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概述
高溫?zé)捊沟闹饕a(chǎn)品是焦碳，主要用于高爐冶煉、鑄造、有色金屬加工、制造水煤氣和制造電石等。
化學(xué)品回收的產(chǎn)品有：焦油、氨、萘、粗苯、硫化氫、氰化氫和凈焦?fàn)t煤氣等。其中的煤焦油和粗苯經(jīng)過精制和深度加工后可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳、三甲苯、古馬隆、酚、萘、蒽、呲啶鹽等，這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、耐火材料和國防工業(yè)等。凈焦?fàn)t煤氣主要用于民用和工業(yè)原料。
采用先進(jìn)控制技術(shù)提升煤化工行業(yè)的自動(dòng)化水平，這對(duì)于提高煤炭加工的效率，緩解煤炭加工與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾，促進(jìn)煤炭加工業(yè)健康持續(xù)的發(fā)展有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。
典型的焦化廠一般有備煤車間、煉焦車間、回收車間、焦油加工車間、苯加工車間、脫硫車間和廢水處理車間等。
工藝描述
原煤一般含有較高的灰粉和硫分，洗選加工的目的是降低煤的灰分，使混雜在煤中的矸石、煤矸共生的夾矸煤與煤炭按照其相對(duì)密度、外形及物理性狀方面的差異加以分離，同時(shí)，降低原煤中的無機(jī)硫含量，以滿足不同用戶對(duì)煤炭質(zhì)量的指標(biāo)要求。
由于洗煤廠動(dòng)力設(shè)備繁多，控制過程復(fù)雜，用分散型控制系統(tǒng)DCS改造傳統(tǒng)洗煤工藝，這對(duì)于提高洗煤過程的自動(dòng)化，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量以及安全生產(chǎn)都具有重要意義。
聯(lián)鎖/解鎖方案：在運(yùn)行解鎖狀態(tài)下，允許對(duì)每臺(tái)設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)啟動(dòng)或停止；當(dāng)設(shè)置為聯(lián)鎖狀態(tài)時(shí)，按下啟動(dòng)按紐，設(shè)備順序啟動(dòng)，后一設(shè)備的啟動(dòng)以前一設(shè)備的啟動(dòng)為條件（設(shè)備間的延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間可設(shè)置），如果前一設(shè)備未啟動(dòng)成功，后一設(shè)備不能啟動(dòng)，按停止鍵，則設(shè)備順序停止，在運(yùn)行過程中，如果其中一臺(tái)設(shè)備故障停止，例如設(shè)備2停止，則系統(tǒng)會(huì)把設(shè)備3和設(shè)備4停止，但設(shè)備1保持運(yùn)行。
焦?fàn)t與冷鼓
工藝描述
以100萬噸/年-144孔-雙爐-4集氣管-1個(gè)大回流煉焦裝置為例.
