焦炉全自动连续测温与加热优化控制

填报日期：填报日期：2008-9-12技术开发项目立项建议书项目名称：焦炉全自动连续测温与加热优化控制提出单位：（签章）焦化厂项目负责人：张英民刘改贵项目组成员：杨百虎罗艳民卫万成郭鹏星刘改贵―、立项理由火道温度的测量一直是焦炉生产的一项重要日常工作内容，操作工用光学高温计或红外温度计瞄准立火道低部，测量鼻梁砖表面温度，每4小时巡测一次。如何提高测温精度，改善工人的工作环境一直是大家关心的问题。人工测量受测温点受测温时间、测温地点、测温人员的熟练程度以及外部气候条件等因素的影响，测量误差很大，我厂现在采用上述方法。由于一切具有一定温度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。焦炉全自动红外测温系统测温点与目前三班测温完全相同，测温精度高于目前的三班测温；焦炉全自动红外测温系统的测温过程为全自动进行，测温结果与目前的人工三班测温非常一致，可将目前的人工三班测温改为白班的人工巡检；焦炉全自动红外测温系统的数据可直接进入计算机控制系统，可以自动进行焦炉加热控制，减小炉温波动，稳定焦炭质量；节能降耗达1.5~3%;控制频率为每半小时（一个交换周期）调节一次煤气流量，控制频率为人工控制的六倍，温度的控制精度远高于人工控制，炉温的波动大幅度减小；调节频率高，自动控制系统对拟合火道温度的变化采用30分钟监控一次的方法，所以焦炉煤气流量可以每30分钟根据直行温度调节一次。测温精度高，精度一般在土1C,而人工测温精度一般在土10C。炉温波动小，由于温度测量精度高，调节频率高，所以炉温的波动比人工测、调方法有大幅度下降。燃烧效率高，在优化控制方案中，自动根据煤气流量的大小自动调整分烟道的吸力大小，使整个燃烧过程一直处于最优状态，节约能源。炉温稳定，焦炭质量高炉温温度，有利于延长炉体寿命燃烧充分，节能降耗二、项目实施方案红外测温系统由以下几部分构成：光学镜头：光学系统直接安装在炉顶的看火空小炉盖上，通过目测瞄准对准鼻梁砖表面，光学系统的总高度低于130mm。防尘、防火、防水系统；光导纤维（光纤）：把光学镜头的光信号传送出处，光纤为高纯度石英，石英材料的化学成分为Si02，物理化学性质非常好，它耐腐蚀，熔点非常高。仪表系统：把光信号转化成温度信号，它的工作温度为〈60C,该单元一般采用双层外壳，中间通压缩空气进行风冷却在机焦侧各放置十台红外光纤温度计：机侧8火道，焦侧20火道（人工测温火道为机侧7火道，焦侧22火道检测点在三角区的中心位置，与目前的三班测温点完全相同焦炉加热控制方案根据火道温度---自动调整加热煤气流量；根据加热煤气流量---自动调整分烟道吸力；以二前馈、一反馈、一监控、三修正、两串级相结合的优化调控系统二前馈：供热煤气量前馈、分烟道吸力前馈一反馈：炉温反馈—监测：监测空气系数a值三修正：热值修正、水分修正、实测炉温偏差修正两串级：炉温控制、吸力控制采用串级控制方案。

件一炉控制系统框图J设定tfl调节阀孔板流量计由温度模型计算火道温度煤质、炼焦工艺条件煤气流量或圧力调节单元目标火道淋度模型多模式模糊控制件一炉控制系统框图J设定tfl调节阀孔板流量计由温度模型计算火道温度煤质、炼焦工艺条件煤气流量或圧力调节单元目标火道淋度模型多模式模糊控制炼代耗热量分烟道吸丿J吸力模型该项目为引进消化吸收。为国内新开发成功项目，在焦炉加热控制管理方面领先。能够节约能源，提高实物质量，减轻操作强度。三、项目建设进度安排预计安装、调试工期需要30天四、项目设备选型及技术标准1、硬件设备序号设备名称技术规格/型号备注1红外测温仪表专利产品光学镜头高130mm/耐温250C红外光纤:石英光纤/耐温250C德国仪表工作温度w60C安装件非标防火防尘件非标2减压阀1.0MPa~O.IMPa3输入模块标准4-20mADCAl模块日本横河4信号线2x5x1.0屏敝线5稳压电源24VDC/5A朝阳6管线/耗材2.配套软件序号名称工作内容1焦炉特性的测试与描述和建立控制方案对焦炉的一些主要参数进行测试、分析，为建模提供前提和依据。2数据采集收集有关历史与现场生产数据，3建立数学模型建立各种数学模型4控制算法的设计与仿真设计多模式模糊控制算法，并在MATLAB上进行仿真研究5优化控制软件的编制、调试，进一步完善在控制系统的上位机中用CL语言编程，实现所需的控制策略6上位机监控软件设计编程约一类画面7下位机控制软件设计编程约100个监控点，16个控制回路8优化控制程序与DCS接口与DCS接□软件编制9现场调试经72小时试运行后，投入正式运行10人员培训及制定操作规程分工程师培训和操作员培训

五、项目资金情况（万兀）投资预算设备安装调试费基础建设费原材料费技术服务费合计125万元60万元185万元费用明细表具体科目单位数量金额光学镜头2015.2红外光纤207.5仪表2010.4安装件200.98防火防尘件200.53减压阀40.216输入模块41.6信号线约1000米1.45稳压电源40.20管线/耗材0.3安装3.041.376万兀（两座焦炉82.752万兀二座124.128万兀）名称工作内容第一套第二套第三套焦炉特性的测试与描述和建立控制方案对焦炉的一些主要参数进行测试、分析，为建模提供前提和依据。3.02.02.0数据采集收集有关历史与现场生产数据，3.02.02.0建立数学模型建立各种数学模型3.02.02.0控制算法的设计与仿真设计多模式模糊控制算法，并在MATLAB上进行仿真研究3.52.52.5优化控制软件的编制、调试，进步完善在控制系统的上位机中用CL语言编程，实现所需的控制策略3.52.52.5上位机监控软件设计编程约一类画面1.51.01.0下位机控制软件设计编程约100个监控点，16个控制回路2.01.51.5优化控制程序与DCS接口与DCS接□软件编制2.51.51.5现场调试经72小时试运行后，投入正式运行1.01.01.0旅差费1.01.01.0人员培训及制定操作分工程师培训和操作员培训

规程总计：24・0万兀（两座41・0万兀/二座58万兀）总价：一座65.376万兀/两座123.752万兀/二座焦炉182.128万兀六、预期经济效益节能量假设：三座焦炉的煤气消耗量13000ms/h,节能效率按3%计算，焦炉煤气的价格1GJ=25元31GJ=56