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直立炉煤气净化DCS控制系统

文档作者：黄丽平刘志博李志红刘勇文档来源： 1．中钢集团鞍山热能研究院有限公司 2．辽宁科技大学		点击数：	更新时间： 2021年03月14日
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Vo1．29 No．4
July．2010
冶金能源
ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY 6l
直立炉煤气净化DCS控制系统
黄丽平 刘志博 李志红 刘 勇2
(1．中钢集团鞍山热能研究院有限公司，2．辽宁科技大学)
DCS control system of erect furnace gas purification
Huang Liping Liu Zhibo’ Li Zhihong Liu Yong
(Sinosteel Anshan Research Institute of Thermo-energy Co．，Ltd．，
2．University of Science and Technology Liaoning)
直立炉煤气净化系统主要由鼓风冷凝、脱硫
及煤气加压三部分组成，在实现了直立炉煤气的
回收再利用的同时，鼓风冷凝后的煤气经过脱硫
送到煤气加压，通过气柜缓冲来稳定煤气的输
出。基于浙大中控DCS的煤气净化系统主要包
括鼓风冷凝的集气管压力调节、气柜高度控制、
煤气加压站的加压稳压控制、工艺主要参数显示
等功能。
l 硬件组态
1．1 系统网络
净化控制站选用浙大中控ECS一100 DCS冗
余控制系统，以鼓风冷凝为本地站，脱硫及煤气
加压作为其远程站，整个净化工段通过操作网、
控制A网、控制B网与其他工段相连。
系统实现自动诊断和切断的A、B网络冗
余；控制站实现冗余控制单元的无扰切换；重要
的I／O通道冗余，当各种卡件、通讯等故障发生
故障时立即投入备用，保证了生产控制的连续
性。
1．2 控制站
净化控制站包括2块FW243X冗余主控卡，
8块FW233数据转发卡，l7块FW351 8路电流
信号输入卡，2块FW372 8路电流信号输出卡，
17块FW366 16路数字信号输入卡，5块FW367
收稿日期：2010—05—14
黄丽平(1979一 )，工程师；114044 辽宁省鞍山市。
16路数字信号输出卡。 ，
1．3 操作站
HMI硬件系统采用研华工控机，软件使用
SUPWIEW组态软件包和实时监控软件包，实现
了对工艺参数的集中显示，故障报警，数据记
录，设备操作等功能。
2 控制系统原理
2．1 设备操作
设备操作包括6台热环水泵、6台间冷水
泵、5台罗茨鼓风机、2台自吸泵及4台煤气加
压机的现场手动和集中控制两种控制方式，集中
控制包括设备单动和设备联动两种控制方式，在
集中控制方式下，操作人员在HMI画面上进行
单动操作和联动自动方式选择。
2．2 炭化炉炉顶集气管压力PID调节
每台罗茨鼓风机的小循环管上设有一煤气调
节阀，程序接收炭化工段的炉顶压力信号，以此
压力为控制设定值，以阀门开度为控制对象，通
过调节出气量实现对炭化炉炉顶集气管压力的
PID调节。
2．3 气柜进气调节阀PID调节
脱硫至气柜进口水封前的煤气管道上加1台
调节阀和1台流量计，以外送煤气用户需要量为
设定值，以阀门开度为控制对象加以适当调节
PID参数，实现进气量的控制。
2．4 加压稳压自动调节
加压稳压自动调节可保证管网煤气压力维持
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冶金能源
ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY
Vol_29 No．4
July．2010
在用户允许范围，起到将低压煤气转为高压煤气
的作用。系统采用分程的PID自动调节，对三台
煤气加压机变频器进行控制，根据工况三台变频
器按顺序开关及PID回路手、自动切换，DCS系
统运行方式有手动和自动两种，可实现手、自动
无扰动切换。
(1)手动方式
手／自动选择开关按下手动，按下按钮启动
或停止加压机，3个PID回路转为手动，通过软
手操输出变频器频率设定值。
(2) 自动方式
手／自动选择开关按下自动，1号加压机通
电，回路从手动切换为自动，1号PID回路从手
动切换为自动，同时接收来自压力传感器的信
号，经运算与给定压力参数进行比较，将调节参
数送给变频器，变频器输出频率从OHz上升，
如压力不够(持续一定时间后)则频率上升到
50Hz，1号加压机工频运行，启2号变频，2号
PTD回路从手动切换到自动，变频器逐渐上升频
率至给定值，增加加压机依次类推；如果压力增
大，从先启的加压机开始减，停止的加压机与之
对应的PID回路转为手动，同时根据自动PID调
节器给的调节参数使系统平稳运行。
2．5 气柜高度的自动调节
气柜高度自动调节保障煤气柜在安全高度范
围运行，系统采用模糊控制算法，通过控制加压
站的压力设定值进行控制。根据实际专家现场经
验进行推导，算出不同工况下的压力设定值。当
煤气用户煤气量增大时，气柜就会下降，当气柜
高度下降到下限时，将设定压力减小(在工艺
允许范围内)，此时气柜高度就会随着管网压力
的减小而上升，当气柜高度上升到正常值时，将
设定压力增加至正常值；当气柜高度继续上升到
上限，将设定压力增加，此时气柜高度会随着管
网压力的增加而下降。模糊控制既保证了煤气管
网的煤气压力，又保证了气柜高度，有效地保证
了生产的安全性。
2．6 系统的其他功能
系统实现了包括温度、压力、流量、气柜高
度、CO浓度、O 含量、频率反馈等模拟量的数
据转化与显示；各种设备远程、就地、运行、停
止，阀位状态等数字量的采集与显示；各种重要
设备、装置、参数的异常报警；重要数据的历史
(实时)趋势。
3 结语
控制系统以浙大中控DCS为核心，炉顶压
力调节系统保证了直立炉的生产；煤气加压部分
使用户得到了基本稳定的煤气压力，又保证了煤
气柜的柜高，同时煤气加压机的切换方式，确保
了各加压机的使用平均，延长了设备的使用寿
命。实现了煤气净化生产工艺的自动控制，满足
了焦化厂的需求。
万雪编辑
(上接第56页)
器出现的结露现象相对要严重一些，．这对主抽电
除尘器材质的要求会更高。可以采用高抗结露布
袋除尘器代替电除尘器解决这一难题。
有理由相信，随着对烧结工艺系统和烧结机
机尾余热发电系统运行特点的进一步认识，烧结
机机尾烟气余热发电工程将会有一个美好的发展
前景。
参考文献
[1]常连生等．电除尘器中影响烟气露点的因素[J]
环境工程，1998，(4)：72—75．

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