系统概述

      焦炉集气管的作用是汇集各炭化室的荒煤气。荒煤气经初冷器冷却、电捕焦油、利用风机将其回收。集气管压力是影响焦炭质量、煤气产量和焦炉寿命的一个重要生产控制指标。

      多座焦炉共用一套冷鼓时，集气管压力系统是一个强耦合、具有严重非线性、时变特性、扰动变化激烈且幅值大的多变量系统。焦炉的正常推焦装煤操作、结焦时间的变更等，造成焦炉产生荒煤气量的变化，直接影响集气管压力；而鼓风机前吸力的变化、循环氨水流量、高压氨水流量的变化、用户负荷的变化又间接影响集气管压力。

      目前国内焦化厂还大部分采用焦炉工段和冷鼓工段分两套独立控制系统进行调节的设计结构， 必要时两者之间通过简单的人力通讯进行协调操作，不但操作效率低，而且很难保证两者之间调节的一致性和协调性。

      近年来，随着市场的发展和生产技术的提高，节能降耗、保护环境成为社会生产的首要任务。正泰中自为了更好的适应用户的需求，在着力完善好 DCS 系统的同时，深入研究焦炉集气管压力优化控制方案，采用全智能混合解耦的方式进行自动控制，取得了良好的效果，目前已在全国各地的焦化企业进行了大量的成功应用，得到用户好评。

工艺HMI界面和控制效果

控制方案

工艺数据模型（控制方案）

1、焦炉集气管执行器控制集气管压力，大循环执行器控制塔前吸力，人工调节液偶或者风机转速；

2、焦炉集气管执行器控制集气管压力，大循环执行器控制塔前吸力，程序用液偶或者风机转速来调节负荷(推荐)；

3、焦炉集气管执行器控制集气管压力，程序用液偶或者风机转速来调节负荷和机前吸力（不推荐 液偶/风机频繁动作不好）。

算法架构

设备选型优势及控制方案优点

设备选型

1、焦炉集气管执行器，不需要精度太高，1%-1.5%就可以；

2、大循环执行器分两种情况，当大循环安装在主管道上一般需要高精度执行器0.5%-0.8%。如果安装到旁路支管道上一般精度的就行1%-1.5%。

设备安装

执行器底座一定要牢靠、结实，执行器和阀门连杆间隙一定要小，不晃动。否则就相当于精度变差。

重要指标的改善

1、非换向、非装煤出焦情况时集气管压力可以达到设定值的±20Pa；

2、由于出焦装煤、交换及其它非预知的工艺或设备因素引起的集气管压力大于 200Pa 或小于30Pa（此数据根据工艺要求调整）时，系统将集气管压力在较短时间内调回正常值，最短时间可达到 15S；

3、控制指标优于业界同行很多。

降低能耗

减弱或降低风机转速的频繁调节，减少风机的电流增加次数，节约风机耗电量，提高风机的使用寿命，保护液偶；

控制安全的氧含量，减少装煤时因炭化室负压过大而吸入过多空气，避免由此造成的焦炭质量下降、煤气燃烧等浪费，提供电捕焦油器安全作业环境；

稳定调节集气管压力，装煤时减少煤烟尘外溢造成的能源浪费和环境污染（环保局查）；

集气管压力越稳定阀门动作频次越低，集气管执行器使用寿命长。

控制方案优点

●反应过程更安全

  当前做法是在SIS上做联锁压力高于某个数值就会启动保护程序。本方案通过模型计算出的压力保护，不是一个固定值，所以化工生产更安全，比SIS安全。温度控制平稳本身就是一个安全状态。

●提高产品质量

  温度是化工反应最重要的参数，温度的控制精度直接影响产品质量。

●节省人工,提高效率

  目前基本上所有化工温控是人工控制，人一直看着温度调节，工作强度大，容易出错，控制效果差，这套算法方案可以节省人工，同样产量用时少，提高产量。

●节能

  对于放热反应，算法只用冷媒，吸热反应只用热媒，而人工做不到。