脉冲控制策略在焦炉集气管压力控制中的应用.doc

脉冲控制策略在焦炉集气管压力控制中的应用
贾勋慧李海祥刘金刚
浙江中控技术股份有限公司，杭州，310053

摘要：焦炉集气管压力优化控制一直是国内外焦化生产企业及自动化行业所面临的技术难题，影响集气管压力波动的一个重要因素是执行机构的调节灵敏度，优化控制需能克服因死区较大而引起的调节干扰波动，本文介绍了通过把不同脉冲叠加到优化控制器上进行综合控制输出的优化控制方案，该方案已成功应用在某钢铁企业焦炉集气管压力优化控制上，取得了良好效果。
关键字：脉冲控制；精度；集气管；压力；优化控制

TheapplicationofPulseControlstrategyincokeovencollectingpipepressurecontrol
JiaXunhuiLiHaixiangLiuJingang
ZhejiangSUPCONCo.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang,310053
Abstract:Optimalcontrolofcokeovencollectingpipepressurehasalwaysbeenthetechnicalchallengestocokingproductionenterpriseandautomationindustryathomeandabroad.Oneofthemostimportantfactorstofluctuationsthecollectingpipepressureisthetheregulationofsensitivityoftheexecutingagency.Optimalcontrolshouldbeabletoovercomethelargefluctuations,whichiscausedbydeadzoneinterferencewiththeregulation.Thisarticledescribesanoptimalcontrolprogram,bysuperimposedingdifferentpulseonthecontrollertooptimizeoutputoftheoptimalcontrol.Thisprogramhasbeensuccessfullyappliedtoasteelcompanytooptimizecokeovencollectingpipepressurecontrol,withgoodresults.
Keywords:Pulsecontrol;precision;Collectingpipe;pressure;Optimalcontrol

焦炉集气管压力波动是影响焦炉生产的重要指标之一,集气管压力较高时会引起炉顶冒烟或一些设备煤气泄漏，严重时会打开上升管顶盖或炉顶自动放散阀，使大量的煤气泄漏到大气中，造成严重的空气污染和能源浪费；集气管压力较低时会吸入空气，严重时影响到电捕的安全运行；同时由于集气管压力不稳也会影响到焦炉的使用寿命。
在焦炉生产过程中，集气管压力会受到工艺操作、负荷变化及一些不可预测的因素影响，这些因素具有较强的干扰性、时变性、非线性等特点，使集气管压力也会或大或小的波动，对于多个集气管来说一段的压力波动还会引起相应其它集气管压力变化，相互之间耦合作用较强。这样的控制对象一般常规控制方案已经无能为力，必须采用一些特殊的方法才能够使压力平稳控制。此外，由于焦炉生产环境较为恶劣，温度高、灰尘大等，经常会造成现场仪表或设备的精度下降，尤其是集气管翻板阀执行机构，运行一定周期后稳定性、灵敏度都会下降，调节死区增大，进而影响到集气管压力的调节效果，甚至难于控制。由于在实际生产过程中经常更换新的执行机构也不太现实，因此从控制角度去进行一定的方案调整，通过优化和先进控制算法，把不同的脉冲叠加到集气管压力优化专用软件上进行综合控制输出，从而提高执行机构的精度是一个有效和实用的方法。该控制方案已成功地应用在某钢铁厂的焦炉集气管压力优化控制上，取得了良好效果。
1.问题概述
该钢铁厂现有两座4.3米捣固焦炉，年产80万吨，其中一号焦炉2003年建成，二号炉为新建焦炉，每座焦炉均有一根集气管，在机侧两根集气管汇合后到初冷器，通过四台初冷器及两台电捕焦油器后到风机房，两台风机正常时为一开一备。原操作方式为冷鼓工段与焦炉工段各自操作，二者之间操作人员通过电话联系进行协调控制，调节方式及控制及时性上均受到较大影响，控制效果一直较差。
2010年初该厂采用浙江中控技术股份有限公司多焦炉多集气管压力优化控制软件进行集气管压力优化控制。该专用软件运行在原焦炉DCS系统与冷鼓DCS系统基础之上，通过OPC方式把相关焦炉集气管压力数据及冷鼓工段数据采集，优化软件根据实际工艺参数进行相应的常规控制、解耦算法、预测及规则等控制，综合