新型焦?fàn)t自動(dòng)加熱系統(tǒng)課件

1、一、焦?fàn)t的加熱特性 焦?fàn)t是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多變量輸出輸入，大熱容而溫度相對(duì)滯后的系統(tǒng)，加熱過(guò)程是一個(gè)處于相對(duì)動(dòng)態(tài)的熱平衡過(guò)程。 三大特征： 1、焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 2、傳熱過(guò)程復(fù)雜。 3、焦?fàn)t生產(chǎn)的工況多變。 所以，焦?fàn)t加熱自動(dòng)控制的研究要從對(duì)焦?fàn)t整體溫度變化的規(guī)律認(rèn)識(shí)開(kāi)始。二、影響焦?fàn)t溫度的因素分析（1）裝爐煤因素：在焦?fàn)t的熱平衡中，煤料結(jié)焦及紅焦帶走了其供熱的70%以上。在生產(chǎn)過(guò)程中，裝爐煤的性質(zhì)包括揮發(fā)分、水分及煤料的質(zhì)量，都會(huì)引起焦?fàn)t熱平衡的變化，尤其是裝爐煤的水分變化，有關(guān)資料顯示當(dāng)裝爐煤的水分變化1%（占煤料總質(zhì)量）時(shí)，焦?fàn)t直行溫度波動(dòng)56，耗熱量變化1.3%。（2）加熱煤氣：加熱煤氣的熱

2、值、溫度、壓力等的改變都會(huì)在加熱煤氣流量不變的情況下使供熱量變化，從而引起溫度的波動(dòng)。（3）生產(chǎn)操作：生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，操作時(shí)間長(zhǎng)會(huì)相對(duì)減少煤料在爐內(nèi)的結(jié)焦時(shí)間，尤其是涼爐時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成 焦?fàn)t散熱量大增加。煉焦生產(chǎn)中集中檢修的設(shè)置是造成焦?fàn)t溫度波動(dòng)的一個(gè)重要原因。統(tǒng)計(jì)顯示：焦?fàn)t全爐炭化室的平均結(jié)焦時(shí)間每變化1小時(shí)，焦?fàn)t溫度變化12.5。集中檢修時(shí)間越長(zhǎng)，這種影響越大。（4）空氣過(guò)剩系數(shù)：五大原因?qū)е驴諝膺^(guò)剩系數(shù)變化：1、人工調(diào)整。2、大氣變化。3、煤氣熱值。4、爐體串漏。5、調(diào)節(jié)設(shè)備的故障等。（5）爐體的串漏和散熱：爐體的串漏高的達(dá)到加熱煤氣量的510%，而焦?fàn)t的散熱損失占到總供熱量的10%。因素

3、的重要性次序：平均結(jié)焦時(shí)間、裝爐煤水分、加熱煤氣熱值等。三、人工控制下焦?fàn)t溫度的變化趨勢(shì)1、理想狀態(tài) 由于焦?fàn)t生產(chǎn)操作和其它工況的不斷變化，焦?fàn)t溫度總處在不停的波動(dòng)之中。在理想狀況下，焦?fàn)t溫度受到作業(yè)的周期性變化，同樣呈現(xiàn)出周期性的波動(dòng)（見(jiàn)右圖）。上限下限2、一般情況 由于人工加熱操作無(wú)法達(dá)到和焦?fàn)t生產(chǎn)的熱量需求一致，或無(wú)法根據(jù)工況的變化作出適時(shí)的調(diào)整，所以焦?fàn)t溫度在波動(dòng)的同時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)總體趨勢(shì)的上升或下降（如右圖）。3、人工調(diào)整 當(dāng)人工測(cè)量的溫度超過(guò)規(guī)定的溫度范圍時(shí)，就需要作出加熱煤氣流量和分煙道吸力的調(diào)整，焦?fàn)t溫度發(fā)生如右圖的變化。應(yīng)該注意的是，測(cè)溫時(shí)間處于焦?fàn)t溫度的高點(diǎn)附近時(shí)，調(diào)整才是及

