寶鋼2050mm熱軋煤氣站新增天然氣改造控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、煤氣氣混合加壓過程是鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，混合煤氣的質(zhì)量直接影響鋼鐵生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量。煤氣混合加壓過程復(fù)雜，影響因素多，而我國絕大多數(shù)煤氣加壓站采用手動控制，使得混合煤氣生產(chǎn)質(zhì)量遠不能達到生產(chǎn)要求，這就迫切需要一種有效的控制方法。
　　煤氣站熱值與壓力控制過程具有非線性、慢時變、大滯后及含有許多不確定因素的特點，傳統(tǒng)的控制算法不能完全解決此問題。一旦控制不好，后續(xù)加熱爐變會出現(xiàn)欠氧和過氧的震蕩過程，出現(xiàn)冒黑煙或者燒損增加的問題。因此

2、如何控制好混合問題，特別是增加天然氣后，是一個迫切需要解決的問題。
　　本系統(tǒng)針對一次混合的熱值和壓力存在的耦合問題，設(shè)計了串級并聯(lián)雙交叉限幅控制算法，將一次混合后的壓力作為主控回路，滿足壓力控制需求，而高爐煤氣和焦爐煤氣流量兩個副控回路滿足熱值控制要求，通過高低限幅選擇器使熱值控制在工藝要求范圍內(nèi)，從而增加天然氣后，天然氣和焦爐煤氣進行成比例的置換，置換的過程中天然氣和焦爐煤氣總量跟隨高爐煤氣的配比變化，兩種燃氣間交叉限幅控制。

3、天然氣并入前還需要進行減壓控制，同時滿足壓力和流量控制要求。在此基礎(chǔ)上，研究了小流量情況下的大小管分層控制、加壓機后二次壓力控制，以及為了保護加壓機而設(shè)計的防喘振旁通流量控制和轉(zhuǎn)爐煤氣壓力控制等控制算法。
　　由于DCS系統(tǒng)自身能夠提供全方位的容錯機制，可以有效降低故障帶來的生產(chǎn)損失，本系統(tǒng)選用ABB AC800M DCS系統(tǒng)作為控制器實現(xiàn)系統(tǒng)功能。對DCS系統(tǒng)進行了設(shè)計，研究了通過OPC方式實現(xiàn)與DCS進行網(wǎng)絡(luò)通訊的方式，同時設(shè)

4、計了HMI人機交互界面，實現(xiàn)了人機操作、歷史記錄、趨勢報警、統(tǒng)計報表、異常診斷等功能。
　　本系統(tǒng)已經(jīng)在寶鋼股份2050mm熱軋得到了實際應(yīng)用，在調(diào)試過程中，對天然氣壓力控制問題、外部干擾源擾動問題進行了深入分析，針對外部原因造成的擾動，通過分析加熱爐的需求變化結(jié)合過程參數(shù)變化建立了前饋補償算法，提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度并且根據(jù)現(xiàn)場運行情況不斷的進行改進和優(yōu)化。
　　現(xiàn)場運行情況表明本方法設(shè)計先進，切合工業(yè)實際，建立的系統(tǒng)穩(wěn)定可靠