1。概要
コークス化化学産業は鉄鋼産業の重要な部分を占めています。コークスは、高炉製錬、鋳造、非鉄金属製錬、水性ガス生産の燃料として使用できます。合成アンモニア製造用の炉ガスの製造に使用でき、有機合成産業の原料を得る炭化カルシウムの製造にも使用できます。
UW500 分散制御システムは、杭州友文と浙江大学産業オートメーション国家工学研究センターが共同開発した新世代分散制御システムです。継続的な分析と要約、開発と革新、テストの改善と評価を経て立ち上げられた新世代の分散制御システムです。高い信頼性、オープンシステム、強力な機能、簡単なメンテナンスなどの多くの利点があります。集中生産のための効率的かつ高品質なモニタリングを提供し、制御の安定性と調整を向上させ、最終製品の生産を削減し、製品の品質を向上させ、製品市場の競争力を高めることができます。 。
2. プロセスの紹介
現在のコークス炉本体の最上部は炉屋根です。炉屋根の下には燃焼室と炭化室が交互に配置されています。炉本体の下部には蓄冷器と、蓄冷器と燃焼室を接続するランプエリアがあります。コークス製造工程では、石炭原料は石炭塔から石炭車に降ろされ、各炭化室に送られて積み込まれます。次に、一定量のガスと適切な割合の空気が再生器で予熱され、混合燃焼のために燃焼室に送られます。炭化室では、両側の燃焼室が珪石れんが壁を介して熱を伝達し、一方向の熱供給と炭化を行います。乾留室内の石炭は乾留過程で多量の排ガスを発生しますが、排ガスはガス回収管を通って回収作業エリアに流れ、浄化・再利用されます。全体のコークス化サイクルは通常 18.5 時間～23 時間で、その後コークスはコークスプッシャーによって押し出され、不活性ガスで乾式急冷が行われます。コークス製造プロセスでは、コークスの品質とコークス炉廃ガスのリサイクル効率がコークス生産の主な経済指標となります。コークス炉温度、ガス集合管圧力、低湿水急冷/乾式急冷などの影響要因は、生産プロセスにおける重要な制御対象であり、コークス生産の円滑な進行を確保するための重要な要素です。
図1 コークス化プロセスのフローチャート
3. 制御戦略
コークス生産の全体的な管理計画は主に次のように分かれています。
1. シーケンシャル制御方式
これには主に、コークス炉反転、石炭準備、（石炭混合）コークス選別、乾式コークス消火（湿式コークス消火）などのシーケンス制御システムが含まれており、連続的な開始と停止、シーケンス制御およびインターロック保護の機能を実現します。設備。
2. 連動システム
主に、ブロワーと電気タールコレクター（電気タールコレクター）の運転連動、3台または4台のコークス炉トラックの連動（一部のコークス炉には集塵装置が付いています）、ブロワー\オイルポンプと電気タールコレクター）の運転チェーンが含まれます。 、など。
3.車両連動
コークス押出車、コークス閉塞車、コークス消火車に設置された炉番号識別装置、データ収集装置、無線データ送信装置等により、各車両の位置識別や稼働状況を自動収集し、データ処理を行います。データの双方向伝送により、車両間の情報伝達と交換が完了し、コークス押出車、コークス閉塞車、コークス消火車の連動・運行管理機能を実現します。
ブロワーインターロック
コークス炉ガスシステムの主な制御機器はブロワーです。遠心ブロワーのサージ制御は、小型のガス循環手動バルブ（通常はシステムには導入されません）によって制御されます。ガス本管の吸引は、大量のガス循環またはブロワーの速度制御によって実現されます。制御対象は主に∏形パイプのリアバタフライバルブ、フロントバタフライバルブ、ファンインバータまたは油圧カップリングです。制御システムは主にファンシステムの監視と連動・連動記録を実現します。
図2 ブロワインターロック図
4.オイルポンプインターロック
油圧が低下すると、オイルポンプのインターロック保護が自動的に作動します。