4、時(shí)的。四、焦?fàn)t溫度自動(dòng)控制的要點(diǎn) 和難點(diǎn) 焦?fàn)t加熱的自動(dòng)控制要想達(dá)到比較好的效果，不但要解決前饋問(wèn)題，而且要解決反饋問(wèn)題。（1）前饋要解決問(wèn)題在于要預(yù)知變化，并在溫度沒(méi)有發(fā)生變化前，提前做好加熱煤氣流量的調(diào)整。主次明確、調(diào)整準(zhǔn)確。（2）反饋要解決的問(wèn)題是及時(shí)、準(zhǔn)確，代表性強(qiáng)、投資少。五、加熱規(guī)律的研究1#焦?fàn)t數(shù)學(xué)模型：T=0.8930+1292.3相關(guān)系數(shù)r=0.7716 直行溫度與結(jié)焦時(shí)間模型研究表明：焦?fàn)t溫度和焦?fàn)t炭化室平均結(jié)焦時(shí)間之間有較好的相關(guān)性。一般來(lái)講，相關(guān)系數(shù)能達(dá)到0.750.85，并通過(guò)建立精確數(shù)學(xué)模型，其相關(guān)系數(shù)可達(dá)到0.95左右（n 9）。1、煤氣流量模型：Q=Q平1+k1

5、（1） +k2 （ T， 2） 2、吸力模型：a=（Q/ Q基）a基+ (T空)P基六、焦?fàn)t加熱數(shù)學(xué)模型的設(shè)計(jì)七、焦?fàn)t自動(dòng)控制策略的選擇小煙道平均溫度自動(dòng)加熱控制程序焦?fàn)t機(jī)側(cè)分煙道吸力焦側(cè)分煙道吸力直行平均溫度小煙道平均溫度（機(jī)）小煙道平均溫度（焦）空氣過(guò)剩系數(shù)煙道吸力模型加熱煤氣流量小煙道溫度標(biāo)準(zhǔn)專家數(shù)據(jù)溫度調(diào)整模型炭化室平均結(jié)焦時(shí)間前饋輔助項(xiàng)目（或焦餅中心溫度）加熱煤氣流量模型大氣溫度 選擇小煙道溫度控制的依據(jù)是：測(cè)點(diǎn)溫度低，可以大幅度降低投資；真實(shí)性好；代表性強(qiáng)。焦餅中心溫度火落溫度焦餅（表面）溫度小煙道溫度立火道廢氣溫度立火道溫度蓄熱室頂部溫度分煙道溫度總煙道溫度爐墻溫度八、自動(dòng)控制的

6、目的1、實(shí)施加熱自動(dòng)控制后的溫度變化消除溫度總體上升或下降趨勢(shì)的變化，并降低溫度波動(dòng)的幅度。上限下限控制前控制后2、焦?fàn)t溫度更加平穩(wěn)，在焦餅成熟的前提下，使用最低的焦?fàn)t標(biāo)準(zhǔn)溫度，從而最大限度地降低耗熱量、提高焦炭質(zhì)量、降低人工成本、延長(zhǎng)焦?fàn)t壽命、提升企業(yè)的整體形象。九、系統(tǒng)的控制效果和開(kāi)發(fā)前景1、系統(tǒng)的投用將會(huì)把焦?fàn)t的溫度控制在標(biāo)準(zhǔn)溫度（或動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)溫度）的1左右，控制精度遠(yuǎn)高于目前國(guó)內(nèi)、國(guó)際投用的控制系統(tǒng)。2、系統(tǒng)無(wú)需三班人員的人工測(cè)溫，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)調(diào)。3、系統(tǒng)易于開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)后適應(yīng)性廣，適應(yīng)不同企業(yè)、爐型、爐況、工況等，對(duì)使用人員的要求低，也適應(yīng)原有自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造。4、系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)投資低，僅相當(dāng)國(guó)內(nèi)系統(tǒng)投資的1/2及國(guó)際系統(tǒng)投資的1/20。系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用大大降低。5、系統(tǒng)投入運(yùn)行后，可節(jié)約大量的加熱煤氣和人工成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益