焦化厂鼓冷仪表控制系统改造方案分析

河北中煤旭阳焦化有限公司 张新菊

焦化厂鼓冷仪表控制系统改造方案分析

河北中煤旭阳焦化有限公司 张新菊

一、系统的结构分析

1. 受控对象的组成。整个控制系统受控对象有四部分组成：焦炉及煤气管道系统、地下室气体交换机、煤气初冷器、罗茨鼓风机等组成。

2. 工艺指标的制定。根据本单位的生产情况的工艺要求，参考同行业的先进技术，分别制定出相关工艺设备的指标参数，利用电脑程序对各个工艺参数进行分析，优化工艺，坚固普通性与特殊性之间的关系，即能控制常规操作，同时还可以对应急事件做出响应的处理，反映及时处理准确，具备了人工智能的特点。

4. 软件系统。

a、操作系统为windOwS，开发环境vB或vC。

b、前台操作界面：i）生产工艺流程图及相关点位的仪表数据；ii）主要工艺参数设定：iii）各种工艺参数统计报表：vi）电脑手动控制按扭，可实现随机手动操作。

c、后台操作：软件运行日志，为了方便维护与故障判断设有自检功能，可对每一个接口进行逻辑检测，以报告单的形式提供给维修人员。

5. 日常操作与维护。通常情况下，系统处于自动运行状态，同时按照一定的时间周期以电子表格的形式记录全部的工艺参数，无需要人工维护。特殊情况及非常规操作需人工参与运行。在网络环境运行下，各个工作站之间根据用户的权限，可实现全部或部门功能开放。

三、具体施工方案

1. 前期设计。通过对现有仪表系统分析，同时做了一些相关实验，整理了一些实验数据。

2. 预计工期。设备的制作阶段，由于部分设备需要自行制作，有些配件非本地采购，制作周期大约40天（含采购时间）。系统的模拟实验，待设备制作完成后，现场安装之前，需要做一次模拟实验，利用自制的模拟实验台，通过现场仿真对各项功能进行系统测试，邀请有关工程技术人员及使用单位，做系统评价，确认无误，前期工作完成。现场安装阶段，利用生产的空闲时间，由仪表部门及电器维修部门配合，增设一部分控制电缆，将焦炉仪表房、地下室及鼓冷之间连接起来，完成控制系统的外围线路，工期大约一周。投入运行阶段，采取部分投入逐一增加的方法，先投入一部分一次仪表，观察设备运行的可靠性，3日之后全部一次仪表接入投入正式运行。原鼓冷2台仪表柜拆除，将电捕2台调压器搬迁到鼓冷控制室，由鼓冷操作工负责电捕的日常运行管理。

四、系统的投资造价

由于整个系统为自行设计，最大限度地保留和利用了原有的一次仪表，使得系统造价大幅度地降低，同时自制A／D转换器，并根据本单位的工艺要求设计了一套控制软件。前期通过对部分设备及零配件市场的调查，估测整个系统的造价可以控制在五万元以下，仅供参考。

五、系统更新改造前后的优缺点分析

1. 优点分析。

毕淑敏多次坦言鲁迅对她的影响非常大，她说“中国作家我特别喜欢鲁迅”[1]128，“鲁迅是我非常崇敬的作家”。[1]44毕淑敏和鲁迅一样弃医从文，创作了大量散文，探寻人的心灵，救治人的灵魂。但是鲁迅的散文冷峻刚健，毕淑敏的散文温暖柔和。鲁迅的散文如刑天舞干戚，强烈地批判国民的劣根性，也无情地坦露自己辗转而生活于风沙中的瘢痕；毕淑敏的散文如精卫衔微木，投入到人们需要帮助的心理需求之海，也穿云破雾带给人温暖和光明。

a、集中控制：一个完整的工艺流程重要是如何控制好整个系统的协调性，将分散的操作集中为统一合理的集中控制，由于使用电脑控制系统，将各个环节有机地联合在一起，步调一致，统一指挥。

b、系统管理：系统管理集中体现在如何管理好受控对象，具体表现在以下几个方面：

i）集气管压力，从整个系统的工艺条件出发，顾全大局针对影响集气管压力频繁波动因素进行分析，目前现有的控制方法是对集气管压力瞬时采样，由智能仪表驱动翻板控制集气管压力，虽然结构比较简单，但是缺点也很多，以压力的瞬时值作为控制依据，没有一定预见性。实际上压力变化是有一定规律的，虽然在某一时刻压力超出了规定的范围，但是还应该考虑到压力变化的趋势，如果在一个控制时间周期内，压力变化呈递减趋势，根据递减的梯度可以推断出下一时间周期压力的变化趋势，所以说对于压力超出工艺范围而依违地调整集气管翻板是没有理论依据的。这也是现有智能仪表的一个主要缺点。找出集气管压力变化的规律和变化趋势，是作好系统管理的一个重要手段。具体采用的计算机算法原理是：在一个控制周期内（8—10秒），连续对集气管压力进行采样，加权平均与当前压力值进行比较，判断压力变化的趋势及变化梯度，通过计算机实际运算得出控制结论，克服了现有控制系统的动作滞后，无遇见性的弊端。另外，煤气交换机工作时集气管压力影响也是很大的，为了解决这个问题，首先要有预见性，交换机是按照一定周期工作的，利用周期性的规律，在交换机临近交换前做好相应设备工艺参数的调整，比如：开大集气管翻板，加大鼓风机流量等，实现在交换过程中集气管压力平稳过度。

ii）煤气温度的控制，煤气通过初冷器冷却降温，由于工艺条件发生变化，影响到煤气温度过高，计算机控制适当调整风机大循环和风机的流量，即保证气煤输送，同时又降低了煤气温度。

c、网络化数据传输，多部门协调管理。计算机按一定周期以电子表格的形式保存系统数据，保证了设备的安全运行。同时通过电脑网络将控制界面远传给其它工作站（如：调度室等），实现数据共享。

d、适应性强，根据工艺要求，随时可以改换控制界面，控制点数增减自如。

2. 缺点分析。

a、系统比较脆弱，由于使用的计算机控制系统，比现有的三代数字仪表明显的差别就是脆弱性。整个系统的抗冲力能力不强，尤其是软件系统，容易造成死机，影响正常使用。

b、维护量比现有的系统增大，由于系统的复杂程度比现有的智能仪表远远增大，出现故障的概率也增加了很多，因此对维修人员的素质一定的要求。故障时应急解决方案：手／自一体，双控制系统任意切换，同时计算机设有电脑自动循检查系统，可以帮助维修判断故障。通过以上对鼓冷仪表控制系统设计方案的详细分析，结合自己多年来的从事仪表工作的实践经验，我认为这个方案通过对焦炉集气管压力、交换几、鼓风机、初冷器、电捕焦油器等配套设施的集散控制，从根本上解决了出焦化企业煤气冷却、输送及净化的控制难题。