焦炉集气管压力调节优化实施方案

原标题：焦炉集气管压力调节优化实施方案

摘要：园区焦炉集气管压力调节分别由DCS单回路PID控制系统来控制各自的集气管的压力，风机通过大循环调节。此调节不利于集气管压力的稳定，需要对集气管压力调节改进，结合风机转速、集气管翻板，对集气管压力实现自动调节。关健词：集气管压力、初冷器前吸力、浙大中控DCS系统、PID调节、压力解耦、转速调节

1前言

焦炉集气管压力、鼓风机前吸力是焦化生产工艺上需要控制好的两个重要参数。其中集气管压力直接影响焦炭的质量、炉体寿命、焦化化产品回收率、能源消耗和环境污染等，而风机前吸力则是整个焦炉和化产回收系统能否在设计工艺条件下运行的关键参数。

公司园区现有两座5.5米捣固焦炉，四个集气管，同用一套鼓冷系统的生产体系。复杂的工艺使各集气管压力自动调节相互间耦合现象严重，造成各集气管压力难以稳定，机前吸力也难以控制，原设计的集气管压力和机前吸力自动控制系统事实上难以完全满足生产工艺需要，并因此造成炉子冒烟冒火现象非常严重，直接影响了焦炉的正常生产以及生产环境。为此，需对焦炉集气管压力调节系统进行优化改进。

2原控制系统分析

原焦炉集气管压力调节分别由数字调节器、压力变送器等仪表组成单回路控制系统来控制各自的集气管的压力，风机通过大循环调节阀组成的单回路控制系统手动调节。

2.1 原控制系统工作原理

(1) 集气管压力调控。1#、2#焦炉现场变送器将测得的焦炉集气管压力信号转换为4～20ma dc电信号，送到DCS进行PID运算处理，再根据当前压力值同内部给定值的偏差大小，从而输出相应的4～20ma dc电信号给电动执行机构，控制阀门的开关，达到压力控制的目的。

⑵大循环调控。焦炉翻板调节不能保证设定压力，需要大循环干预，风机操作工根据集气管压力及机前吸力手动调节大循环，达到压力控制的目的。

2.2 系统存在问题

(1) 焦炉耦合。集气管系统包括四个集气管管段的压力控制，四个集气管压力控制之间由于管道互通，因此存在非常强的耦合效应，导致各个集气管压力的调节相互干扰，互相激励，难以稳定。

⑵焦炉换向。焦炉换向期间，焦炉停止加热。在使用焦炉煤气加热的情况下，回炉煤气量减少，使得机后压力改变，进而改变风机的吸气量，影响集气管压力，成为“诱发”集气管压力不稳定的根源之一。

⑶焦炉产气量波动。每座焦炉在结焦的不同阶段产生的荒煤气的量是变化的，对于同一座焦炉，不同的结焦周期下单位时间内产生的荒煤气的量也是不同的。任何一座焦炉荒煤气发生量的变化在改变自身集气管压力的同时，将改变整个集气管系统内各点压力。

（4）装煤盖炉盖集气管压力瞬间增高波动等。

3自动调压实施方案

为满足工艺要求，我们针对原控制系统进行了一系列改进。3.1 第一次改进

我们对焦炉四集气管压力调节改由风机DCS控制系统统一调节，根据四管耦合现象，加入各调节间相互补偿程序，以达到四管平衡。

第一次改进后集气管翻板自动调节，并在一定程度上满足了工艺对压力的要求。但人工调节大循环又无法满足工艺方面压力必须稳定均衡的要求，大循环调节造成资源浪费，并且耦合现象仍然存在，各集气管压力还难以稳定。

3.2第二次改进

为解决上述问题，改由调节风机转速，根据上升管翻板执行情况，调节风机转速达到调节目的。

(1)系统构成及工作原理。该系统主要由浙大中控DCS系统，液力偶合器，电动执行器，传感器等构成。由DCS系统进行实时监控，通过采集到的集气管压力，执行器状态，影响集气管压力波动的信号等参数，经DCS系统运算处理后，将控制信号送执行器执行