WY800系列搗固焦爐高壓氨水無煙裝煤控制系統(tǒng)

一、無煙裝煤控制概述
搗鼓焦爐高壓氨水無煙裝煤技術(shù)又稱作臨室負吸裝煤工藝，以其誘惑力的經(jīng)濟效益和良好冒煙治理效果，吸引了越來越多的焦化企業(yè)。但與無煙裝煤技術(shù)配套的自控系統(tǒng)，目前多為集氣管自動調(diào)壓系統(tǒng)，這實際上只是煤氣的導出控制系統(tǒng)，嚴重忽視了煤氣的導入控制對無煙裝煤技術(shù)的影響，經(jīng)過數(shù)年使用，這種狀況對高壓氨水無煙裝煤技術(shù)的*穩(wěn)定性和使用效果造成的不利影響已逐步顯現(xiàn)出來。
二、適用范圍
WY800系列產(chǎn)品專門針對鼓焦爐高壓氨水無煙裝煤系統(tǒng)而設(shè)計，是焦爐高壓氨水無煙裝煤設(shè)備的專業(yè)配套產(chǎn)品。
三、控制目標
1、與焦爐高壓氨水無煙裝煤設(shè)備配套使用，實現(xiàn)無煙裝煤；
2、實現(xiàn)集氣管壓力的穩(wěn)定控制；
3、控制入電捕煤氣氧含量，保證電捕焦油器安全；
四、系統(tǒng)控制原理
WY800系列產(chǎn)品由三個功能模塊構(gòu)成，將直接影響裝煤冒煙、氧量和集氣管壓力平衡的所有重要因素全部納入系統(tǒng)控制之下，三個功能模塊相互作用，實現(xiàn)對焦爐荒煤氣的導入和導出的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)控制目標。
1、壓力平衡模塊
壓力平衡模塊由WY800系統(tǒng)根據(jù)采集到的集氣管壓力信號，控制集氣管自動調(diào)節(jié)蝶閥來實現(xiàn)，四集氣管系統(tǒng)可以用圖1示意圖表示。
這是一個復雜的模糊數(shù)學模型，也是WY800系統(tǒng)的核心， 其主要作用是解耦和平衡，即在焦爐正常操作的任何情況下，無論是出焦、裝煤、換向、機后用戶變化等，使用同一鼓冷系統(tǒng)的各焦爐各集氣管的煤氣壓力，以其設(shè)定值為中心保持相對平衡狀態(tài)--壓力高則全高，壓力低則全部低，避免各集氣管之間的壓力有高有低、頻繁震蕩的現(xiàn)象。
不裝煤時，控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的集氣管壓力對碟閥開度進行控制——當實際壓力高于設(shè)定壓力時開閥，當實際壓力低于設(shè)定壓力時關(guān)閥，即可保持集氣管壓力的穩(wěn)定，風機或大循環(huán)一般保持穩(wěn)定狀態(tài)。
當?shù)y關(guān)到一定程度（該值可設(shè)定）集氣管壓力仍有低于設(shè)定壓力的趨勢時，控制系統(tǒng)將發(fā)出降低鼓風機轉(zhuǎn)速（或大循環(huán)開度）的控制信號，以減少吸力；反之，當?shù)y開到一定程度集氣管壓力仍高于設(shè)定壓力的趨勢時，控制系統(tǒng)將發(fā)出升高鼓風機轉(zhuǎn)速的信號（或大循環(huán)開度），以增大吸力。
 
