焦炉集气过程智能控制策略的研究
发布时间：2021-04-05 06:55
焦炭是钢铁冶炼行业的主要原料,在生产焦炭的过程中会产生大量的荒煤气副产品。有效地回收这些荒煤气加以合理的运用可以防止荒煤气扩散到空气中给环境带来的污染,而且使用一部分荒煤气还可以节省能源,这在焦炭生产中是十分重要的环节。在焦炭生产过程中焦炉集气管的压力是至关重要的参数,压力控制的稳定与否不仅会与所生产出的焦炭产品质量息息相关,而且还会影响到焦炉的使用年限以及周边环境。因此,对钢铁冶炼行业而言研究焦炉集气过程控制有着十分重要的意义。焦炉集气过程具有多变量、非线性、大扰动等控制难点,是一个十分复杂的工业生产流程。传统的控制方法大多只考虑调节蝶阀,忽略了鼓风机吸力对稳定集气管压力所起的作用,因此本文将蝶阀和鼓风机作为一个整体考虑,通过调节鼓风机以进一步提高集气管压力系统的控制性能。文中以沈阳焦化厂集气管压力系统为背景,在熟悉焦炉集气管压力系统的工艺流程及各种设备的物理特性后,主要研究了焦炉集气管压力系统的机理建模方法及基于BH-SC算法的专家控制系统在整体控制上的应用。首先,本文给出了国内外专家学者在焦炉集气管压力系统中的研究现状,通过分析焦炉集气管压力系统设备物理特性及工艺流程特点,运用机...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１焦炉及其基础断面结构示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｂａｓｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｃｒｏｓｓ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｋｅ?ｏｖｅｎ??
１６表示构架，１７表示燃烧室，１８表示顶板，１９表示蓄热室，２０表示碳化室，??２１表示炉顶区，２２表示斜道区。??图２．２为焦化工艺流程图，焦化生产是将配比好的煤从炉顶装入炭化室，然后隔绝??空气对炭化室加热，干馏成焦后，由推焦车推出。在炼焦过程中所产生的荒煤气由桥管??进入集气管，经过调压阀门送入煤气管道，之后通过初冷器冷却后，由鼓风机送往后续??流程，提炼多种化学工业副产品如硫氨、粗笨等，处理后的煤气一部分储存在储气罐中??供城市居民日常生活使用；还有一部分经管道送回焦炉，燃烧产热提供炼焦使用。??｜粉碎￣］＾－洗煤配煤＋■！原煤??？?？．?焦炉１?？?ｆ煤塔、?？焦炉２??ＬＴ?ｗ?Ｉ?Ｉ??，ｒ荒煤气?荒煤气”??集４管?１?Ｉ?Ｉ￣集?４ｆ２｜??ｆ?丨?下??氨水澄清池?？??气液分离器??ｒ＿?，??焦油槽??初‘器１?Ｉ?初；４器２?Ｉ初“器３??Ｉ?｜???＇???Ｔ??鼓风机１?，?鼓＾机２?｜??后续处理??图２．２焦化工艺流程图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｋｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??焦炉煤气收集过程是焦化生产回收工序中的重要组成部分。在炼焦过程中
