固定床间歇制气工艺控制系统的优化

发布时间：2020-06-20 08:09

【摘要】：本项目针对泽东公司“固定层间歇式煤气化炉”~([1])(以下简称造气炉)的固有缺陷,提出“间歇干扰”概念。在深入研究“间歇干扰”的基础上,提出和实施多项克服“间歇干扰”的措施,从而达到稳定和优化控制造气系统的目标。由于原有控制系统是德隆公司的“西门子S7-200系列”的控制系统,受到该系统软件和硬件的容量限制,无法存储10台造气炉的相关信息,所以新增浙江中控技术股份有限公司的“JX-300XP”控制系统~([2]),使其与德隆公司的控制系统同步并分工协作。中控系统负责采集各类数据和指标,并经过判断、处理和总结,然后把计算结果输出给德隆系统输出执行。首先,需要摸清楚造气炉内部参数,也就是“气化层高度”和“气化层温度”~([3]),这两大参数可以帮助操作人员了解炉子内部的生产情况。但是,在实际生产中无法通过仪表直接测量到,所以经过程序处理,最终得出了这两个参数。其次,针对“间歇干扰”问题,设计了3种方案:三大调厚方案、气化层高度补偿、气化层温度补偿。“三大调厚方案”的制定,使造气炉去疤除壳和增加气化层厚度的调节手段更加灵活,对气量的增加有很大的帮助。“气化层高度补偿”方案的制定,通过大量的数据采集和程序处理,模拟出造气炉内的“气化层高度”,并利用“下吹补偿”的办法将其控制在最佳位置。“气化层温度补偿”方案的制定,通过大量的数据采集和程序处理,模拟出造气炉内的“气化层温度”。相比“气化层高度”而言,“气化层温度”受外界干扰的因素更多,所以处理办法也更加复杂,也就产生了“停开炉补偿”、“上加波动补偿”和“回净补偿”。上述三种方案,针对不同的生产情况,可以灵活选择。最后,在合成氨工艺中氢氮比是生产过程中最重要的工艺参数之一,其控制结果的好坏,直接关系到生产成本的高低~([4])。但是这一控制对象具有以纯滞后时间长、干扰因素多、积分特性强。基于上述特点,利用DCS系统检测到的“造气氢、变换氢、循环氢和循环甲烷”等参数,按照自适应控制的思想方法,针对生产过程中动态变化情况及时修正控制参数,最终达到稳定氢氮比的目的。~([5])将信息技术深入固间工艺,改造固间工艺,克服固间工艺缺陷,提高固间工艺的制气效率,减低固间工艺的污染物排放,从而达到节能减排、提高效益的目的,是一项创新型的尝试。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ545
【图文】：

网络结构图,控制系统,过程控制,过程控制网络

武汉工程大学硕士学位论文求冗余配置，确保系统可靠运行。过程控制网络实现操作节点和控制站的连接，完成实时数据、信息、控制命令的传送与发送，过程控制网采用双重化冗余设计，使得信息传输可靠、高速。过程信息网采用快速以太网技术，实现服务器与客户端的数据通讯；优化报警信息和历史数据等的管理，降低过程控制网的网络负荷。

内部系统,DCS控制系统

图 3-2 中控 DCS 控制系统内部系统图控制系统硬件组成泽东公司的煤气炉优化控制系统由两大块组成：一部分是德隆公气炉 DCS 控制系统（以下简称“德隆系统”），另一部分是由泽开发的、利用中控公司的硬件组成的 DCS 控制系统（以下简称“统”）。从优化控制的角度看，中控系统是脑，起计算和指挥的德隆系统是手，起执行机构的作用。在表 3-1 和表 3-2 中，分别两套系统的主要设备清单。[49]~[53]表 3-1 中控 DCS 系统主要设备清单型号数量备注站研华工控机 3 台 XP202 1 个机笼 XP211 3 个卡 XP243X 2 块冗余

【参考文献】