系統概述

      焦爐集氣管的作用是匯集各炭化室的荒煤氣。荒煤氣經初冷器冷卻、電捕焦油、利用風機將其回收。集氣管壓力是影響焦炭質量、煤氣產量和焦爐壽命的一個重要生產控制指標。

      多座焦爐共用一套冷鼓時，集氣管壓力系統是一個強耦合、具有嚴重非線性、時變特性、擾動變化激烈且幅值大的多變量系統。焦爐的正常推焦裝煤操作、結焦時間的變更等，造成焦爐產生荒煤氣量的變化，直接影響集氣管壓力；而鼓風機前吸力的變化、循環氨水流量、高壓氨水流量的變化、用戶負荷的變化又間接影響集氣管壓力。

      目前國內焦化廠還大部分采用焦爐工段和冷鼓工段分兩套獨立控制系統進行調節的設計結構， 必要時兩者之間通過簡單的人力通訊進行協調操作，不但操作效率低，而且很難保證兩者之間調節的一致性和協調性。

      近年來，隨著市場的發展和生產技術的提高，節能降耗、保護環境成為社會生產的首要任務。正泰中自為了更好的適應用戶的需求，在著力完善好 DCS 系統的同時，深入研究焦爐集氣管壓力優化控制方案，采用全智能混合解耦的方式進行自動控制，取得了良好的效果，目前已在全國各地的焦化企業進行了大量的成功應用，得到用戶好評。

工藝HMI界面和控制效果

控制方案

工藝數據模型（控制方案）

1、焦爐集氣管執行器控制集氣管壓力，大循環執行器控制塔前吸力，人工調節液偶或者風機轉速；

2、焦爐集氣管執行器控制集氣管壓力，大循環執行器控制塔前吸力，程序用液偶或者風機轉速來調節負荷(推薦)；

3、焦爐集氣管執行器控制集氣管壓力，程序用液偶或者風機轉速來調節負荷和機前吸力（不推薦 液偶/風機頻繁動作不好）。

算法架構

設備選型優勢及控制方案優點

設備選型

1、焦爐集氣管執行器，不需要精度太高，1%-1.5%就可以；

2、大循環執行器分兩種情況，當大循環安裝在主管道上一般需要高精度執行器0.5%-0.8%。如果安裝到旁路支管道上一般精度的就行1%-1.5%。

設備安裝

執行器底座一定要牢靠、結實，執行器和閥門連桿間隙一定要小，不晃動。否則就相當于精度變差。

重要指標的改善

1、非換向、非裝煤出焦情況時集氣管壓力可以達到設定值的±20Pa；

2、由于出焦裝煤、交換及其它非預知的工藝或設備因素引起的集氣管壓力大于 200Pa 或小于30Pa（此數據根據工藝要求調整）時，系統將集氣管壓力在較短時間內調回正常值，最短時間可達到 15S；

3、控制指標優于業界同行很多。

降低能耗

減弱或降低風機轉速的頻繁調節，減少風機的電流增加次數，節約風機耗電量，提高風機的使用壽命，保護液偶；

控制安全的氧含量，減少裝煤時因炭化室負壓過大而吸入過多空氣，避免由此造成的焦炭質量下降、煤氣燃燒等浪費，提供電捕焦油器安全作業環境；

穩定調節集氣管壓力，裝煤時減少煤煙塵外溢造成的能源浪費和環境污染（環保局查）；

集氣管壓力越穩定閥門動作頻次越低，集氣管執行器使用壽命長。

控制方案優點

●反應過程更安全

  當前做法是在SIS上做聯鎖壓力高于某個數值就會啟動保護程序。本方案通過模型計算出的壓力保護，不是一個固定值，所以化工生產更安全，比SIS安全。溫度控制平穩本身就是一個安全狀態。

●提高產品質量

  溫度是化工反應最重要的參數，溫度的控制精度直接影響產品質量。

●節省人工,提高效率

  目前基本上所有化工溫控是人工控制，人一直看著溫度調節，工作強度大，容易出錯，控制效果差，這套算法方案可以節省人工，同樣產量用時少，提高產量。

●節能

  對于放熱反應，算法只用冷媒，吸熱反應只用熱媒，而人工做不到。