控制方案
多年來，湖南良源自動(dòng)化(該公司致力于自動(dòng)化系統(tǒng)集成、信息化系統(tǒng)(含ERP系統(tǒng)\MIS系統(tǒng)和MRP系統(tǒng))開發(fā)、DCS系統(tǒng)開發(fā)、PLC系統(tǒng)開發(fā)、低壓配電柜成套、變頻柜軟起柜等傳動(dòng)系統(tǒng)開發(fā))的工程師們一直致力于該系統(tǒng)的開發(fā)，不斷的優(yōu)化改進(jìn)，如下是典型的解決方案，實(shí)際會(huì)根據(jù)不同的項(xiàng)目做不同的優(yōu)化控制方案：
典型的煉焦過程可分為焦?fàn)t和冷鼓兩個(gè)工段。這兩個(gè)工段既有分工又相互聯(lián)系，兩者在地理位置上也距離較遠(yuǎn)，為了避免儀表的長(zhǎng)距離走線，設(shè)置一個(gè)冷鼓遠(yuǎn)程站及給水遠(yuǎn)程站，以使儀表線能現(xiàn)場(chǎng)就近進(jìn)入DCS控制柜，更重要的是，在集氣管壓力調(diào)節(jié)中，兩個(gè)站之間有著重要的聯(lián)鎖及其排隊(duì)關(guān)系，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式便于可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法。
控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
集氣管“4+1”優(yōu)化控制方案
圖中P1至P4是集氣壓力值，是本系統(tǒng)控制之重點(diǎn)，P是集氣管壓力之平均值，它反映了集氣管的一般工作狀態(tài)，在“4+1”控制中（“4”代表四個(gè)集氣管，“1”代表選擇大回流調(diào)節(jié)閥RB還是液力偶合器EF控制，兩者必選其一），時(shí)間分配器根據(jù)集氣管壓力的變化：偏差和偏差變化率，根據(jù)液偶調(diào)速慢的特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)胤峙浯蠡亓髋c液偶的調(diào)節(jié)量。由于液偶調(diào)速電機(jī)處于工藝主管路，因此，調(diào)節(jié)它非常敏感，而且工藝上不允許長(zhǎng)時(shí)間頻繁地調(diào)節(jié)液力偶合器，因此，在時(shí)間分配上，它所占的調(diào)節(jié)量較小，并且通過限幅輸出，把主要時(shí)間分配在四個(gè)集氣管和大回流的聯(lián)合控制上，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。
集氣管壓力變化的特點(diǎn)是：瞬態(tài)變化大，調(diào)節(jié)時(shí)互相產(chǎn)生耦合，本控制算法設(shè)計(jì)有一個(gè)解耦算法，可減少或消除耦合，以保證各個(gè)單回路系統(tǒng)能獨(dú)立地工作，該控制算法采用經(jīng)典控制理論與離散控制理論相結(jié)合的方法，經(jīng)典控制方法在動(dòng)態(tài)響應(yīng)及消除靜差方面具有優(yōu)越性，離散控制則使經(jīng)典控制法適時(shí)地“有效”或“禁止”。
聯(lián)鎖方案
報(bào)警、聯(lián)鎖和停車系統(tǒng)是為提高工藝生產(chǎn)裝置的安全性而設(shè)置的特殊程序，本控制系統(tǒng)將聯(lián)鎖控制分為三個(gè)部分：
冷鼓工段聯(lián)鎖控制、鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖控制、鼓風(fēng)機(jī)油泵聯(lián)鎖控制
控制效果分析
影響集氣管壓力的因素是多樣的，諸如裝煤、平煤、推焦和交換機(jī)換向等，當(dāng)這些因素暫時(shí)不存在時(shí)，焦?fàn)t工藝系統(tǒng)較為穩(wěn)定。當(dāng)工藝系統(tǒng)處于裝煤、平煤、推煤或換向機(jī)換向等情況中的一種或幾種時(shí)，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)期，控制曲線呈現(xiàn)脈沖狀，這是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)在迅速響應(yīng)，將其壓力往給定值方向上調(diào)整，經(jīng)過數(shù)次調(diào)節(jié)，系統(tǒng)再次進(jìn)入穩(wěn)定期，周而復(fù)始。
從控制效果圖中可以看到，帶變頻的控制效果要優(yōu)于帶大回流調(diào)節(jié)閥的情況，原因是顯而易見的，在變頻器控制下的電機(jī)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)性能要好于調(diào)節(jié)閥，然而，最新設(shè)計(jì)的百萬噸級(jí)的冷鼓系統(tǒng)都采用了通過液力偶合器進(jìn)行調(diào)速的鼓風(fēng)機(jī)，其調(diào)速性能則慢得多，而且工藝上并不允許對(duì)此進(jìn)行頻繁調(diào)節(jié)，因此，采用大回流調(diào)節(jié)閥參與集氣管壓力調(diào)節(jié)則是目前的一種合理選擇。在目前這兩種控制結(jié)構(gòu)下，其穩(wěn)定期的控制偏差范圍是±20Pa；波動(dòng)期的偏差控制范圍是±50Pa。
脫硫、硫回收、硫氨及洗苯脫苯.
