焦?fàn)t煤調(diào)濕裝置控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

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1、第5期(總第168期)煤化工No．5(Tot~No．168)2013年10月CoalChemicalIndustry0ct．2013焦?fàn)t煤調(diào)濕裝置控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)曹善甫，史晉文，詹仲福(天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅蘭州730060)摘要提出了使用大型蒸汽管干燥機(jī)處理量為400t／h煤調(diào)濕的控制系統(tǒng)方案；介紹了兩種煤調(diào)濕水分控制的方法：公式法和前饋+反饋控制法，比較了兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件，可為干燥機(jī)出口濕含量控制模塊的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞煤調(diào)濕，干燥機(jī)，PLC控制，公式法，前饋+反饋控

2、制文章編號(hào)：1005—9598(2013)一05—0053—03中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A煤調(diào)濕技術(shù)(CMC)是在煤干燥技術(shù)上發(fā)展起來(lái)過(guò)熱蒸汽排放的，它是利用干熄焦發(fā)電后的低壓蒸汽作為熱載體，對(duì)裝爐煤料進(jìn)行干燥、脫水，以降低人爐煤水分的技。l囂析單元lI系統(tǒng)ll理單元術(shù)，它可以控制煉焦能耗、改善焦?fàn)t操作、提高焦炭質(zhì)熱空氣量或擴(kuò)大黏結(jié)性煤的用量。煤調(diào)濕與煤干燥的區(qū)別在于不追求最大限度地去除人爐煤的水分，而只把水分控制在一定范圍內(nèi)，既可達(dá)到增加效益的目的，又不因水分過(guò)低而引起焦?fàn)t和回收系統(tǒng)操作的困難。該技水

3、去蒸汽鍋爐術(shù)的應(yīng)用可使焦?fàn)t的綜合生產(chǎn)能力提高11％左右，具循環(huán)使用有良好的經(jīng)濟(jì)效益。圖1煤調(diào)濕工藝流程示意圖1煤調(diào)濕技術(shù)工藝流程過(guò)熱蒸汽通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭通入干燥機(jī)，經(jīng)過(guò)換熱冷凝后的蒸汽凝液送人空氣預(yù)L熱爐單元，對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)煤調(diào)濕工藝流程示意圖如圖1所示，該系統(tǒng)主要熱，為節(jié)能降耗，經(jīng)過(guò)降溫的蒸汽凝液再進(jìn)入閃蒸單由煤粉計(jì)量分析單元、蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥系統(tǒng)、空氣預(yù)元進(jìn)行閃蒸，閃蒸后的蒸汽一部分用于保溫及其他作熱單元、尾氣處理單元、閃蒸單元等組成。用，另一部分降溫后的水送至鍋爐循環(huán)使用。濕煤經(jīng)計(jì)量分析單元，均勻的加入到蒸汽管回轉(zhuǎn)

4、干燥機(jī)內(nèi)，干燥機(jī)傾斜放置，出口低于人口，隨著干燥2煤調(diào)濕水分控制方案機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，煤粒與蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)內(nèi)布置的通有過(guò)熱蒸汽的蒸汽管充分接觸干燥，干燥后水分合格的產(chǎn)2．1水分控制方案品，經(jīng)皮帶輸送機(jī)送至焦?fàn)t。該系統(tǒng)中的常規(guī)控制回路采用PID負(fù)反饋方式進(jìn)空氣作為干燥載氣經(jīng)空氣預(yù)熱單元進(jìn)入干燥系行控制，這里不再贅述。主蒸汽流量的控制是煤調(diào)濕區(qū)統(tǒng)，與蒸汽混合后從干燥機(jī)出料箱頂部排出，進(jìn)入尾別于煤干燥系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，它是影響煤調(diào)濕效果的處理單元處理后進(jìn)行排空，尾氣夾帶的一部分煤粉經(jīng)主要因素，該系統(tǒng)由于處理量較大(每小時(shí)干燥煤

5、300t尾氣處理單元處理后，作為產(chǎn)品送至焦?fàn)t。500t)，干燥機(jī)體積較大，換熱時(shí)間較長(zhǎng)，造成了調(diào)節(jié)收稿日期：2013—04—19作者簡(jiǎn)介：曹善甫(198O一)，男，山東菏澤，工程師，學(xué)士，2004年本科畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，主要從事化工設(shè)備、石油化工設(shè)備電氣及自動(dòng)化控制方面的研究設(shè)計(jì)工作，E．mai1：csf8888@sina．com。54一煤化工2013年第5期的大滯后，這種長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)滯后，采用常規(guī)的單PID算牽扯變量較多，如全部采用PLC計(jì)算則公式繁瑣，負(fù)反饋控制方式是無(wú)法保證控制精度的。

6、占用PLC資源較多、計(jì)算周期過(guò)長(zhǎng)，故在公式移植到煤調(diào)濕系統(tǒng)要控制出口物料的溫度，關(guān)鍵是控制PLC前需要對(duì)該公式進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化的原則是，所有加熱蒸汽的流量，蒸汽的通入量和人口煤粉的進(jìn)料速固定不變的量取常數(shù)值，部分微小變動(dòng)的量取平均率、進(jìn)料溫度以及進(jìn)料水分相關(guān)聯(lián)，同時(shí)也與出口煤值，采用添加計(jì)算系數(shù)的方法消除固定偏差。簡(jiǎn)化后的溫度以及水分有關(guān)系。濕煤在由皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)經(jīng)的公式見(jiàn)式(3)：進(jìn)料螺旋送入干燥機(jī)前，由紅外溫度變送器測(cè)量出溫，，廠1，，F(xiàn)，A2，)(3)度(，℃)，由水分儀測(cè)量出水分(A。，％)，由電子皮帶式中

7、：A．——干燥機(jī)進(jìn)口煤粉濕度，％；秤測(cè)量出進(jìn)料速率(F，t／h)，這3個(gè)變量輸入到可編——干燥機(jī)進(jìn)口煤粉溫度，℃；程流量控制器(PLC)的CPU中，作為蒸汽給定量計(jì)算卜干燥機(jī)進(jìn)口煤粉流量，t／h；的3個(gè)條件。干燥機(jī)出口干煤再由紅外溫度變送器測(cè)A——干燥機(jī)出口煤粉濕度，％；量出溫度(T2，℃)，由水分儀測(cè)量出水分(A，％)，這2——干燥機(jī)出口煤粉溫度，℃；個(gè)變量也輸入到PLC的CPU中，作為蒸汽給定量計(jì)算K——修正系數(shù)。的2個(gè)條件。計(jì)算結(jié)果作為蒸汽流量PID控制回路的公式(3)帶入常數(shù)后，在每個(gè)分項(xiàng)上添加修正系外環(huán)

8、控制設(shè)定值，蒸汽流量?jī)?nèi)環(huán)控制由蒸汽一體化質(zhì)數(shù)(修正系數(shù)初始值為1)，則可簡(jiǎn)化為公式(4)：量流量變送器、調(diào)節(jié)閥以及PID控制器組成；蒸汽流Fset=(800．77K1—2．14292‘41T1—1．4987K3TI一量計(jì)算結(jié)果最終反映到調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度上，通過(guò)調(diào)節(jié)閥56．886)FI一246(4)的開(kāi)度來(lái)控制蒸汽的給定量。蒸汽給定量計(jì)算可采用式中：e——干燥所需蒸汽量，kg／