干熄焦生產控制系統解決方案

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干熄焦生產控制系統解決方案干熄焦的任務是對從焦爐出來的高溫焦炭進行降溫，同時產生蒸汽，在對高溫焦炭降溫過程，排焦量的計算和控制是關鍵，不僅影響生產效率，而且影響焦炭質量；汽包 液位、蒸汽溫度等參數的控制是熄焦過程的安全保證，這些因素直接影響企業的經濟效益。

目錄

—、解決方案簡述

1、 方案簡介與功能目標

干熄焦的任務是對從焦爐出來的高溫焦炭進行降溫，同時產生蒸汽，在對高溫焦炭降溫過程，排焦量的計算和控制是關鍵，不僅影響生產效率，而且影響焦炭質量；汽包 液位、蒸汽溫度等參數的控制是熄焦過程的安全保證，這些因素直接影響企業的經濟效益。首自信公司通過干熄焦生產過程的分析和研究，成功開發了針對焦化干熄焦生產領域的干熄焦生產控制系統解決方案，實現了干熄焦生產過程中的排焦量、汽包液位、蒸汽溫度、循環氣體成分等參數的計算機自動控制，對焦化生產過程中增效節支、節能降 耗、提高自動化應用水平具有重要意義。

2、 技術體系與技術特點

2.1技術體系及架構

干熄焦生產控制系統主要是採用西門子S7-400系列PLC實現自動化系統，其PLC 控制系統設1個S7-400系統主站，主站通過PROFIBUS總線與其他15個ET200M從站 和變頻器互連，都設在主控中心，組成遠程I/O擴展方式。人機接口採用一個ES項目 師站和兩個OS操作站組成。PLC與上位工控機之間採用標準工業以太網雙絞線介質，完成系統內部各級之間的數據通訊任務。

干熄焦生產控制系統編程軟件採用西門子公司的PCS7系列編程軟件，通過PCS7 中的WINCC上位編程軟件實現對系統的監視和控制。干熄焦現場信號均進入PLC,在 控制室的操作員站上可對整個工藝系統進行監視和控制功能，操作和功能完全一樣。操作員站為操作人員提供了友好的人機界面，可以進行包括總貌顯示、分組顯示、操作顯示、調整顯示、趨勢顯示、報警顯示、授權操作、操作等級等多種方式顯示和記錄，通 過鍵盤和鼠標，按畫面操作提示進行生產操作。

系統配置如下：

2.2技術特點

干熄焦生產控制系統成功的實現了干熄焦生產裝排焦的自動控制，實現了鍋爐汽包液位和鍋爐蒸汽溫度穩定控制，確保生產過程的安全，同時提高了控制精度和響應速度。 在干熄焦氣體循環系統中實現了自動控制，使得整個熄焦過程合理，提高了焦炭質量， 提高了熱能的回收，降低了生產成本。

2.2.1氣體循環系統技術特點及創新

(1) 建立循環氣體流量和干熄槽排焦量、排焦溫度之間的關係式，尋求最優氣料 比，實現循環風機轉速自動調節。採用限制風量範圍上限、限制設定值變化率等提高穩定性措施，避免流量劇烈變化造成干熄焦系統不穩定。

(2)干熄焦氣體循環系統採用自動控制策略，當不具備條件自動控制策略退出， 控制權交回相關設備，觸發相應的報警信息。

(3)預存室壓力調節在裝焦過程中採用曲線設定控制，克服常規PID調節帶來的 擾動，提高自適應能力，保證預存室壓力在工藝要求的微負壓範圍之內。

(4) 鍋爐入口溫度和CO濃度的控制是通過對干熄槽導入空氣流量的調節和旁通氣體流量調節來實現，但是鍋爐入口側循環氣體溫度和co濃度控制實際上是一對矛盾, 相互影響相互作用(耦合)。本方案採用變換優先級策略，對鍋爐入口循環氣體溫度、 co濃度進行控制和調節，建立相應控制策略，對干熄焦鍋爐主蒸汽發生量、鍋爐入口循環氣體溫度、co濃度的多種狀況組合進行分類，並且制定出干熄槽導入空氣流量和旁通氣體流量調節策略。下表為耦合關係表：

2.2.2裝排焦系統技術特點及創新

(1) 裝焦系統的提升機採用高、中、低3速控制，嚴格保證往行和復行2個控制

流程的時間，減少焦罐車等待時間，從而降低焦炭燒損率。

(2) 採用裝入排出計算存焦量模型，和料位計計算存焦量結果互為校準。使得存

焦量穩定在標準料位線附近，保持預存室的空間穩定，從而使預存室壓力穩定可控。

(3) 在焦炭排出系統中採用皮帶秤測量值延遲補償、濾波、串級穩定模式以及排

出量精準控制等技術實現排焦穩定調節。排焦操作設定值變化大會影響系統的穩定，另外由於電磁振動給料機振幅和焦炭排出量是非線性慣性關係，造成自動控制難於投入。

為了解決這個問題，本方案將排焦操作設定值經斜波函數處理後，再輸出到控制器，並且在控制器的輸出後增加補償計算模塊，然後再輸出到電磁振動給料機。