若鼓風機的轉(zhuǎn)速已降到接近臨界轉(zhuǎn)速，將不再降低鼓風機轉(zhuǎn)速，而是通過語音報警通知操作工進行相應的手動調(diào)節(jié)或自動打開大循環(huán)來調(diào)節(jié)吸力。
若煤氣用戶的用氣量減小（機后壓力增高），導致機前吸力降低而前述方法不能調(diào)節(jié)時，控制系統(tǒng)可自動打開煤氣放散閥或發(fā)出語音報警，以提醒操作工進行適當?shù)奶幚?。系統(tǒng)還將通過對煤氣加壓風機的控制，將使鼓風機后壓力相對穩(wěn)定，這樣也將有利于集氣管壓力的調(diào)節(jié)。
通過鼓風機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，可使碟閥角度在設(shè)定的范圍內(nèi)——保證足夠的阻力分數(shù)，增加其調(diào)節(jié)的靈敏度。
鼓風機轉(zhuǎn)速（或大循環(huán)翻板閥位）是根據(jù)集氣管碟閥位而非機前吸力進行調(diào)節(jié)，所以避免了由于機前（氣液分離器、初冷器等）設(shè)備的阻力變化或各焦爐吸氣管的長度不同而影響集氣管壓力——鼓風機真正有效地參與到了集氣管壓力的控制當中。
2、裝煤操作協(xié)調(diào)模塊
該模塊專門針對搗鼓焦爐無煙裝煤技術(shù)而設(shè)計，已申報國家。
搗鼓焦爐采用無煙裝煤技術(shù)時，裝煤操作（主要包括煤餅速度、橋管閥板、高壓氨水切換及關(guān)爐門等操作）對集氣管壓力的影響zui大。
下圖是搗鼓焦爐集氣管裝煤操作協(xié)調(diào)模塊示意圖。
    裝煤操作協(xié)調(diào)模塊的主要作用就是規(guī)范裝煤操作，使WY800系統(tǒng)可以準確掌握爐頂操作發(fā)生的時間，為實施預測控制提供條件，以消除裝煤操作對集氣管壓力的沖擊。
 
該模塊的實施，需要在每臺裝煤車上安裝1套無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和對講機廣播調(diào)度系統(tǒng)。
（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將裝煤信號采入WY800系統(tǒng)，系統(tǒng)可以準確記錄裝煤時煤餅進入碳化室的起點、終點及過程；
（2）對講機廣播調(diào)度系統(tǒng)則根據(jù)裝煤情況，向爐頂操作工所持對講機發(fā)出語音廣播，爐頂工要按語音提示時間進行操作。
3、預測控制模塊
該模塊專門針對搗鼓焦爐實施無煙（噴高壓氨水）裝煤技術(shù)而設(shè)計，已申報國家，其主要作用是消除裝煤操作對集氣管壓力的強烈沖擊。
該模塊以“裝煤操作協(xié)調(diào)模塊”為基礎(chǔ)，以裝煤車操作為前置信號，根據(jù)強擾動發(fā)生時間，通過預測強擾動幅度，提前調(diào)節(jié)風機（或大循環(huán)閥板）、高壓氨水泵等設(shè)備，在橋管閥板和高壓氨水三通閥打開時，恰好把裝煤時突然涌入集氣管的荒煤氣導出集氣管，抵消裝煤操作對集氣管壓力的影響，裝煤時集氣管壓力的波動幅度可大幅降低。
WY800系統(tǒng)主要通過控制風機和高壓氨水泵實施預測控制。
圖3是風機液偶調(diào)速時的預測控制關(guān)系曲線，從中可以看出預測控制的部分特點：
①煤餅進入碳化室之前，系統(tǒng)模擬人工操作控制液力耦合器開始風機提速，至橋管閥板和高壓氨水三通閥打開之時，風機吸出能力增量達到一定值，隨著煤餅推入碳化室，數(shù)秒后達到設(shè)定轉(zhuǎn)速，并保持恒速運轉(zhuǎn)以保護風機，不足或多余風量由大循環(huán)翻板進行精細調(diào)節(jié)，到關(guān)爐門前，風機轉(zhuǎn)速開始下降，以消除關(guān)爐門形成的負壓沖擊（詳見<兼顧節(jié)能和風機保護的液耦調(diào)速>）；