干熄焦生产控制系统解决方案

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干熄焦生产控制系统解决方案干熄焦的任务是对从焦炉出来的高温焦炭进行降温，同时产生蒸汽，在对高温焦炭降温过程，排焦量的计算和控制是关键，不仅影响生产效率，而且影响焦炭质量；汽包 液位、蒸汽温度等参数的控制是熄焦过程的安全保证，这些因素直接影响企业的经济效益。

目录

—、解决方案简述

1、 方案简介与功能目标

干熄焦的任务是对从焦炉出来的高温焦炭进行降温，同时产生蒸汽，在对高温焦炭降温过程，排焦量的计算和控制是关键，不仅影响生产效率，而且影响焦炭质量；汽包 液位、蒸汽温度等参数的控制是熄焦过程的安全保证，这些因素直接影响企业的经济效益。首自信公司通过干熄焦生产过程的分析和研究，成功开发了针对焦化干熄焦生产领域的干熄焦生产控制系统解决方案，实现了干熄焦生产过程中的排焦量、汽包液位、蒸汽温度、循环气体成分等参数的计算机自动控制，对焦化生产过程中增效节支、节能降 耗、提高自动化应用水平具有重要意义。

2、 技术体系与技术特点

2.1技术体系及架构

干熄焦生产控制系统主要是采用西门子S7-400系列PLC实现自动化系统，其PLC 控制系统设1个S7-400系统主站，主站通过PROFIBUS总线与其他15个ET200M从站 和变频器互连，都设在主控中心，组成远程I/O扩展方式。人机接口采用一个ES项目 师站和两个OS操作站组成。PLC与上位工控机之间采用标准工业以太网双绞线介质，完成系统内部各级之间的数据通讯任务。

干熄焦生产控制系统编程软件采用西门子公司的PCS7系列编程软件，通过PCS7 中的WINCC上位编程软件实现对系统的监视和控制。干熄焦现场信号均进入PLC,在 控制室的操作员站上可对整个工艺系统进行监视和控制功能，操作和功能完全一样。操作员站为操作人员提供了友好的人机界面，可以进行包括总貌显示、分组显示、操作显示、调整显示、趋势显示、报警显示、授权操作、操作等级等多种方式显示和记录，通 过键盘和鼠标，按画面操作提示进行生产操作。

系统配置如下：

2.2技术特点

干熄焦生产控制系统成功的实现了干熄焦生产装排焦的自动控制，实现了锅炉汽包液位和锅炉蒸汽温度稳定控制，确保生产过程的安全，同时提高了控制精度和响应速度。 在干熄焦气体循环系统中实现了自动控制，使得整个熄焦过程合理，提高了焦炭质量， 提高了热能的回收，降低了生产成本。

2.2.1气体循环系统技术特点及创新

(1) 建立循环气体流量和干熄槽排焦量、排焦温度之间的关系式，寻求最优气料 比，实现循环风机转速自动调节。采用限制风量范围上限、限制设定值变化率等提高稳定性措施，避免流量剧烈变化造成干熄焦系统不稳定。

(2)干熄焦气体循环系统采用自动控制策略，当不具备条件自动控制策略退出， 控制权交回相关设备，触发相应的报警信息。

(3)预存室压力调节在装焦过程中采用曲线设定控制，克服常规PID调节带来的 扰动，提高自适应能力，保证预存室压力在工艺要求的微负压范围之内。

(4) 锅炉入口温度和CO浓度的控制是通过对干熄槽导入空气流量的调节和旁通气体流量调节来实现，但是锅炉入口侧循环气体温度和co浓度控制实际上是一对矛盾, 相互影响相互作用(耦合)。本方案采用变换优先级策略，对锅炉入口循环气体温度、 co浓度进行控制和调节，建立相应控制策略，对干熄焦锅炉主蒸汽发生量、锅炉入口循环气体温度、co浓度的多种状况组合进行分类，并且制定出干熄槽导入空气流量和旁通气体流量调节策略。下表为耦合关系表：

2.2.2装排焦系统技术特点及创新

(1) 装焦系统的提升机采用高、中、低3速控制，严格保证往行和复行2个控制

流程的时间，减少焦罐车等待时间，从而降低焦炭烧损率。

(2) 采用装入排出计算存焦量模型，和料位计计算存焦量结果互为校准。使得存

焦量稳定在标准料位线附近，保持预存室的空间稳定，从而使预存室压力稳定可控。

(3) 在焦炭排出系统中采用皮带秤测量值延迟补偿、滤波、串级稳定模式以及排

出量精准控制等技术实现排焦稳定调节。排焦操作设定值变化大会影响系统的稳定，另外由于电磁振动给料机振幅和焦炭排出量是非线性惯性关系，造成自动控制难于投入。

为了解决这个问题，本方案将排焦操作设定值经斜波函数处理后，再输出到控制器，并且在控制器的输出后增加补偿计算模块，然后再输出到电磁振动给料机。