集气管是荒煤气导出系统的一部分，集气管是用钢板焊接而成的圆管或槽形结构，它沿??着整个焦炉纵向置于炉柱托架上，用来收集各炭化室产生的荒煤气、冷凝焦油和氨水。??荒煤气的导出系统如图２．３所示。??水入口??ｓ水喷嘴????荒煤气上升管??图２．３荒煤气导出系统??Ｆｉｇ．?２．３?Ｒａｗ?ｇａｓ?ｅｘｐｏｒｔ?ｓｙｓｔｅｍ??焦炉的机械设备包括护炉设备、煤气设备、焦炉机械。焦炉砌体的外部应安装护炉??设备，包括炉门框和保护板、护炉柱、纵横拉条、弹簧及炉门。炼焦炉的煤气设备包括：??荒煤气导出设备和煤气加热两大系统。加热煤气的设备中包含有定期换向用的交换设??备。荒煤气导出设备包括有上升管、桥管、水封阀、集气管、吸气管以及它们的配套设??备。焦炉机械包括：装煤车、拦焦车、熄焦车和推焦车，用来完成炼焦炉的装煤出焦任??务。??２．２焦炉集气管对象特性分析??２．２．１焦炉集气管的基本组成??集气管属于焦炉煤气设备中的荒煤气导出设备，是拿钢板焊接而成的圆形或者槽型??管子，沿整个焦炉置于炉壁的托架上，连接着上升管，汇集了各炭化室内产生的焦炉煤??气。集气管上部每隔一个炭化室都有带盖的清扫孔，方便清扫沉积于底部的焦油和焦油??渣。通常上部还安装有氨水喷淋嘴，用来帮助冷却由上升管进入的焦炉煤气。??－１１－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]焦炉集气管压力系统PID参数寻优控制策略仿真研究[J]. 张世峰,陈佳彬,杨成,金科. 工业控制计算机. 2014(02)
[2]炼焦炉鼓风机调速系统的多模态智能控制[J]. 张金花,张世峰. 化工自动化及仪表. 2013(09)
[3]焦化冷鼓的DCS控制系统设计[J]. 杨耀峰,赵志诚,韩海伟,陆路. 工业控制计算机. 2013(07)
[4]集气管压力无级模糊控制系统[J]. 黄伟源,陈兴鑫,袁正宏,单春华. 燃料与化工. 2013(03)
[5]DCS在焦炉集气管压力控制系统中的应用[J]. 李俊. 山西电子技术. 2012(03)
[6]基于模糊K-调和均值的单词-文档谱聚类方法[J]. 刘娜,肖智博,鲁明羽. 控制与决策. 2012(04)
[7]一种集气管压力的智能控制策略[J]. 胡沙. 焦作大学学报. 2012(01)
[8]集气管压力智能控制装置的改造[J]. 程英坤,程瑞云. 河北煤炭. 2011(02)
[9]智能混合解耦控制系统在集气管压力调节中的应用[J]. 肖明勋. 数字技术与应用. 2011(04)
[10]基于集成模型的集气管压力设定值稳态优化研究[J]. 周国雄,雷琪. 仪器仪表学报. 2011(04)
硕士论文
[1]基于FBH-SC算法的游梁式抽油机井故障诊断方法研究[D]. 周海波.东北大学 2013
[2]基于非线性多模型预测方法的集气管压力控制研究[D]. 王威.东北大学 2011
[3]多焦炉集气管压力控制策略的研究[D]. 马长富.山东轻工业学院 2009
[4]焦炉集气管压力系统建模及智能控制的研究[D]. 孟月波.西安建筑科技大学 2005
本文编号：3119357
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１焦炉及其基础断面结构示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｂａｓｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｃｒｏｓｓ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｋｅ?ｏｖｅｎ??