5.電動キャッチボックス連動
図３ 電動キャッチボックス連動図
3.アナログ制御方式
主に、ガス集合管圧力制御システム、コークス炉加熱システム（副煙道圧力制御、メインガス流量制御などを含む）、気液分離器レベル制御などが含まれます。
集合管圧力制御
コークス炉ガス集合管の圧力制御はコークス炉制御の鍵の一つです。高度な制御手法を用いてコークス炉コークスガス配管圧力の長期安定制御を実現することは、環境改善、ガス回収量と品質の向上、コークス炉付随製品の生産量と品質の向上にとって非常に重要です。
個別の煙道圧力制御
個別の煙道圧力制御の目的は、煙道の安定した吸引を確保し、適切な空気過剰率を達成することにより、熱損失を低減し、熱効率を向上させることです。煙道副圧力の変化に応じて煙道フラップの開度を自動的に調整し、煙道副圧力を安定させます。燃焼制御システムは、排気ガスの酸素含有量が多くの要因の影響を受けることを考慮して、加熱ガスの量をフィードフォワード パラメーターとして使用して煙道吸引を調整します。
メインガス流量制御
加熱システム制御にはコークス炉温度自動管理アルゴリズムの補正を組み合わせたフィードフォワード制御を採用しています。加熱ガスの特性、配合石炭の特性、コークス炉の動作など、コークス炉の加熱に影響を与える主な要因は、流量制御モジュールに組み込まれています。加熱制御は、測定された火道温度のフィードバックに応じて加熱ガス流量を調整する、複合フォワードフィードバック方式を採用しています。フィードフォワードは、ガス流量の変化に応じて副煙道の吸引力を調整します。
火道温度のマルチモードファジー制御ユニットにはコークス炉の加熱安定性に影響を与える主要なパラメータが含まれているため、これに基づく制御モードはコークス炉の加熱ニーズを正確に反映でき、強力な実用性を備えています。また、コークス炉の運転状況にも積極的に対応し、火炎調整と運転管理を一体的に行うことができます。
さらに、生産プロセス全体、特に点火段階では、DCS 情報の共有、履歴データのクエリ、および現場の特定のプロセス条件に基づいて制御プログラムをコンパイルするための簡単なカスタム制御アルゴリズムの準備の利点を最大限に活用しました。管理レベルの向上だけでなく、製品の品質の安定化・向上にもつながります。
4. 制御工学
コークス炉ガスコレクタ圧力システムは、強い結合、強い干渉、および深刻な非線形性を備えた制御対象であるため、コークス製造において常に困難な制御点でした。浙江大学佑文は、長年の経験の蓄積と技術研究の方向転換を通じて、独自のコークス炉ガス収集パイプ圧力制御ソリューションを開発しました。これは、ガス収集パイプの圧力調整精度を効果的に向上させるだけでなく、システムの安全で信頼性の高い動作を保証します。
図4 システム構成図
図5 空気集合管
5. まとめ
UW500分散制御システム - 冗長設計は二重冗長性を採用し、スイッチング時間ゼロで、継続的な制御性を保証します。このシステムには、入出力投票、セルフテスト、および障害報告メカニズムが組み込まれており、ユーザーによるプログラミングは必要なく、冗長設計が構成されている限り自動的に実装できます。信頼性の高い I/O モジュール: ポイントツーポイント絶縁、ポイントツーポイント配電、オンラインでのポイントツーポイント交換。 UW500 分散制御システムは、高い信頼性、容易なメンテナンス、柔軟な構成、強力な機能という利点を兼ね備えています。
コークス生産に UW500 分散制御システムを使用すると、作業者の作業強度が大幅に向上し、生産自動化のレベルを実現できます。 DCS の強力な分散制御機能は、現場の機器の動作を調整するために使用されます。出力と品質が大幅に向上しました。 DCS独自の連動制御によりコークス製造の安全性も向上しました。 UW500 分散制御システムの安定性により、生産プロセスも安全で信頼できるものになります。
