中国焦炉加热自控系统的技术趋势及建议浅析.docx

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中国焦炉加热自控系统的技术趋势及建议浅析

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摘要：焦炉是冶金行业中较复杂的炉窖，焦炉加热自控系统的前景是广阔的，现在的中国焦炉加热自控系统虽然逐步改善，但是相对于国外的技术相差甚远。焦炉的复杂性和可控性差是客观存在的，我们得加强改善焦炉的加热自控技术，炼就更好品质的焦炭。

关键词：焦炉加热自控系统；技术趋势；建议

焦炉的加热过程是典型的大惯性、非线性、时变的复杂系统。我国是一个焦炭生产大国，我国的焦炭出口量约占世界焦炭贸易量的百分之六十左右，但是随着全世界对环境保护的呼吁，我国作为生产大国在面对生产和环境的冲突时，要完善焦炭的生产技术，完善焦炉加热自控系统。

一、焦炉加热受影响的因素

焦炉炼焦是一个复杂的工艺，生产要既要连续，也要间歇进行。焦炉又包括炭化室、蓄热室、加热管道等结构。由于焦炉结构复杂，操作方式独特，所以焦炉在加热过程中受多种因素的影响。首先是煤料品种、水分和入煤量的变化。其次是煤气的成分和温度的变化。再次，又因为我国国内焦炉大部分为自然抽风结构，所以环境的变化还有压力等因素都会引起燃烧室的波动。最后是焦炉在生产过程中的操作不均衡，也会影响结焦时间。不同的控制系统可以稳定不用的影响因素。

二、焦炉加热自控系统的技术趋势

1.前馈供热量控制系统的最基本的思想就是“按需供热”。前馈是根据干扰因素的变化进行加热系统的控制，因此必须要实时监测煤的湿度、煤气热值、配煤变化等因素，并将参数值输入到计算机中进行加热控制。这种方法的优点是操作简单、便于控制，但是缺点也显而易见，各种参数值都需要实时监测。在理想的生产环境下，这种加热控制很好，但是我国国内的生产环境各种参数值是变化的，再加上测量的数值对，不及时，造成焦炭品质并不高。

2.炉温反馈控制系统主要有三种形式。第一种形式是根据火道温度或者拟合火道温度与目标火道温度的偏差调节进行煤气流加热。这种形式采用热电偶连续的测温和监测炉内温度的变化，根据炉温的变化来确定煤气量的多少。因为滞后性较大，投资和维护费用较高，所以这种控制方式不适合长远发展。第二种形式是直接控制目标是实测焦饼中心温度，但是焦饼温度只能在成焦完成后才能获得，加热控制严重滞后，一般不会单独使用这种控制系统。第三种形式是将实测的结焦终了的时间或者炼焦指数作为控制目标。这种控制系统主要测量粗煤气的颜色变化、粗煤气的温度变化、粗煤气成分的变化。这需要技术支持。

3.前反馈相结合的控制系统主要有两种形式。一种是前馈为主，反馈为辅。一种是前馈为辅，反馈为主。前反馈相结合的方案主要结合了前馈和反馈的优点，目前在国内应用作为广泛。这种系统主要结合入炉煤和结焦时间计算出目标需热量，再用实测的炉温和结焦终了的温度计算出全炉的平均温度，再根据目前特征的参数进行加减煤气量。

三、对于焦炉加热自控系统的建议

不同的焦化企业有不同的焦炉炉型，我们可以根据企业自身情况选择不同控制水平的加热系统。

1.通过计算机指导的控制系统。这种加热系统投资较少，可以在生产中取得一定程度的节能效果。计算机指导加热系统可以根据人工测量的参数进行分析，然后对于加热提出指导和建议，也可以利用计算机人工输入煤气量，实现简单的操作。计算机指导加热系统主要有以下几方面的功能：可以自动检测加热煤气的性质参数，可以根据参数的变化，自动提供恒温，保持热量恒定；可以自动监测分析炉内温度、吸力、含氧量，可以保证煤气的合理燃烧；还可以自动测试焦饼温度和温度差异，进行调火指导。计算机在生产条件变化较大的情况下，会给出供热量和吸力的调测值。计算机加热指导系统相对的减少的人的一部分操作，在方便操作的同时，完善了焦炭的品质。

2.前馈供热控制系统要结合炼焦耗热的经验进行参数设置。还可以自动编制正常情况和非正常情况下的推焦计划。前馈供热控制系统经过一段时间的数据积累，可以使系统逐步优化。这种系统主要在于经验和数据。

3.前反馈相结合的加热控制系统，这种控制系统需要技术的支撑。因为这种控制系统具备较高的自动化的水平。在使用前反馈相结合的加热控制系统前需要培养高技术素质的操作人员。引进技术，培养人才，把前反馈相结合的加热控制系统的效益发挥到最大。

4.我们还要完善焦炉生产参数的取值，实施炉温反馈调节系统。我们可以利用模型控制火道温度。利用废弃氧含量的监测参数控制煤气和空气的比例，以达到合理燃烧的目的。

5.在实现全炉组控制的基础上，还要进一步的实施各室的燃烧控制系统，这样可以大幅度的降低炼焦耗热量。

在焦炉加热自动控制的硬件和软件建设方面，我们也要进行完善。

1.检测表的稳定性，在设备出故障时要及时维修。

2.火道温度检测点位置和数量的选择要能及时准确的反应全炉的温度，还要保证测温仪器正常工作。

3.要研究适合我国焦炉结构的结焦终了时间的判断方法。

4.要完善焦炉设备的更新换