摘 要: 焦爐集氣管壓力的穩定控制不僅僅關系到焦爐的壽命，更直接影響著煤化工產品的質量和產量。因此對焦爐集氣管壓力的穩定調節一直以來都是焦化廠普遍關心的問題。大小不同、產量不同的多座焦爐集氣管壓力控制更是讓很多焦化企業頭痛的事情。達鋼焦化公司采用了西安中程自動化工程公司的多焦爐集氣管壓力無級模糊控制系統以后，對這一難題得到了極大的改善。 關鍵詞： 多焦爐集氣管壓力控制 模糊控制系統 達州鋼鐵集團焦化公司具有三座JN4.3-80型機械化焦爐，年產冶金機焦100萬噸，煤化工產品近10萬噸。由于達鋼焦化公司三座焦爐建設時間不同，因此導致工藝管線缺乏合理性。在以前用兩座焦爐生產時，對集氣管壓力的控制采用了DCS系統進行控制基本能夠滿足工藝要求，但是第三座焦爐投產后原來的控制方案就已無法滿足生產的需要。經過多次研討和攻關均無明顯改善。經多方論證最后采用了西安中程自動化工程公司的多焦爐集氣管壓力無級模糊控制系統以后，焦爐冒煙冒火的情況基本得到了控制。 一、集氣管壓力控制影響因素分析 1、集氣管壓力調節回路之間的強耦合效應。 焦爐集氣管到初冷器前管道互通，任何一座焦爐集氣管的壓力波動都將影響其它各座焦爐集氣管壓力。在常規調節方式下，各個集氣管壓力獨立調節，沒有溝通和協調，任何一座焦爐集氣管壓力的調節過程必然影響到其它焦爐集氣管壓力的穩定，進而觸發其調節機構的動作。不同焦爐集氣管壓力的調節過程相互影響，從而形成典型的集氣管并聯耦合振蕩現象。這種振蕩在推焦、裝煤和噴灑高壓氨水的過程中更加嚴重。由于焦爐數量較多，進一步增加了整個系統的不穩定因素，如果沒有有效的控制措施，必然導致系統常時間處于連續振蕩狀態，調節品質嚴重惡化。 2、初冷器前吸力不穩定。 鼓風機后的煤氣壓力波動劇烈導致鼓風機前吸力的持續變化，并通過初冷器前吸力的波動直接影響焦爐集氣管壓力及調節過程，如果初冷器前吸力不穩定，將直接誘發集氣管壓力波動并觸發振蕩。目前，初冷器前吸力僅僅通過鼓風機進口翻板的開度進行粗略控制，吸力實際仍然處于連續的大幅度的波動狀態，這無疑嚴重破壞了集氣管壓力的穩定。初冷器前吸力的擾動因素很多，例如焦爐加熱換向、使用或停用高壓氨水、鼓風機后壓力的變化、焦爐產氣量變化、初冷器阻力變化以及煤氣用戶用量的變化等等。 3、以前集氣管壓力控制采用DCS系統單回路控制處于孤立狀態，缺乏相互顧及和協調。后來對集氣管壓力的控制采用程序控制，針對不同的狀況采用不同的控制方式，但收效甚微。鼓風機后壓力調節、鼓風機前吸力的變化、初冷器前吸力監控都是集氣管壓力控制的重要的因素，但這三個參數本身就變化大并且又相互影響，所以集氣管壓力的穩定控制就無法保證。 4、鼓風機前的吸力完全依靠機前翻板的開度進行調節 。 為了保障鼓風機的穩定運轉，防止氣流變化太快導致風機出現異常，因此鼓風機前的翻板不可能快速調整，當鼓風機后的壓力出現大幅度變化時，鼓風機前的吸力依靠機前翻板的調整來平穩機前吸力就顯得比較困難，從而導致初冷器前的吸力劇烈波動，因此無法快速克服瞬間的集氣管系統氣量波動。氣量的波動將惡化各個焦爐集氣管的壓力調節，并有可能使集氣管調節翻板快速進入不靈敏區，失去調節作用。 二、工藝布局情況 三、工藝部分的改進 由于達鋼焦化三座焦爐的建設時間前后相距很大，并且地理位置的限制，所以想規范煤氣管線以利于DCS系統對集氣管壓力的控制調整，但安全、施工難度大比較困難，因而只能通過小范圍改動來改善。 將1#焦爐和3#焦爐的集氣管連通，并根據生產的情況控制閥門開度。在原大循環管道上增加調節機構，調節初冷器前的吸力，使其在一個相對小的范圍內波動。更換集氣管翻板調節機構提高調整精度，同時加大工藝調整的管理力度，盡量減小鼓風機后煤氣壓力的大幅度波動。 四、控制手段的改善 原焦爐DCS系統只完成三座焦爐煤氣主管和機、焦側分煙道吸力的調節，以及完成對交換機交換時間的控制。集氣管壓力和初冷器前的吸力和大循環翻板的控制由專門的模糊系統完成，為了保障模糊系統數據庫的穩定性，模糊系統不對壓力和吸力的變化曲線進行記錄，壓力和吸力的變化趨勢記錄由DCS系統完成。對初冷器前吸力的穩定控制是穩定集氣管壓力的重要手段，因此大循環調節翻板的控制就尤為重要。集氣管翻板執行機構的靈敏度要求控制在±0.6 – 0.8%左右。 五、控制系統投入前后的效果 [align=center] 模糊系統投入前集氣管壓力趨勢圖 模糊系統投入后集氣管壓力趨勢圖[/align] 六、模糊系統使用的體會 該模糊系統的核心程序是采用VC語言編寫，經過編譯以后把目標代碼提供給用戶。雖然這種控制系統對用戶的開放性無法與PLC和DCS相比，但從控制上較好地解決了多焦爐之間的耦合效應，利用大循環快速調整初冷器前的吸力，從而穩定集氣管的壓力，總體的控制效果還是狠命不錯的。