１６表示构架，１７表示燃烧室，１８表示顶板，１９表示蓄热室，２０表示碳化室，??２１表示炉顶区，２２表示斜道区。??图２．２为焦化工艺流程图，焦化生产是将配比好的煤从炉顶装入炭化室，然后隔绝??空气对炭化室加热，干馏成焦后，由推焦车推出。在炼焦过程中所产生的荒煤气由桥管??进入集气管，经过调压阀门送入煤气管道，之后通过初冷器冷却后，由鼓风机送往后续??流程，提炼多种化学工业副产品如硫氨、粗笨等，处理后的煤气一部分储存在储气罐中??供城市居民日常生活使用；还有一部分经管道送回焦炉，燃烧产热提供炼焦使用。??｜粉碎￣］＾－洗煤配煤＋■！原煤??？?？．?焦炉１?？?ｆ煤塔、?？焦炉２??ＬＴ?ｗ?Ｉ?Ｉ??，ｒ荒煤气?荒煤气”??集４管?１?Ｉ?Ｉ￣集?４ｆ２｜??ｆ?丨?下??氨水澄清池?？??气液分离器??ｒ＿?，??焦油槽??初‘器１?Ｉ?初；４器２?Ｉ初“器３??Ｉ?｜???＇???Ｔ??鼓风机１?，?鼓＾机２?｜??后续处理??图２．２焦化工艺流程图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｋｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??焦炉煤气收集过程是焦化生产回收工序中的重要组成部分。在炼焦过程中
集气管是荒煤气导出系统的一部分，集气管是用钢板焊接而成的圆管或槽形结构，它沿??着整个焦炉纵向置于炉柱托架上，用来收集各炭化室产生的荒煤气、冷凝焦油和氨水。??荒煤气的导出系统如图２．３所示。??水入口??ｓ水喷嘴????荒煤气上升管??图２．３荒煤气导出系统??Ｆｉｇ．?２．３?Ｒａｗ?ｇａｓ?ｅｘｐｏｒｔ?ｓｙｓｔｅｍ??焦炉的机械设备包括护炉设备、煤气设备、焦炉机械。焦炉砌体的外部应安装护炉??设备，包括炉门框和保护板、护炉柱、纵横拉条、弹簧及炉门。炼焦炉的煤气设备包括：??荒煤气导出设备和煤气加热两大系统。加热煤气的设备中包含有定期换向用的交换设??备。荒煤气导出设备包括有上升管、桥管、水封阀、集气管、吸气管以及它们的配套设??备。焦炉机械包括：装煤车、拦焦车、熄焦车和推焦车，用来完成炼焦炉的装煤出焦任??务。??２．２焦炉集气管对象特性分析??２．２．１焦炉集气管的基本组成??集气管属于焦炉煤气设备中的荒煤气导出设备，是拿钢板焊接而成的圆形或者槽型??管子，沿整个焦炉置于炉壁的托架上，连接着上升管，汇集了各炭化室内产生的焦炉煤??气。集气管上部每隔一个炭化室都有带盖的清扫孔，方便清扫沉积于底部的焦油和焦油??渣。通常上部还安装有氨水喷淋嘴，用来帮助冷却由上升管进入的焦炉煤气。??－１１－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]焦炉集气管压力系统PID参数寻优控制策略仿真研究[J]. 张世峰,陈佳彬,杨成,金科. 工业控制计算机. 2014(02)
[2]炼焦炉鼓风机调速系统的多模态智能控制[J]. 张金花,张世峰. 化工自动化及仪表. 2013(09)
[3]焦化冷鼓的DCS控制系统设计[J]. 杨耀峰,赵志诚,韩海伟,陆路. 工业控制计算机. 2013(07)
[4]集气管压力无级模糊控制系统[J]. 黄伟源,陈兴鑫,袁正宏,单春华. 燃料与化工. 2013(03)
[5]DCS在焦炉集气管压力控制系统中的应用[J]. 李俊. 山西电子技术. 2012(03)
[6]基于模糊K-调和均值的单词-文档谱聚类方法[J]. 刘娜,肖智博,鲁明羽. 控制与决策. 2012(04)
[7]一种集气管压力的智能控制策略[J]. 胡沙. 焦作大学学报. 2012(01)
[8]集气管压力智能控制装置的改造[J]. 程英坤,程瑞云. 河北煤炭. 2011(02)
[9]智能混合解耦控制系统在集气管压力调节中的应用[J]. 肖明勋. 数字技术与应用. 2011(04)
[10]基于集成模型的集气管压力设定值稳态优化研究[J]. 周国雄,雷琪. 仪器仪表学报. 2011(04)
硕士论文
[1]基于FBH-SC算法的游梁式抽油机井故障诊断方法研究[D]. 周海波.东北大学 2013
[2]基于非线性多模型预测方法的集气管压力控制研究[D]. 王威.东北大学 2011
[3]多焦炉集气管压力控制策略的研究[D]. 马长富.山东轻工业学院 2009
[4]焦炉集气管压力系统建模及智能控制的研究[D]. 孟月波.西安建筑科技大学 2005
本文编号：3119357
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