工藝概述：
回收主要包括硫銨、脫硫及硫回收、洗苯脫苯工段。
硫銨的工藝流程是將剩余氨水通過預(yù)熱、分離，反應(yīng)生成液體硫銨，硫銨液經(jīng)結(jié)晶、干燥后包裝。
脫硫及硫回收的工藝流程是脫硫液和溶液在脫硫塔中進(jìn)行反應(yīng)將硫分離出來，然后溶液進(jìn)入再生塔再生。
洗苯脫苯的工藝流程是貧富油經(jīng)洗苯塔清洗后進(jìn)入脫苯塔，利用溫度的不同產(chǎn)生輕苯油水和重苯油水，經(jīng)油水分離器進(jìn)行分離。
脫硫及硫回收工段主要有三個(gè)控制回路：進(jìn)脫硫塔B溶液流量調(diào)節(jié)、進(jìn)再生塔溶液流量調(diào)節(jié)和進(jìn)再生塔B空氣流量調(diào)節(jié)，采用常規(guī)的PID控制。
洗苯脫苯工段主要有兩個(gè)控制回路和一個(gè)聯(lián)鎖控制：出管式爐富油溫度調(diào)節(jié)和脫苯塔出口油汽溫度調(diào)節(jié)。
聯(lián)鎖控制是當(dāng)入管式加熱爐的煤氣壓力小于2.0kPa的時(shí)候，切斷入管式爐的煤氣，等到其煤氣壓力高于2.0kPa的時(shí)候，再打開入管式爐的煤氣。
這里采用內(nèi)環(huán)為出管式爐過熱蒸氣流量的串級(jí)調(diào)節(jié)，以減少蒸汽壓力波動(dòng)的干擾。
脫苯塔出口油氣溫度調(diào)節(jié)采用內(nèi)環(huán)為出管式爐過熱蒸氣流量的串級(jí)調(diào)節(jié)，以減少蒸汽壓力波動(dòng)的干擾。
另外實(shí)際生產(chǎn)過程中，蒸汽壓力會(huì)有可能大于脫苯塔可承受的最大壓力，為保護(hù)塔體，在串級(jí)調(diào)節(jié)中增加一個(gè)切換，當(dāng)塔內(nèi)壓力大于某一值的時(shí)候，改為以塔壓作為調(diào)節(jié)對(duì)象。
蒸氨
工藝概述
蒸氨工段主要完成對(duì)來自于煉焦配合煤中的剩余氨水進(jìn)行蒸餾的過程。
控制方案
XC：為選擇控制，用于控制蒸氨塔溫度壓力，其選擇變量是蒸氨塔塔頂溫度T和蒸汽壓力P，在合適的壓力范圍內(nèi)，以溫度調(diào)節(jié)為主，否則就切換到壓力調(diào)節(jié)上，以確保塔的安全。
PC1和PC2：為分程調(diào)節(jié)，其判定變量為蒸氨塔頂部逸出的混合氣體的壓力，在壓力區(qū)間P1（低）的情況下，混合氣體被送往氨分解爐，在壓力區(qū)間P2（高）的情況下，混合氣體則直接用于尾氣吸收。
FC1和FC2，空氣流量與煤氣流量的比值控制，在氨分解爐中，為了使氨分解過程正常進(jìn)行，要保持空氣流量和煤氣流量的合適比值，以保證燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
粗苯精制
工藝概述
粗苯是由多種有機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，主要成分是苯及其同系物甲苯、二甲苯及三甲苯等。粗苯精制過程就是通過化學(xué)的方法將粗苯中的不飽和化合物、硫化物等除去，然后用蒸餾方法將苯類產(chǎn)品分離出來的過程。
在連續(xù)式粗苯精制過程中，比較常見的工藝是五塔蒸餾方式.
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