 研究或研制開(kāi)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(duì)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(chēng)：“ 焦?fàn)t自動(dòng)測(cè)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(yáng)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(chēng)能力年產(chǎn)焦炭 100萬(wàn)噸。 爐溫反饋控制系統(tǒng)是最早開(kāi)發(fā)的焦?fàn)t加熱控制系統(tǒng)，它采用熱電偶連續(xù)地測(cè)溫和 監(jiān)測(cè)爐內(nèi)溫度的 變化，從而能根據(jù)爐溫的變化情況來(lái)決定煤氣量的增減，能發(fā)現(xiàn)結(jié)焦過(guò)程中的異常現(xiàn)象 ，控制基本能滿足生產(chǎn)工藝 要求 ，但 控制過(guò)程 存在著較大的滯后性，并且投資和維護(hù)費(fèi)用較大。用焦炭強(qiáng)度指標(biāo) I10 來(lái)判斷焦炭的成熟度，經(jīng)過(guò)不同的溫度水平上的實(shí)驗(yàn)， 就可以校核達(dá)到結(jié)焦終點(diǎn)后焦炭是否推出。 在近二十年里， 寶鋼 焦化 、 山西陽(yáng)光焦化、酒鋼焦化等 先后引進(jìn)或自己開(kāi)發(fā)了加熱優(yōu)化 控制系統(tǒng) ， 較為先進(jìn)的有寶鋼二期焦?fàn)t引進(jìn)的美國(guó)凱撒公司的COHC 技術(shù)，三期使用的日本關(guān)西熱化學(xué)技術(shù)，酒鋼引進(jìn)的德國(guó) OTTO 公司的 ABC技術(shù)。 當(dāng)焦餅溫度在 1000℃以上時(shí)再提高 50度每 千克 煤約增耗熱量 。 在煉焦過(guò)程中， 煤中的揮發(fā)份就從炭化 室 中逸出，形成粗煤氣，粗煤氣經(jīng)過(guò)上升管、橋管最后匯集到集氣管中，進(jìn)入下一道生產(chǎn)工序。要求通過(guò)對(duì)分煙道翻板的自動(dòng)控制，使分煙道吸力處于合適的范圍，保證燃燒系統(tǒng)各區(qū)段吸力和看火孔壓力合理，又保證適宜的煙道含氧 (空氣系數(shù) )和加熱煤氣的完全燃燒。 火道溫度的全自動(dòng)在線連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)施方案 全自動(dòng)在線連續(xù)測(cè)量系統(tǒng) 有三部分 ,光學(xué)鏡頭、光纖、光電轉(zhuǎn)換（儀表）。當(dāng)偏差較大時(shí)，控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是盡快消除偏差，此時(shí)偏差 E的權(quán)重應(yīng)大一些，而當(dāng)偏差較小時(shí)，控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是使系統(tǒng)盡快穩(wěn)定下來(lái)，這時(shí)偏差的變化 EC 的權(quán)重應(yīng)大一些 。 ③ 儀表（電信號(hào)處理單元） 設(shè)計(jì)溫度為 0～ 60℃； 安裝在爐間臺(tái)，該處的溫度不會(huì)超過(guò) 50℃ 火落溫度測(cè)量系統(tǒng)可靠性分析 ? 粗煤氣的溫度為 1000℃以下，采用 K型熱電偶完全可行； ? 熱電偶套管采用 特種耐高溫鋼 作為保護(hù)套管 ； ? 補(bǔ)償導(dǎo)線在 爐頂 平臺(tái) 位置容易受到火焰的直接燒烤，需要在防護(hù)作特殊處理 。 ⑷ 協(xié)作單位 多年一直在進(jìn)行焦?fàn)t特性和焦?fàn)t優(yōu)化加熱方面工作，具備了相當(dāng)?shù)募夹g(shù)儲(chǔ)備。 ⑶ 焦餅溫度測(cè)量系統(tǒng)安裝 需要在導(dǎo)焦柵上固定紅外測(cè)溫設(shè)備，需要攔焦車(chē)停止工作時(shí)完成，每臺(tái)攔焦車(chē)需要一整天時(shí)間，若全部在檢修時(shí)間安裝，安裝工作會(huì)拖的很長(zhǎng)。用多模式模糊控制可較好地解決這一矛盾。 ⑵ 粗煤氣溫度測(cè)量條件 粗煤氣溫度的測(cè)量國(guó)內(nèi)外大致分為兩類(lèi)，一是在上升 管 部分插入熱電偶，另一個(gè)就是在橋管處插入熱電偶 ，但安裝在橋管位置環(huán)境條件比較好 。 7℃范圍內(nèi)，但實(shí)際生產(chǎn)中，爐溫的波動(dòng)往往超出177。 光纖為高純度石英， 化學(xué)成分為 SiO2，物理化學(xué)性質(zhì)非常好，它耐腐蝕，熔點(diǎn)非常高。 ⑥ 單個(gè)炭化室的成焦?fàn)顟B(tài)沒(méi)有有效的監(jiān)測(cè)手段。此外，利用火落管理還可以較早地發(fā)現(xiàn)干餾過(guò)程中的異?，F(xiàn)象。 ⑶ 日本住友公司相關(guān)模型法 采用在上升管中測(cè)得的粗煤氣最高溫度降低值與火道溫度的相關(guān)條件來(lái)確定結(jié)焦終了時(shí)間，其相關(guān)式為： Tpc= a0 + a1/Tf ⑶ 其中： Tpc—— 粗煤氣最高溫度 Tm 與在結(jié)焦終了時(shí)粗煤氣溫度 Tb之差 Tf —— 火道平均溫度 （從粗煤氣達(dá)到最高溫度時(shí)到結(jié)焦終了時(shí)間的火道溫度平均值） a0、 a1—— 常數(shù) 使用上述方程式，可以從一個(gè)給定的目標(biāo)結(jié)焦終了時(shí)間計(jì)算出每孔炭化室的目標(biāo)火道溫度，用于指導(dǎo)煉焦生產(chǎn)。因此單純的前饋控制在實(shí)際使用中并不理想 ，特別對(duì)國(guó)內(nèi)的焦化企業(yè) 。 國(guó)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(guò)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(guò)程，是典型的大慣性、非線性、時(shí)變快的復(fù)雜系統(tǒng)。前者主要代表是美國(guó)和德國(guó)的部分公司 ,后者以日本為 主要代表。 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(cè)結(jié)焦終了時(shí)間，在橋管上安裝熱電偶來(lái)測(cè)量粗煤氣溫度。 2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性 河北旭陽(yáng)焦化 有限公司 的焦?fàn)t加熱控制工藝流程同 國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)十分類(lèi)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(cè)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。 綜上所述， 旭陽(yáng)焦化 有限公司 本次實(shí)施的 “ 焦?fàn)t 自動(dòng)測(cè)溫、自動(dòng)火落判斷與 加熱系統(tǒng) ”項(xiàng)目 ，對(duì)于 穩(wěn)定爐溫、降低能耗、提高焦炭質(zhì)量，對(duì)推進(jìn) 焦化技術(shù)進(jìn)步